【正文】 最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師表示感謝！參 考 文 獻(xiàn)[1 ]蔣新松. 機(jī)器人與工業(yè)自動化[M] . 石家莊: 河北教育出版社,2022.[2 ]王耀南. 機(jī)器人智能控制工程[M] . 北京:科學(xué)出版社,2022.[3 ]倪星元,等. 傳感器敏感功能材料及應(yīng)用[M] . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2022.[4 ]雨宮好文. 傳感器入門[M] . 北京:科學(xué)出版社,2022.[5]許大中等. 電機(jī)控制[M] . 杭州:浙江大學(xué)出版社,2022.[6]黃玉清 梁靚 張玲霞 [J].信息與電子工程.20229,2(3).[7]ARM 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程. .[8] [9]黃玉清 [J].3,19(1).[10]康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）[M].北京:高等教育出版社,1999.[11]黃玉清 [J].《微計算機(jī)信息》嵌入式(72).[12]萬永倫 丁杰雄. 一種機(jī)器人尋線控制系統(tǒng)[J]. 電子科技大學(xué)學(xué)報,2022,32(1).[13]黃玉清 梁靚. 基于嵌入式 PC 的機(jī)器人光電尋線系統(tǒng)[J].西南科技大學(xué)學(xué)報.202212,19(4).。王老師對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的作風(fēng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的科研經(jīng)驗(yàn)、精湛的專業(yè)知識和真誠的待人風(fēng)格給我們留下了深刻的印象，并將使我們終生受益。王老師作為我們項(xiàng)目驅(qū)動設(shè)計的指導(dǎo)老師，引導(dǎo)我們?nèi)媪私鈾C(jī)器人開發(fā)技術(shù)，悉心指導(dǎo)我們作項(xiàng)目開發(fā)。致 謝本論文是在江西理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中完成的。為小車安裝一個舵機(jī)，將滅火風(fēng)扇安裝在可以旋轉(zhuǎn)的舵機(jī)上，在檢測到火焰的大致位置的情況下，可以不用調(diào)節(jié)車體位置而通過舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)就可以輕松滅火，可以達(dá)到節(jié)約時間的效果。工作展望：使用下面一些設(shè)計，可以節(jié)約滅火時間，達(dá)到更好的滅火效果。完成主要功能模塊的調(diào)試軟件設(shè)計，分別完成對各個功能模塊的調(diào)試工作。所做工作和確定的成果如下：以 ARM2103 為核心擬定了系統(tǒng)組成方案，完成了系統(tǒng)的電路硬件總體設(shè)計，包括供電模塊、微控制器系統(tǒng)、尋線系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、火焰檢測系統(tǒng)以及滅火系統(tǒng)和各個模塊間接口。 本章小結(jié)本章介紹了主要功能模塊的調(diào)試工作，特別是驅(qū)動電路模塊、尋線電路模塊、光源檢測電路模塊的詳細(xì)調(diào)試工作，并對調(diào)試工作中的心得體會做了總結(jié)。硬件和軟件開發(fā)應(yīng)該同步進(jìn)行，它們實(shí)際上只是同一個問題的兩個不同面。 調(diào)試心得最好把驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計成可以承受機(jī)器人預(yù)計最終重量的兩倍，這樣增加模塊不會太影響控制性能。表 53 光敏電阻調(diào)試數(shù)據(jù)被測對象 普通光強(qiáng) 強(qiáng)光 無光線時光敏電阻左 光敏電阻右 被測對象 調(diào)節(jié)前閾值/輸出 調(diào)節(jié)后閾值/輸出強(qiáng)光調(diào)節(jié)后閾值/輸出暗光 滅火效果部分系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)電路對滅火電機(jī)的驅(qū)動，可以在檢測到光源的時候，電機(jī)動作，以表示滅火過程。從所測數(shù)據(jù)我們可以看出，當(dāng)光電管檢測黑線時輸出低電壓，檢測到白線時輸出高電壓，通過電壓比較器比較之后，分別輸出低電平和高電平，供 ARM 作控制信號。在電路焊接好，編制好程序調(diào)試時，出現(xiàn) 2 個電機(jī)一個能正常轉(zhuǎn)動，但是另外一個電機(jī)卻不按照程序控制，自行無規(guī)律亂動的情況，并且在檢查軟件程序無誤的情況下，還是不能控制小車的右電機(jī)正常動作，后來細(xì)心的研讀程序，一項(xiàng)一項(xiàng)的查找問題所在，最后，檢查到，原來是在焊接的時候，由于不夠仔細(xì)，把一路線走來與焊盤焊點(diǎn)短路，造成了硬件電路的錯誤。進(jìn)行總體調(diào)試。在安裝好以上模塊后，再檢查一次，保證位置合理，能正常得檢測到外部情況。第 5 章 系統(tǒng)功能調(diào)試本章節(jié)介紹了系統(tǒng)調(diào)試所做的工作以及心得體會。對火時讓機(jī)器人走到火焰附近，判斷左右兩邊火焰強(qiáng)度，左邊火焰強(qiáng)，左轉(zhuǎn)一點(diǎn)，右邊火焰強(qiáng)，右轉(zhuǎn)一點(diǎn)，每對一次火，前進(jìn)一點(diǎn)。由于設(shè)計中使用一個風(fēng)扇，安裝在小車的正前方，沒有使用舵機(jī)的方案，風(fēng)扇只能朝前方吹風(fēng)。 滅火程序流程圖滅火子程序的流程圖如圖 43 所示。圖 42 尋線子程序流程圖YNYN開始初始化定時器 1設(shè)置外中斷邊沿觸發(fā)開中斷等待中斷置通道號=0， flag1=0Flag1=1?Flag2=1?計算小車位置狀態(tài)不是閥值控制小車小車的控制：小車前進(jìn)時，兩個電機(jī)速度相同；小車左轉(zhuǎn)，左輪速度降低，右輪保持不變；小車右轉(zhuǎn)，右輪速度降低，左輪保持不變；小車后退，電機(jī)反轉(zhuǎn)。若檢測值大于閥值，則對應(yīng)的是白色引導(dǎo)線，若檢測值小于閥值，則對應(yīng)的是深色背景。NYYN讀入火焰?zhèn)鞲衅餍畔⒂谢鹧?？報警并啟動滅火程序開始系統(tǒng)初始化尋線避障控制前進(jìn)檢測火已滅？解除警報并顯示滅火時間啟動回家程序結(jié)束圖 41 主程序流程圖 尋線程序流程圖尋線的程序流程圖如圖 42 所示：小車尋線時，由 TCRT5000 紅外對管檢測地面引導(dǎo)線，反射光越強(qiáng)，值越大；發(fā)射光越弱，值越小。用右手法則搜索整個房間，可以容易地檢測到房間各個角落，避免出現(xiàn)檢測盲區(qū)。 支持使用的ARM2103 工具，包括 C 編譯器、宏匯編器。 是周立功公司提供的用于開發(fā) ARM 系列芯片的匯編語言與 C 程序的集成開發(fā)環(huán)境。周立功公司提供的專用 ARM 嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具套件，可以編譯 C 源文件、匯編源文件、連接定位目標(biāo)模塊和庫、生成并調(diào)試目標(biāo)程序，為實(shí)際的 ARM 及其派生系列產(chǎn)品生成嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。C 編譯器是 ARM 軟件開發(fā)的一種高性能的 C 編譯器。而 C 語言以其結(jié)構(gòu)化，容易維護(hù)，容易移植的優(yōu)勢滿足開發(fā)的需要。 軟件開發(fā)平臺介紹編程語言選用 C 語言。主要硬件電路有：尋線與控制電路、電機(jī)驅(qū)動模塊、火焰檢測電路、滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路以及聲音報警電路。當(dāng)“SPEAK”為高電平時，三極管基級為高電平，此時，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器不工作；當(dāng)“SPEAK”為低GNC12MBQOSFET04Port+5RLpeak8AK電平時，三極管處于放大工作狀態(tài)，驅(qū)動蜂鳴器，開始發(fā)聲，蜂鳴器工作。此時，MOS 截止，風(fēng)扇不動作。單片機(jī)輸出 Port1，Port2 控制信號用以驅(qū)動滅火電機(jī)動作。 聲音報警與滅火位置狀態(tài)=010 位置狀態(tài)=100 位置狀態(tài)=001 滅火驅(qū)動電路 圖 39 滅火風(fēng)扇的驅(qū)動電路如圖 310 所示。傳感器測得的信號直接輸入到 ARM2103A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端口。 火焰檢測電路的設(shè)計光敏傳感器的設(shè)計電路如圖所示，光敏電阻串聯(lián)一個 1000 歐姆的上拉電阻，通過端口的輸出信號，來判斷是否檢測到火源，而右邊的風(fēng)扇開關(guān)驅(qū)動電路是光敏電阻串聯(lián)一個下拉電阻，圖中二極管用來保護(hù)電路，當(dāng)檢測到火源，光敏電阻的阻值減小，三極管基極電壓升高，三極管導(dǎo)通，啟動風(fēng)扇驅(qū)動電路，從而直接達(dá)到滅火的目的，讀者也可以通過 ARM 端口來控制風(fēng)扇驅(qū)動電路。圖 38 行進(jìn)路徑示意從上面的分析可得：在尋線時，選用 3 只反射式紅外傳感器就可以實(shí)現(xiàn)小車沿曲線行走。圖 37 尋線傳感器模塊原理圖小車位置示意圖如圖 38 所示。之后不斷的重復(fù)的定時發(fā)送。使用 TL1838A2 紅外線接收頭接收信號時應(yīng)用 38KHz 頻率三分之一占空比的載波發(fā)送紅外線并且用探頭接收。本次課題還應(yīng)用 TL838A2 紅外線接收頭。工作時，發(fā)射管 D 發(fā)射出的波長約為 940nm 的紅外線信號經(jīng)反射面?zhèn)魉偷浇邮展苌?，反射信號的?qiáng)度隨反射面的材料和顏色的不同而不同，接收管的導(dǎo)通電阻 RGB 隨接收到的反射信號強(qiáng)弱而改變，信號越強(qiáng)電阻越小，信號越弱電阻越大。圖 36 紅外線對管典型應(yīng)用電路其中，I e是紅外線接收管的導(dǎo)通后的發(fā)射極電流。電源模塊為經(jīng)過變壓器變壓后在經(jīng)過穩(wěn)壓器穩(wěn)壓之后的電壓，穩(wěn)壓器的電路的原理圖如下： 尋線電路的設(shè)計在實(shí)際設(shè)計中，我們并選用 AD 采樣的方案來判斷紅外線的接收與否。 電機(jī)由 L298 供電，由全橋進(jìn)行瀉流。如表 31 是 L298 使能引腳、輸入引腳和輸出引腳之間的邏輯關(guān)系表 31 電機(jī)運(yùn)行邏輯關(guān)系EnA IN1 IN2 電機(jī)轉(zhuǎn)向H H L 正轉(zhuǎn)H L H 反轉(zhuǎn)H 同 IN2 同 IN1 停止L X X 停止驅(qū)動電路的設(shè)計如圖 34 所示。當(dāng)使能端 EnA 有效，IN1 為低電平IN2 為高電平時，三極管 2，3 導(dǎo)通，1，4 截止，電機(jī)反轉(zhuǎn)。其內(nèi)部的 H 橋原理圖如圖 22 所示。L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，內(nèi)部圖 33 LM298 內(nèi)部 H 橋原理圖包含二個 H 橋的高電壓大電流橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動46 伏、2 安培以下的電機(jī)，工作溫度范圍從－25 度到 130 度。　 ARM2103 最小系統(tǒng)電路ARM2103 最小系統(tǒng)電路如圖 32 所示。? 可 通 過 個 別 使 能 /禁 止 外 圍 功 能 和 外 圍 時 鐘 分 頻 來 優(yōu) 化 額 外 功 耗 。? 片 內(nèi) 集 成 振 蕩 器 與 外 部 晶 體 的 操 作 頻 率 范 圍 為 1～ 25MHz。? 多 個 串 行 接 口 ， 包 括 2 個 UART（ 16C550 協(xié) 議 標(biāo) 準(zhǔn) ） 、 2 個 高 速 I2C 總 線 （ 400 Kbit/s） ， SPI 和 具 有 緩 沖 作 用 和 數(shù) 據(jù) 長 度 可 變 功 能 的 SSP；? 向 量 中 斷 控 制 器 （ VIC ） ， 可 配 置 優(yōu) 先 級 和 向 量 地 址 。? 2 個 16 位 定 時 器 /外 部 事 件 計 數(shù) 器 （