【正文】 電機(jī)、控制電路板等。8) 驅(qū)動(dòng)形式：雙路大功率H橋驅(qū)動(dòng)。6) 控制信號(hào)輸入電平：高電平：≤Vin≤Vss，低電平：≤Vin≤。4) 驅(qū)動(dòng)部分工作電流Io：≤2A。2) 驅(qū)動(dòng)部分輸入電壓Vs：～46V。L298各引腳功能。L298N有過(guò)電流保護(hù)功能，當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)卡死時(shí)，可以保護(hù)電路和電機(jī)等。而且它有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。用單片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。 模塊參數(shù)介紹表 電氣參數(shù) US100超聲波測(cè)距模塊 工作電壓 DC 靜態(tài)電流 2MA 工作溫度 20~~+70度 輸出方式 電平或UART(跳線帽選擇） 探測(cè)距離 2cm ~~450cm 。這就是超聲波測(cè)距儀的機(jī)理。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。由于超聲波也是一種聲波其聲速C與溫度有關(guān)。 STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、PPP3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào) PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令， 如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 c) 控制引腳（4根）。STC89C52具體介紹如下： a) 主電源引腳（2根）。 正常工作模式：典型功耗 4Ma～7mA 典型功耗。 STC89C52RC 單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原 程序。 m)工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）。 k)外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 j)共3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。 h)具有 EEPROM 功能。 f)通用 I/O 口 （32 個(gè)） 復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 d)用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。 b)工作電壓：～（5V 單片機(jī)）/～（3V 單片機(jī)）。該器件采用ATMEL密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。因此，單片機(jī)只需要與適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是一種非?；钴S且頗具生命力的機(jī)種。本設(shè)計(jì)包括超聲波接收電路、超聲波發(fā)送電路、距離顯示電路組成。然后單片機(jī)不停的檢測(cè)INT0引腳，當(dāng)INT0引腳的電平由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就認(rèn)為超聲波已經(jīng)返回。 單片機(jī)控制模塊
超聲波測(cè)距模塊

驅(qū)動(dòng)模塊
顯示模塊
超聲波避障系統(tǒng) 超聲波避障系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方框圖 方案設(shè)計(jì)　　超聲波測(cè)距部分是機(jī)器人避障的核心部分。由介質(zhì)吸收引起的衰減叫做粘滯衰減。 c)粘滯衰減：聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點(diǎn)之間的內(nèi)壁摩擦，從而使一部分聲能變?yōu)闊崮堋Ｉ⑸渲饕诖执缶Я＃ㄅc波長(zhǎng)相比）的界面上產(chǎn)生。 超聲波衰減的原因主要有三個(gè)： a)擴(kuò)散衰減：超聲波在傳播中，由于聲束的擴(kuò)散，使能量逐漸分散，從而使單位面積內(nèi)超聲波的能量隨著傳播距離的增加而減小，導(dǎo)致聲壓和聲強(qiáng)的減小。許多超聲波測(cè)距系統(tǒng)都采用這種設(shè)計(jì)方法。當(dāng)收到超聲波的反射波時(shí)，在接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在單片機(jī)的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離，結(jié)果輸出給LCD 顯示。超聲波經(jīng)反射物反射回來(lái)后，由傳感器接收端接收，再經(jīng)接收電路放大、整形，控制單片機(jī)中斷口。使用的12MHz晶體作時(shí)鐘基準(zhǔn)的89C52單片機(jī)定時(shí)器能方便的計(jì)數(shù)到1μs的精度，因此系統(tǒng)采用89C52定時(shí)器能保證時(shí)間誤差在1mm的測(cè)量范圍內(nèi)。測(cè)距誤差s△t() ≈ 。其中d為被測(cè)物與測(cè)距器的距離，s為聲波的來(lái)回的路程，c為聲速，t為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。距離計(jì)算公式為：s=c本論文硬件設(shè)計(jì)采用超聲波往返時(shí)間檢測(cè)法，其原理為：超聲波發(fā)生器T1在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)，就被超聲波接收器T2所接收到。 超聲波測(cè)距技術(shù) 超聲波測(cè)距的方法有多種，如相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法和往返時(shí)間檢測(cè)法。實(shí)驗(yàn)證明：在頻率為1MHz—15MHz范圍內(nèi),超聲波在人體軟組織中的吸收系數(shù)與超聲頻率成正比,如血液的吸收系數(shù)隨著超聲頻率的增高而增大。這是人體組織對(duì)超聲波的吸收、反射和散射等原因造成的，而其中吸收是最主要的。 c）透射、反射和折射：在兩種不同媒質(zhì)的分界面上，會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似于光線一樣的透射、反射和折射現(xiàn)象，普通聲波也有此性質(zhì)。 b）能量大：聲強(qiáng)與振幅，質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)頻率的關(guān)系I=1/2ρCA^2ω^2，相同振幅條件下，能量與頻率的平方正比。距離信號(hào)的模糊語(yǔ)言集合如下： {近，中，遠(yuǎn)}設(shè)定其相應(yīng)的語(yǔ)言變量，并記作： ND(near distance)= 近MD(middle distance)= 中 LD(long distance)= 遠(yuǎn) 超聲波的傳播特性 超聲波的傳播特性有以下幾點(diǎn)： a)超聲波的束射性：由于超聲波頻率很高，所以方向性就相對(duì)要強(qiáng)，方向性即柬射性。每次讀入左組三個(gè)超聲傳感器測(cè)得的距離信號(hào)，選取其中最小的一個(gè)數(shù)值作為左邊的輸入，左邊的數(shù)值用Left表示。輸入輸出的模糊語(yǔ)言：模糊控制器的輸入?yún)?shù)是機(jī)器人六個(gè)超聲傳感器檢測(cè)到的距離信號(hào)。采用模糊控制算法非常適合移動(dòng)機(jī)器人的避障，模糊控制器的輸入是超聲傳感器的距離信號(hào)，輸出是機(jī)器人的動(dòng)作，規(guī)定機(jī)器人只能有前進(jìn)或旋轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)方式。 超聲波避障技術(shù)就是利用超聲波來(lái)檢測(cè)機(jī)器人的前方是否有障礙物，機(jī)器人的前方你要放一個(gè)超聲波發(fā)生器、一個(gè)超聲波接收器，當(dāng)超聲波發(fā)生器發(fā)出去的聲波遇到障礙物時(shí)，這些聲波就會(huì)被反射回來(lái)，這時(shí)就利用超聲波接收器接受被反射回來(lái)的聲波，然后再在機(jī)器人身上面按裝一個(gè)聲波轉(zhuǎn)化器，就是把反射回來(lái)的聲波轉(zhuǎn)化成其他的信號(hào)。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。通過(guò)軟件內(nèi)部校準(zhǔn)優(yōu)化消除外部物理?xiàng)l件造成的誤差從而達(dá)到對(duì)障礙物的較準(zhǔn)確定位。這里探測(cè)裝置必不可少，因?yàn)槌暡ㄔ诰嚯x檢測(cè)方面的較準(zhǔn)確定位。因此單從系統(tǒng)硬件層次上講，移動(dòng)機(jī)器人必須具有豐富的傳感器、功能強(qiáng)大的控制計(jì)算機(jī)以及靈活和精確的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。導(dǎo)航研究的網(wǎng)標(biāo)就是：在沒(méi)有人的干預(yù)下使機(jī)器人有目的地移動(dòng)并完成特定任務(wù)，進(jìn)行特定操作。自主式移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在沒(méi)有人的參與控制且無(wú)需對(duì)環(huán)境作任何規(guī)定和改變的條件下，有目的的移動(dòng)并完成相應(yīng)設(shè)定任務(wù)。因此，20世紀(jì)80年代后期，許多國(guó)家有組織有計(jì)劃的開(kāi)展了移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的硏究。20世紀(jì)60年代以來(lái)，弧焊點(diǎn)焊氣焊、機(jī)械設(shè)備加工、噴涂刻畫(huà)、設(shè)計(jì)裝配、檢測(cè)等各種類(lèi)型，各種用途的機(jī)器人相繼出現(xiàn)，并迅速在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)流水線批量生產(chǎn)，這大大提高了各種產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)型和質(zhì)量。在我國(guó)，由于理論技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和資金分配等因素限制，在智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域與世界發(fā)達(dá)國(guó)家存在相當(dāng)大差距，只有為數(shù)不多研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域做出了一些的成果。 障礙物檢測(cè)是智能移動(dòng)機(jī)器人、智能汽車(chē)對(duì)周邊環(huán)境感知技術(shù)研究領(lǐng)域中的重要方面。”概括說(shuō)來(lái)，機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。我果科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力、和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。不過(guò)，就機(jī)器人而言，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的定義，而且自機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，人們就很難對(duì)機(jī)器人下一個(gè)確切的定義。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽每年都設(shè)有智能小車(chē)類(lèi)的題目，由此可見(jiàn)國(guó)家對(duì)高校機(jī)器人研究工作的重視程度。智能小車(chē)可以理解為機(jī)器人的一種特例，它是一種能夠通過(guò)編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人。單路測(cè)距系統(tǒng)的角度掃描范圍為22。超聲波測(cè)距與避障系統(tǒng)的試驗(yàn)包括四個(gè)部分：測(cè)距系統(tǒng)性能試驗(yàn)、位姿檢測(cè)試驗(yàn)、安全避障試驗(yàn)以及聲納環(huán)布局試驗(yàn)。硬件開(kāi)發(fā)基STC89S52微控制器，集成了傳感器電路、信號(hào)處理電路、微控制器外圍電路及電源電路等；軟件設(shè)計(jì)主要包括測(cè)距算法設(shè)