【正文】 ，實現(xiàn)差速控制；豐富的數(shù)字 I/O 口可以接碰撞傳感器、紅外避障傳感器等，可編程的上升沿或下降沿觸發(fā)可用來檢測樓梯，另外它的定時器功能 可以精確進行定時中斷，為 自動掃地機 提供精確周期來完成采集信號、決策、行走等。在復位信號的上升沿， ROMCTL 引腳數(shù)據(jù)鎖存，送入 MISC 寄存器中的 ROMON 位， ROMON 位決定內(nèi)部 Flash 在內(nèi)存映像中是否可見。在復位信號的上升沿， MODC， MODB， 和 MODA引腳上的數(shù)據(jù)鎖進 MODE 寄存器的相應位，用來決定操作模式，如表 21 所列。 PS0/RXD0：通用輸入或輸出引腳；可作為串行通信接口 0 的接收引腳。 PS2/RXD1：通用輸入或輸出 引腳；可作為串行通信接口 1 的接收引腳。 PS4/MISO0：通用輸入或輸出引腳；可以配置為 SPI0 的主模式的輸入（ SI）引腳，安徽理工大學 畢業(yè)設計 7 或者從模式的輸出（ MO）引腳，即配置為 MOSI。 PS6/SCK0：通用輸入或輸出引腳；以配置為 SPI0 的時鐘引腳 SCK。 PP0/KWP0/PWM0/MISO1：通用輸入或輸出引腳；可用于產(chǎn)生一個使 單片機 退出停止或等待模式的中斷；也可以作為 PWM 的 0 通道的輸出；還可以配置為 SPI1 的主模式的輸入（ SI）引腳，或者從模式的輸出（ MO）引腳，即配置為 MISO。同時也可以配 置為 SPI1 的時鐘引腳 SCK1。同時也可以配置為 SPI1 的從選擇端 。 PP[74]/KWP[74]/PWM[74]：通用輸入或輸出引腳；可用于產(chǎn)生一個使 單片機 退出停止或等待模式的中斷；也可以作為 PWM 的 7~4 通道的輸出。 PM1/TXCAN0/TXB：通用輸入或輸出引腳；也可以作為 CAN0 的發(fā)送引腳；也可以作為 BDLC 的傳輸引腳 TXB。 PM3/TX_BF/TXCAN1/TXCAN0/：通用輸入或輸出引腳；可以配置為 Byteflight 模塊的 TX_BF 信號，即數(shù)據(jù)發(fā)送引腳；也可以配置為 CAN1 或 CAN0 的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳；還可以配置為 SPI0 的從模式選擇引腳。 PM5/BF_PROK/TXCAN0/TXCAN4/SCK0 ：通用輸入或輸出引腳；可以配置為Byteflight 模塊的 BF_PROK 信號，接收數(shù)據(jù)正確，該引腳輸出脈沖信號；也可以配置為安徽理工大學 畢業(yè)設計 6 CAN4 或 CAN0 的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳 ；還可以配置為 SPI0 的串行時鐘信號 SCK0。 PM7/BF_PSLM/TXCAN4：通用輸入或 輸出引腳；可以配置為 Byteflight 模塊的BF_PSLM 信號，也可以配置為 CAN4 的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳。 PJ6/KWJ6/RXCAN4/SDA/RXCAN0：通用輸入或輸出引腳；可以配置為中斷輸入信號，該中斷使 單片機 退出停止或等待模式；同時也可以配置為 CAN0 或 CAN4 的數(shù)據(jù)接收引腳；還可以配置為 C 模塊的串行數(shù)據(jù)引腳 SDA。 PH0/KWH0/MISO1： 通用輸入或輸出引腳；可以配置為中斷輸入信號，該中斷使 單片機 退出停止或等待模式；同時也可以配置為 SPI1 的主模式的輸入（ MI）引腳，或者從模式的輸出（ SO）引腳，即配置為 MISO。 PH2/KWH2/SCK1：通用輸入或輸出引腳；可以配置為中斷輸入信號，該中斷使 單片機 退出停止或等待模式；同時也可以配置為 SPI1 的時鐘引腳 SCK。 PH[74]/KWH[74]：通用輸入或輸出引腳；可以配置為中斷輸入信號，該中斷使 單片機 退出停止或等待模式。 PA[70]/ADDR[158]/DATA[158]：通用輸入引腳；在 單片機 擴展操作模式中，這些引腳可作為數(shù)據(jù)總線。 TEST：測試引腳，僅有輸入功能，專為測試預留。 RESET： 外部復位引腳， 高 電平有效，為雙向控制信號。 EXTAL， XTAL：振蕩器引腳， 晶振電路或外部時鐘引腳。MC9S12DG128 是 一個以 16 位中央處理器為核心的 16 位 單片機 ， 128K 的字節(jié)的 Flash EEPROM 存儲器， 8K 字節(jié)的 RAM， 2K 字節(jié)的 EEPROM，兩個異步串行通信接口（ SCI），兩個串行外圍接口（ SPI），兩個 8 通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ ADC）， 1 個 8 通道脈寬調(diào)制模塊，兩個兼容 ， 1 個 Byteflight 模塊和內(nèi)部集成電路總線。整個清掃工作結(jié)束后，該機器人會釋放負離子，凈化空氣，充當空氣清新機的功能。機器人頂部安裝有攝像裝置用于時時檢查家庭清潔狀態(tài)。在機身下部，裝有移動伸縮的自安徽理工大學 畢業(yè)設計 3 由洗塵口，可深處 5cm 左右，當移動到一些角落或者狹窄區(qū)域時，可最大化清潔地面，不留任何死角。吸塵機器人裝有 CCD 相機，可以經(jīng)過手機連接家用電腦查看房間清潔情況。 2021 年 5 月日本的日立公司亮相的 智能真空機器人，其身長直徑 25cm，身高 13cm，總重 4kg，是世界上當時最小的吸塵機器人。 “ Roomba” 的最大特點是吸塵構(gòu)造，不但有真空吸口，還有底部的旋轉(zhuǎn)滾刷以及側(cè)部的旋轉(zhuǎn)毛刷，這些都強化了清潔去污能力，補償了洗塵功率的不足。通過 “ 虛擬墻 ” 設置一個對機器人有阻隔作用的墻壁，控制機器人的活動空間。當碰撞障礙物后，會順著障礙物前行，移動一定距離后，會自動轉(zhuǎn)動 90 度，并不斷重復上面的過程。 “ Roomba” 可以運行三種模式： S 模式，清掃大約 3～ 4 平方米，工作 20 分鐘； M 模式，清掃大約 6～ 7 平方米，工作 30 分鐘； L 模式，清掃大約 8 平方米以上，工作 40 分鐘。為了避免機器人跑到危險的區(qū)域，一般用磁條來限制機器人的移動空間，保護機器人上的安全。機器人工作時，主要應用的是隨機規(guī)劃模式，也就是工作中會使用超聲波傳感器探測行進方向前方的障礙物，當探測到有障礙物時會自動選擇躲避障礙物，然會自主 選擇新的清掃路徑。 “ 三葉蟲 ” 吸塵機器人 是瑞典家電公司伊萊克斯經(jīng)歷 12 年，向市場推出的世界首臺智能吸塵機器人。我國首臺低級智能 自動掃地機 兩年以后成功問世。哈爾濱工業(yè)大學和香港中文大學聯(lián)合，開發(fā)一種全方位移動 自動掃地機 ，安裝的萬向輪可任意方向移動，開放式控制結(jié)構(gòu)，軟件可移植，硬件可拓展，時時避障功能，增強的 自動掃地機 的環(huán)境適應能力。有關(guān)資料也預測 自動掃地機 是未來幾年需求量最大的服務機器人，特別是日用清潔電器不論在市場上或者是在產(chǎn)品創(chuàng)新上，絕對是所有小家電產(chǎn)品中最活躍的，未來仍有很大的成長空間。開始于 20 世紀 80 年代的研究，現(xiàn)在已經(jīng)有多重樣機和產(chǎn)品，并且促進了家庭服務機器人行業(yè)的發(fā)展，也促進了移動機器人技術(shù)、圖像、語音識別、傳感器等技術(shù)的發(fā)展。服務機器人有著比較明顯的特征：適合具體的方式、環(huán)境以及任務過程的一個機器人系統(tǒng)，活動范圍廣，非結(jié)構(gòu)環(huán)境下移動性，所以大多數(shù)機器人是移動機器人。在控制、感知、驅(qū)動、材料等領(lǐng)域不斷進步的技術(shù)背景下，機器人首次出現(xiàn)在制造領(lǐng)域之外的服務領(lǐng)域，開辟了應用機器人的新領(lǐng)域。 選題依據(jù)和意義 在人類不斷發(fā)展的文明中，科技扮演的角色越來越重要。隨著計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)、移動機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，為 自動掃地機 的 控制模塊 的研究和開發(fā)打下堅實的理論與技術(shù)基礎(chǔ)以及美好的未來發(fā)展藍圖；信息采集模塊依賴于傳感器技術(shù)，一般常用的傳感器有： CCD 攝像機、紅外測距傳感器、重力傳感器、碰撞傳感器等，采集外部的環(huán)境 信息；運動模塊是 自動掃地機 的本體，一般的結(jié)構(gòu)有：輪式、履帶式、步進式或其他方式，輪式和履帶式適合移動在平整的地面上，步進式適合與條件較差的路面移動；清掃模塊一般有：邊刷、地刷和吸塵器，邊刷和地刷用于強力清掃地板上的吸附物，吸塵器吸取地板上較小的物體。它的任務是清潔房間地面，主要處理地面的灰塵，對大尺寸的物體不進行處理，它對家具和人都是安全的，且具備一定得自我保護能力。經(jīng)過實驗證明了設計的可靠性 ， 實現(xiàn)了自動掃地機的自動清潔行走。該系統(tǒng)實時性高功能完備，包括信息采集模塊、 控制模 塊 、清掃模塊、 運動模塊 。 盡管目前國內(nèi)外在這方面的研究開發(fā)方面已經(jīng)取得一定的成果 ， 但是仍有許多關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決或提高 ， 如 路徑規(guī)劃就是其中的一個比較重要的技術(shù)。 本科畢業(yè)設計說明書 掃地機的 數(shù)據(jù) 控制系統(tǒng)設計 THE DESIGN OF AUTOMATIC SWEEPING MACHINE DATA CONTROL SYSTEM 學院（部）： 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級： 電氣 學生姓名： 指導教師： 年 月 日 安徽理工大學 畢業(yè)設計 I 掃地機的 數(shù)據(jù) 控制系統(tǒng)設計 摘要 自動掃地機屬于服務機器人的一種， 隨著社會的發(fā)展需要， 服務機器人 已經(jīng)滲透了我們的生活、工作和經(jīng)濟方面，并且起到了很大的作用。 世界各國尤其是西方發(fā)達國家都在致力于研究開發(fā)和廣泛使用自動掃地機。 本文介紹一種基于 MC9S12DG128 單片機的自動掃地機數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。由碰撞傳感器、紅外測距傳感器等來探測周圍的環(huán)境 ， 由紅外接收頭實現(xiàn)無線手動遙控功能，由直流電機帶動兩個驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，采用改進的 “ 井 ” 字形路徑遍歷法。 關(guān)鍵詞： 自動掃地機 ，單片機， 紅外遙控 ， 自動行走 安徽理工大學 畢業(yè)設計 II THE DESIGN OF AUTOMATIC SWEEPING MACHINE DATA CONTROL SYSTEM ABSTRACT Automatic sweeping machine is one part of the serving robot. With the development of society, the serving robot has infiltrated our lives, work and the economy, and has played a significant role. Automatic sweeping is being researched and developed in the countries all over the world, and which is being used widely in the west developed countries. Despite the current areas of research and development at home and abroad in this aspect has made certain achievements, there are still many key technical problems need to be solved or improved. For example, path planning is one of the important technical. This paper presents the system integration and overview of autonomous cleaning robot which is based on MC9S12DG128 singlechip. The real time characteristic and function of the system are in good condition. The system consists four segments: information collection module, the decision module, cleaning module, motion control module. Several sensors such as collision sensor, infrared distance sensors detect the surrounding obstacles while cleaning. The realization of wireless remote manual control function is posed of an infrared receiving head. Two driven wheels are driven by two DC motors bining. It adopts the improved 井 shaped path traversal method. Experiments show that the control system run well and the robot have the ability to clean the floor automatically. KEYWARDS： automatic sweeping machine, singlechip, infrared remote control