【正文】 or，Emitter 。下面具體介紹下器件引腳圖或設(shè)計的電路原理圖。如圖 所示。使用 LED 數(shù)碼管時，工作電流一般選 10mA 左右／段，既保證亮度適中，又不會損壞器件。因此，LED 數(shù)碼管屬于電流控制型器件，其發(fā)光亮度 L(單位是 cd／m2)與正向電流 IF 有關(guān)，用公式表示： 式（）KIFL?即亮度與正向電流成正比。在正向?qū)ㄖ埃螂娏鹘朴诹?，字段不發(fā)光。LED 數(shù)碼管等效于多只具有發(fā)光性能的 PN 結(jié)。其他顏色 LED數(shù)碼管的光譜曲線形狀與之相似，僅入，值不同。常見管芯材料有磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、氮化鎵(GaN) 等，其中氮化鎵可發(fā)藍(lán)光。當(dāng)驅(qū)動信號為高電平、? 端接低電平時，才能發(fā)光。LED 數(shù)碼管分共陽極與共陰極兩種，其工作特點是，當(dāng)字段電極接低電平，公共陽極接高電平時，相應(yīng)字段可以發(fā)光。方案二：采用 LED 七段數(shù)碼管，采用經(jīng)典電路譯碼和驅(qū)動，電路結(jié)構(gòu)簡單，并且可以實現(xiàn)單片機(jī) I/O 口的并用，顯示效果直觀，明亮，調(diào)試容易。所以在選擇顯示部分所用器件時，有以下兩種方案。如圖 所示。 L298N 的內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動電路。根據(jù)方案要求，通過不斷篩選。第二，選用小車車體為三輪小車，小車采用兩輪驅(qū)動，兩輪各用一個直流電機(jī)執(zhí)行，后輪為一萬向輪。12當(dāng)兩條履帶的速度相同時小車實現(xiàn)前進(jìn)或后退移動；當(dāng)兩條履帶的速度不同時，小車實現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動。 車體及驅(qū)動電路選擇對于小車車體的要求有以下兩種選擇。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。雖然電感式接近開關(guān)占的體積大，對本系統(tǒng)是可以接受，且輸出信號較可靠，受外界的干擾小；但其輸出高電平只有，所以應(yīng)使用電壓比較器與一個 的電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn) TTL 電平信號， 小電壓可以使用普通電阻串聯(lián)分壓獲得，穩(wěn)定性較好。此光電對管調(diào)理電路簡單，工作性能穩(wěn)定。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。TCRT5000 采用 DIP4 封裝，其具有如下特點：塑料透鏡可以提高靈敏度。11圖 TRCT5000TCRT5000 是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。本方案也易于實現(xiàn)，比較可靠，因此采用方案三。即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點。由于光敏二極管受可見光的影響較大，穩(wěn)定性差。但熱探測器對其吸收的紅外輻射波長沒有選擇性，受外界環(huán)境的影響比較大。方案一：采用熱探測器。按工作原理分類：電阻傳感器、電容傳感器、電感傳感器、電壓傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、光柵傳感器、熱電偶傳感器等。目前各行業(yè)應(yīng)用的傳感器品種有很多，但沒有一個統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。：（1）：RXD（串行口輸入端）（2）：TXD（串行口輸出端）（3）: INT0（外部中斷 0 請求輸入端，低電平有效）（4）：INT1（外部中斷 1 請求輸入端，低電平有效）（5）：T0（定時器/計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖輸入端）（6）：T1（定時器/計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖輸入端）（7）：WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效）10（8）：RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效） 傳感器的選擇根據(jù)要求，小車要能夠自動沿軌跡行駛，在循跡時需要使用的傳感器。P3 口（~）：8 位準(zhǔn)雙向并行 I/O 接口。P2 口（~）：8 位準(zhǔn)雙向并行 I/O 接口。擴(kuò)展外部存儲器或 I/O 口時，作為低 8 位地址總線和 8 位數(shù)據(jù)線的分時復(fù)用接口，為雙向三態(tài)。VPD 為該引腳的第二功能，是作為內(nèi)部備用電源的輸入端。RST 為復(fù)位信號輸入端。EA=1 時，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器。（3）EA/VPP：訪問程序存儲器控制信號/編程電源輸入端。（2）PSEN：片外程序存儲器讀選通有效信號。ALE：在系統(tǒng)擴(kuò)展時， ALE 用于控制 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存，以實現(xiàn)低8 位地址和數(shù)據(jù)的隔離。2) 時鐘引腳XTALXTAL2 為內(nèi)部振蕩器的兩條引出線。8圖 AT89C51 引腳圖下面簡單介紹下 AT89C51 的各引腳的功能。如圖 所示。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。在這里也可以選用 AT89C52，但AT89C52 的 E2prom 是 8K 而此次設(shè)計系統(tǒng)只需要 4K 就能夠完成設(shè)計需要所以選擇AT89C51。單片機(jī)是整個小車的大腦，是整個小車運(yùn)行的核心部件，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決復(fù)雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件簡潔化，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。將所有器件集成在一塊芯片上，體積大大減小的同時還提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用 EDA 軟件仿真，調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展，但是其成本高，芯片引腳較多，實物硬件電路板布線復(fù)雜，硬件制作難度較大。方案二：采用 FPGA（現(xiàn)場可編程門列陣）技術(shù)。其特點是直接用現(xiàn)成的IC 組合而成，簡單方便，但由于使用的器件較多，連線復(fù)雜，體積大，功耗大，且靈活性不高，效率低，不利于小車智能化的擴(kuò)展，對各路信號處理比較困難。則為完成以上功能，下面逐步介紹器件的選擇。只有這樣才能夠使整個課題所要求的效果得到充分展示。 63 硬件設(shè)計為了能夠?qū)崿F(xiàn)小車的自動尋跡取物功能，則需要周密的考慮硬件選擇問題。小車行駛到 B 后，需要把貨物卸下，然后再行駛回 A 點。ABC紅外線傳感器小車輪子A點小燈C點小燈B點小燈電感式接近開關(guān)電磁鐵光敏電阻圖 小車搬運(yùn)原理圖由上圖可以看出，首先要在用黑帶制作出的小車軌跡上分別用小燈放置在A，B， C 三點，通過光敏電阻檢測光源確定 A，B，C 點。同時，為了能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)運(yùn)行，及取物功能，所以可以采用圖 所示程序流程圖進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)沒有鐵片可以拾起時，通過軟件程序控制則使小車要自動行駛到固定位置。AT89C51單片機(jī)紅外傳感器電感式接近開關(guān)光敏電阻及測量電路驅(qū)動電機(jī)電磁鐵LED 顯示4而要達(dá)到小車自動循跡功能，和鐵片探測功能就必須要檢測黑帶和識別鐵片，所以選擇正確的傳感器是相當(dāng)重要的。圖 原理框圖通過以上框圖可以知道，首先小車完全是在自動的情況下工作，所以要采用AT89C51 單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元。此次設(shè)計的主控芯片選擇 AT89C51，負(fù)責(zé)檢測傳感器的狀態(tài)并控制電機(jī)。 方案設(shè)計此次設(shè)計分為軟件設(shè)計與硬件設(shè)計兩部分。當(dāng)出現(xiàn)故障時，操作人員需要手動將系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)在 A 點檢測不到貨物時，小車會自動行駛到一點 C ?？浚谶@里貨物用鐵片來模擬。然后在 A 點檢測到貨物，并自動拾起后按規(guī)定路線行駛到目標(biāo)地點 B 后放下貨物。 系統(tǒng)工作該課題研究的主要內(nèi)容是圍繞自動搬運(yùn)展開的。32 方案論證通過對課題理解，可以初步擬定設(shè)計方案，并對該方案進(jìn)行論證分析。軟件部分主要是對各個功能模塊的編程，并通過專門的寫入器下載到硬件部分的主控芯片中執(zhí)行。 本文內(nèi)容安排根據(jù)題目要求所設(shè)計系統(tǒng)主要由兩部分組成，即硬件部分和軟件部分。當(dāng)沒有鐵片時，小車能夠自動行駛到 C 點停止。主要設(shè)計任務(wù)是完成小車的自動循跡，取物功能。視覺傳感器的核心器件是攝像管或 CCD，但其價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用紅外接近傳感器是一種實用有效的方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。作為當(dāng)代物流處理自動化的有效手段和柔性制造系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，無人搬運(yùn)車已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，對無人搬運(yùn)車的研究也具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化生產(chǎn)觀念日益受到企業(yè)的重視，這也為無人搬運(yùn)車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了契機(jī)。 智能機(jī)器人的研究從 60 年代初開始，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前，基于感覺控制的智能機(jī)器人( 又稱第二代機(jī)器人)已達(dá)到實際應(yīng)用階段，基于知識控制的智能機(jī)器人(又稱自主機(jī)器人或下一代機(jī)器人)也取得較大進(jìn)展，已研制出多種樣機(jī)。由于全自主移動機(jī)器人涉及諸如驅(qū)動器控制、傳感器數(shù)據(jù)融合、圖像處理、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等許多方面的研究，所以能夠綜合反映一個國家在制造業(yè)和人工智能等方面的水平。適應(yīng)性是指它可以實時識別和測量周圍的物體，根據(jù)環(huán)境的變化，調(diào)節(jié)自身的參數(shù)，調(diào)整動作策略以及處理緊急情況。機(jī)器人世界杯的中型組比賽中使用的機(jī)器人就屬于這一類型。 自主型機(jī)器人：在設(shè)計制作之后，機(jī)器人無需人的干預(yù)，能夠在各種環(huán)境下自動完成各項擬人任務(wù)。 交互型機(jī)器人：機(jī)器人通過計算機(jī)系統(tǒng)與操作員或程序員進(jìn)行人－機(jī)對話，實現(xiàn)對機(jī)器人的控制與操作。受控于外部計算機(jī)，在外部計算機(jī)上具有智能處理單元，處理由受控機(jī)器人采集的各種信息以及1機(jī)器人本身的各種姿態(tài)和軌跡等信息，然后發(fā)出控制指令指揮機(jī)器人的動作?！≈悄軝C(jī)器人根據(jù)其智能程度的不同，又可分為三種： 傳感型機(jī)器人：又稱外部受控機(jī)器人。除了計算機(jī)科學(xué)以外, 人工智能還涉及信息論、控制論、自動化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)等多門學(xué)科。它一方面不斷獲得新的進(jìn)展，一方面又轉(zhuǎn)向更有意義、更加困難的目標(biāo)。但不同的時代、不同的人對這種“復(fù)雜工作” 的理解是不同的。人工智能是一門極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，從事這項工作的人必須懂得計算機(jī)知識，心理學(xué)和哲學(xué)?！叭斯ぶ悄堋币辉~最初是在 1956 年 Dartmouth 學(xué)會上提出的。 handlingII目 錄1 緒 論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 課題研究的目的和意義 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 設(shè)計任務(wù)與要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 本文內(nèi)容安排 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 方案論證 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 系統(tǒng)工作 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 方案設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43 硬件設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 元器件選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 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