【正文】 C5 87C52 等； （ 2） ATMEL 公司的主要產(chǎn)品有： STC89C5 STC89C5 STC89C2051 等； （ 3）諸如此類的公司 Philips 公司、華邦公司、 Dallas 公司、 Siemens 等公司的許多產(chǎn)品。 （ 8） 51 單片機的外部 程序存儲器 可以 尋址的最大空間為 64kB； （ 9） 邏輯操作具有按位尋址的功能。 （ 6）可以實現(xiàn)全雙工的 串行通信 。 8 （ 4）總共有專用 寄存器 21 個 。 （ 2）數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)的內(nèi)存大小為 128B， 52 系列的有 256B 的 RAM。上市的許多大型公司都有各自不同版本的 51子系列的向下兼容單片機型推出在我們學習的單片機中，最為基礎(chǔ)的應(yīng)該算是 51 單片機了，如圖 23 所示 。 7 L P C 2 1 3 1直 流 減速 電 機紅 外 避障M G 9 9 5 舵機無 線 遙控 圖 22 LPC2131 控制框圖 51單片機 本次設(shè)計所用的單片機是 51 系列里面的 STC89C52 芯片，是兼容于 Intel 8031 指令系統(tǒng) 的單片機的上級統(tǒng)稱。 （ 4）定時計數(shù)器、脈寬調(diào)制器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、實時時鐘。 （ 3）內(nèi)部共有 37 個用戶可以看見的寄存器。 PINSEL2 口功能的設(shè)置與 PINSEL0 和 PINSEL1 的兩個GPIO 口有很大的不同， PINSEL2 擁有 32 位的寄存器，但是在我們的使用中，只用到了PINSEL2[3:2]這 2 位。 PINSEL0 和 PINSEL1 兩位數(shù)字代表選擇某個引腳何種功能。分為 P0[31:0]和 P1[31:16],其中， 沒有使用， 僅僅作為輸出口使用。 X T A L 162X T A L 261P 0 .0 /T x D0/ P W M 119P 0 .1 /Rx D0/ P W M 3 /E I N T 021P 0 .2 /S CL0 /C A P 0 . 022P 0 .3 /S DA 0 /M A T 0 .. 0 /E I N T 126P 0 .4 /S CK 0 /CA P 0 .1 / A D 0 . 627P 0 .5 /M I S O 0 /M A T 0 .1 /A D 0 . 729P 0 .6 /M O S I 0 /CA P 0 .2 / A D 1 . 030P 0 .7 /S S E L 0 /P W M 2 / E I N T 231P 0 .8 /T x D1/ P W M 4 / A D 1 . 133P 0 .9 /Rx D1/ P W M 6 /E I N T 334P 0 .1 0 /RT S 1 /CA P 1 .0 / A D 1 . 235P 0 .1 1 /CT S 1 /CA P 1 .1 / S C L 137P 0 .1 2 /DS R1/ M A T 1 .0 / A D 1 . 338P 0 .1 3 /DT R1/ M A T 1 .1 /A D 1 . 439P 0 .1 4 /DCD 1 /E I NT 1 /S D A 141P 0 .1 5 /RI 1 /E I NT 2 /A D1 . 545P 0 .1 6 /E I NT 0 /M A T 0 .2 /CA P 0 . 246P 0 .1 7 /CA P 1 .2 /S CK 1 / M A T 1 . 247P 0 .1 8 /CA P 1 .3 /M I S O 1 /M A T 1 . 353P 0 .1 9 /M A T 1 .2 /M O S I 1 /C A P 1 . 254P 0 .2 0 /M A T 1 .3 /S S E L 1 /E I N T 355P 0 .2 1 /P W M 5 /A D1 . 6 / C A P 1 . 31P 0 .2 2 /A D1. 7 /CA P 0 .0 / M A T 0 . 02P 0 .2 358P 0 .2 5 /A D0. 4 /A O U T9P 0 .2 7 /A D0. 0 /CA P 0 .1 / M A T 0 . 111P 0 .2 8 /A D0. 1 /CA P 0 .2 / M A T 0 . 213P 0 .2 9 /A D0. 2 /CA P 0 .3 / M A T 0 . 314P 0 .3 0 /A D0. 3 /E I NT 3 /CA P 0 . 015V323RS T57V RE F63VSS6V S S A59P 1 .1 6 /T RA CE P K T 016P 1 .1 7 /T RA CE P K T 112P 1 .1 8 /T RA CE P K T 28P 1 .1 9 /T RA CE P K T 34P 1 .2 0 /T RA CE S Y N C48P 1 .2 1 /P I P E S T A T 044P 1 .2 2 /P I P E S T A T 140P 1 .2 3 /P I P E S T A T 236P 1 .2 4 /T RA CE C L K32P 1 .2 5 /E X T I N 028P 1 .2 6 /RT C K24P 1 .2 7 /T DO64P 1 .2 8 /T DI60P 1 .2 9 /T C K56P 1 .3 0 /T M S52P 1 .3 1 /T RS T20V343V351VSS18VSS25VSS42VSS50RT X C13RT X C25V 3 A7V B A T49P 0 .3 117P 0 .2 6 /A D 0 . 510U?L P C21 3 1 圖 21 LPC2131 結(jié)構(gòu)圖 6 LPC2131 的主要功能： （ 1）擁有完全自主的軟硬件設(shè)計及其仿真調(diào)試功能； （ 2）支持 ARM 的編程環(huán)境 集成開發(fā)環(huán)境及其菲利普公司所有的 ARM 系列微控制器； （ 3）可以進行 GPIO 口的控制性試驗，例如鍵盤輸入、 LED 控制模擬 ISP； （ 4）與上位機可以通過 RS232 轉(zhuǎn)換電路進行直接通訊，完成 串口實驗； （ 5）可以用提供的人機界面，進行實時時鐘和串口通信等的調(diào)試； （ 6）有向量中斷功能； （ 7）有 CAT1025 自帶的復(fù)位功能； （ 8）使用鎖存器 74HC595 芯片，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受功能； （ 9）自帶 a/d 轉(zhuǎn)換功能，可以進行數(shù)模轉(zhuǎn)換； （ 10）具有 6 路 PWM 波，可以利用占空比控制輸出； （ 11）可以進行遠程的 MODEM 通訊； （ 12）可以對 SD 進行讀寫操作； （ 13）可以通過 USB 進行串口通信； （ 14）具有看門口和實時時鐘。 128 位寬度的存儲器。 LPC2131 開發(fā)板上自帶了獨立鍵盤、 LED 發(fā)光、 5V 蜂鳴器等常用部件。最后，深入的掌握蛇型機器人的執(zhí)行模型，從 理論上 為蛇形機器人作出分析與設(shè)計 主控制器 本次設(shè)計的主控制器是 LPC2131 控制舵機、直流減速電機、無線遙控以及紅外避障，51 單片機主要控制液晶顯示、 NRF905 和超聲波，現(xiàn)將它們分別介紹如下。首先，深入了解 LPC2131 的應(yīng)用及基本原理。 第五章：總結(jié)全文，并給出展望。 第三章：針對測量距離、液晶顯示、避開障礙物、數(shù)字遙控、蛇體運動，從如何實現(xiàn)、硬件電路以及部分軟件編程入手，進行深入分析，設(shè)計出相應(yīng)的控制方案?，F(xiàn)主要從以下方面進行介紹： 本論文總共包括四章內(nèi)容，各個章節(jié)的順序參照設(shè)計 工程中 工作 流程 方法 ， 其 大致安排如下： 第二章 ：主控制器簡介和各模塊理論。 機械部分主要是蛇的架構(gòu)及其連接問題，蛇身用內(nèi)徑為 6CM 的 UPVC 管截成 8CM長的小塊，通過用 3DMAX 軟件對架構(gòu)的設(shè)計及其仿真，形成了最終的便捷、可行性方案，即每個部件采雙 U 形結(jié)構(gòu)制成，并用舵機作為連接件，采用鉚釘結(jié)構(gòu)固定，每兩個部件為一個單元，蛇身共有 5 個單元，可以充分顯示出蛇的各個規(guī)定動作。就網(wǎng)絡(luò)攝像頭而言，需要提供網(wǎng)絡(luò)，然后將蛇周圍的情況檢測到后傳輸?shù)诫娔X，打開設(shè)計好的上位機，顯示出來。對于四鍵式無線遙控，主要模塊就是 2262 和 2272 兩個接收和發(fā)射模塊的配合，當有按鍵被按下時，電平被拉高，輸出有效的，通過 74LS04 反相器輸出低電平，傳送給ARM 單片機控制蛇的擺動和 前進，其傳輸頻率為 315MHZ。而對于紅外遙控，當前面 30CM 范圍有障礙物時，電平被拉低，輸送給單片機，單片機發(fā)送指令給 ARM 控制直流減速電機左轉(zhuǎn)，避開障礙物，實現(xiàn)其功能。 LPC2131 通過選擇 GPIO 輸出功能，配置寄存器，通過控制占空比來實現(xiàn)對不同轉(zhuǎn)動角度的控制，從而可以實現(xiàn)蛇身上下左右各個角度的轉(zhuǎn)動，即達到兩個自由度 的運動。 控制部分主要是靠 51 單片機和 LPC2131 的 ARM 系統(tǒng)來控制的， 51 單片機主要通過對 IO 口的控制，來實現(xiàn)對 NRF905 各個寄存器的配置，以及對存儲器的 控 制命令，從而對超聲波模塊測得距離進行無線傳輸，然后利用 1602 對超聲波側(cè)得的數(shù)據(jù)進行實時顯示，做到實時通訊，實時傳輸。 蛇形機器人的簡介 本 設(shè)計 以 STC89C51 為控制芯片， 主要由 4 個部分組成，分別為控制部分、機 械部分、無線傳輸部分、電源部分、上位機顯示部分 。近來，大家對仿生學的興趣空前上漲，而仿生機器學也隨之而受到在機器人領(lǐng)域的特別關(guān)注，對于地震、雪災(zāi)、泥石流、海嘯、火山、有毒氣等危險的地方和一些地面障礙物比較多、崎嶇不平、以及狹窄難以通過的地形及環(huán)境，類似于蛇形機器人的機器有相當大的運動優(yōu)勢，可以滿足各種各樣的需求。在我國范圍內(nèi)，上海交通大學的教授崔顯世、顏國正等人也創(chuàng)造出了我國第一臺小型蛇形機器人。德國科學家發(fā)明了 GMDsnakel，這種機器人每兩個橡膠關(guān)節(jié)構(gòu)成一個連接件，每個連接件可以驅(qū)動 8 個電機，實 現(xiàn)蛇形機器人在水平和垂直方向上的不同角度的彎曲，而且運動及其靈活，但也存在問題，當蛇形機器人做抬頭動作時，由于重力，會有暫時的失控現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，日本 大學發(fā)明了旁邊帶輪子的ACMR3,此種蛇形機器人結(jié)構(gòu)簡單，并可以實現(xiàn)直接驅(qū)動的前進和后退運動、側(cè)面翻滾、螺旋式的轉(zhuǎn)動、一定弧度等各種運動形式。 自從東京大學的教授研制成功了世界上首例蛇形機器人之后，迄今為止，蛇形機器人的發(fā)展已經(jīng)成為仿生學機器人研究過程中不可或缺的一部分了。在仿生機械學中模仿生物蛇而誕生的蛇形機器人將逐漸具備上述特性，蛇形機器人模擬自然界蛇的無肢結(jié)構(gòu)具有多關(guān)節(jié)、多自由度、多冗余自由度的特點可以有多種運動模式，在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，如在有輻射、有毒等危險環(huán)境下的偵察和搜索，在地震、塌方及火災(zāi)后的廢墟中搜尋災(zāi)難幸存者，在狹小和危險條下探測和疏通管道，在航空航天 領(lǐng)域可用其作為行星表面探測器軌道衛(wèi)星的柔性手臂，機器蛇在軍事上同樣具有廣泛的用途，它可以是未來戰(zhàn)場上的重要偵察武器，機器蛇的多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)使其具有模塊化可重構(gòu)的優(yōu)點： 1) 即使某一關(guān)節(jié)出了故障也不會影響整體的運動且出故障的關(guān)節(jié)易于更換修理； 2) 根據(jù)用途的不同 ,可選用不同類型的關(guān)節(jié)； 3) 機器蛇的關(guān)節(jié)可以批量生產(chǎn)、價格低廉、質(zhì)量可靠，另外機器蛇的模塊化設(shè)計，使其具有良好的拆分組合及可擴充性。 蛇的身體雖 然只不過象一條繩子，但具有多種運動變化方式，功能強大，在前行的時候可以當腿腳，在攀爬的時候可以當手臂，而在攫取東西的時候又可以當手指。同樣，使用履帶可以改進移動機構(gòu)適應(yīng)地面的能力，但它卻無法充分實現(xiàn)運動的靈活性。這些機器人的出現(xiàn)并逐步應(yīng)用，使我們能強烈地感受到機器人應(yīng)用范圍之廣、影響程度之深，并且機器人的研究領(lǐng)域已經(jīng)從結(jié)構(gòu)環(huán)境下的定點作業(yè)中走出來，向著非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主作業(yè)方向發(fā)展。s moves is depended on dc gear motor and MG955 steering gear. Switching power supplies 12v and 5v voltage for dc gear motor and steering gear, battery provided power for controller. Mechanical module use UVPC tube as raw materials, and divides into the snake unit structure of the body. Wireless is controlled by NRF905 for data transmission, remote control uses wireless digital controller . The subject introduces the method of making the snakelike robot mechanical structure,the function principle of the circuit,the integrated design of each