【正文】 40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。g8 j)5u Vcc（40腳）：主電源接＋5V :xloO/l )Dz[ 78Ny (2)時(shí)鐘電路引腳XTAL1 和XTAL2 ,(
{Jrz 片內(nèi)是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端。XTAL1（19腳）：接外部晶體振蕩器的另一端。 c?+T] 高電平有效，寬度在24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上，使單片機(jī)復(fù)位。 v39。Z}* vgKrF ALE/（/PROG）（30腳）：地址鎖存信號(hào)端。平時(shí)不訪問(wèn)片外存貯器時(shí)，該端以六分之一的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出脈沖。該引腳有復(fù)用功能， 為片內(nèi)程序存貯器編程（固化）的編程脈沖輸入。ldv 負(fù)載能力為8LSTTL門(mén)。%H*ANEu,! (/EA)/Vpp（31腳）：/EA端接高電平時(shí)，CPU取指令從片內(nèi)程序存貯器自動(dòng)順延至片外程序存貯器。該引腳有復(fù)用功能，Vpp為片內(nèi)程序存貯器編程時(shí)的編程電壓。k (4)輸入/輸出引腳P0、PP2和P3口 P~e
C 6 ]q(|Ew ～（39～32腳）：訪問(wèn)片外存貯器時(shí)作為低八位地址線和八位數(shù)據(jù)線（復(fù)用）。 _。負(fù)載能力為3個(gè)LSTTL門(mén)。dSi ～（21～28腳）：訪問(wèn)片外存貯器時(shí)作為高八位地址線。4pPb(|pcd | ～（10～17腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口。另外還有專(zhuān)門(mén)的第二功能。]V
E: QeT7 （13腳）： /INT1（外部中斷1輸入端） ^YiCOlK （15腳）： T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入端） tQ}k4* （17腳）： /RD（片外數(shù)據(jù)存貯器讀選通信號(hào)輸出端）8051的最小系統(tǒng)連接線路連接圖如圖26所示：圖26 單片機(jī)最小系統(tǒng)Figure 26 SCM minimum system(1)找球傳感器根據(jù)比賽用球?yàn)榧t外發(fā)射裝置，故采用的傳感器為紅外接收的傳感器，根據(jù)車(chē)體前方的兩個(gè)紅外傳感器接收紅外光輸出電壓不同比較來(lái)判斷球的方位指導(dǎo)車(chē)體前進(jìn)方向。(2)控球判傳感器控球判斷傳感器也是一只紅外三極管，安裝在控球探測(cè)臂上，感光方向?yàn)檎路揭?jiàn)前面的模型中其原理同上，因只需判斷持球與否連個(gè)狀態(tài)，所以不需要AD轉(zhuǎn)換比較?；叶葌鞲衅饔煞瓷涫郊t外光電判讀器組成，即一個(gè)紅外發(fā)光管和紅外三極管并排綁定構(gòu)成，其電路圖如圖27所示：圖27 判斷進(jìn)攻電路原理圖Figure 27 schematic circuit judge attack當(dāng)?shù)孛婊叶茸兓瘯r(shí)，對(duì)紅外光的反射量隨之變化，白色對(duì)紅外光反射力強(qiáng)，輸出電壓高；黑色對(duì)紅外光吸收力強(qiáng)，輸出低電壓。(4)碰撞傳感器當(dāng)機(jī)器人與墻體發(fā)生碰撞時(shí)，裝于持球檢測(cè)臂上部的微動(dòng)開(kāi)關(guān)會(huì)被按下，導(dǎo)致一個(gè)中斷脈沖，使機(jī)器人進(jìn)入中斷處理程序——倒退，轉(zhuǎn)向，避開(kāi)障礙。電路和前的最小系統(tǒng)電路連在一起。(5)A/D轉(zhuǎn)換部分硬件電路[7]A/D數(shù)模變換是把輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器的類(lèi)型最為常見(jiàn)的有二種：逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器和積分式A/D轉(zhuǎn)換器。雙積分分式A/D轉(zhuǎn)換器具有精度、抗擾性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但是轉(zhuǎn)換速度慢。封裝電路圖形如圖28：圖28 AD0809封裝模型Figure 28 AD0809 Packaging ModelAD0809內(nèi)部主要是由8路模擬選擇開(kāi)關(guān)、8位A/D轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存緩沖器構(gòu)成。DB0~DB7：8位數(shù)字量輸出端。上升沿復(fù)位0809，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器。在信號(hào)前沿處把ADDA、ADDB、ADDC三條選擇狀態(tài)鎖存在寄存器中，當(dāng)該線為高電平時(shí)，地址才解鎖，便可選擇通道。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志輸出端。OE： 輸出允許控制信號(hào)。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。V（+）：正參考電壓輸入端，通常VREF(+) 接班人+5V電源。ADDA、ADDB、ADDC：8路模擬形狀的三位地址選通輸入線。圖29 A/D轉(zhuǎn)換電路圖Figure 29 A / D converter circuit(1)穩(wěn)壓塊選用本系統(tǒng)所有芯片都需要+5V的工作電壓，并且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其電壓會(huì)逐漸下降，想要得到穩(wěn)定的+5V工作電壓，則需要L7805穩(wěn)壓芯片。單電池組：用一組電池同時(shí)給控制電路和驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電。雙電池組：用兩組電池分別給控制電路和驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，可減少電機(jī)開(kāi)關(guān)時(shí)的能量波動(dòng)。(3)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制本次設(shè)計(jì)采用了H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路直流H橋功放電路是用于控制直流電機(jī)雙向運(yùn)動(dòng)的基本電路，該電路使電機(jī)在單電源供電下可以雙向運(yùn)轉(zhuǎn)。為使電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)，應(yīng)接通三極管A和D,對(duì)電機(jī)而言，其電壓右負(fù)左正；逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)接通三極管B和C,對(duì)電機(jī)而言，其電壓左負(fù)右正。圖211 三極管構(gòu)成的H橋集成功放電路Figure 211 triode constitute the Hbridge integrated amplifier circuitL298雙通道直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N是Description ST公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。其引腳排列如圖1中U4所示，1腳和15腳可單獨(dú)引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳號(hào)。12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ENA，ENB接控制使能端，同時(shí)也是PWM脈沖是輸入腳，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。它可被用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或者是雙極性步進(jìn)電機(jī)。L298還有過(guò)熱自動(dòng)關(guān)斷功能，并有反饋電流檢測(cè)功能。 模擬信號(hào)的值可以連續(xù)變化，其時(shí)間和幅度的分辨率都沒(méi)有限制。與此類(lèi)似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。 模擬電壓和電流可直接用來(lái)進(jìn)行控制，如對(duì)汽車(chē)收音機(jī)的音量進(jìn)行控制。擰動(dòng)旋鈕時(shí)，電阻值變大或變?。涣鹘?jīng)這個(gè)電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。 通過(guò)以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。 簡(jiǎn)而言之，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(OFF)。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。 下面幾副圖顯示了三種不同的PWM信號(hào)。圖(b)和圖(c)顯示的分別是占空比為50%和90%的PWM輸出。例如，假設(shè)供電電源為9V，占空比為10%。圖中使用9V電池來(lái)給一個(gè)白熾燈泡供電。如果在下一個(gè)50ms中將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，燈泡得到的供電將為0V。這種情況下，占空比為50%，調(diào)制頻率為10Hz。設(shè)想一下如果燈泡先接通5秒再斷開(kāi)5秒，然后再接通、再斷開(kāi)……。通斷循環(huán)周期與負(fù)載對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化的響應(yīng)時(shí)間相比必須足夠短。在其他PWM應(yīng)用場(chǎng)合也有同樣的要求。 在電機(jī)控制電機(jī)PWM系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：（1）主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1：10000左右。（5）功率開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。（7）當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，伺服電機(jī)處于微振狀態(tài)，克服了靜摩擦力的影響，有利于改善伺服系統(tǒng)低速運(yùn)行時(shí)的平性。來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。它是英國(guó)Radiometrix公司的一款低功耗超高頻數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，載波頻率分別為418 MHz和433 MHz，具有通信速率高、性能可靠、體積小的優(yōu)點(diǎn)，只接少許外圍電路即可工作，使用非常方便，既可發(fā)送又可接收。模塊15腳(發(fā)射允許端)接為高電平，禁止發(fā)射功能，16腳(接收允許端)接為低電平，使能接收功能。主要特性為：微型PCB(印制電路板)疊層結(jié)構(gòu)；工作在業(yè)余無(wú)線電波波段；可雙向傳送；單向傳輸速率可達(dá)到40 kbit/s；室內(nèi)有效范圍為20 m，空曠處有效范圍為100 m； V～ V，工作電流小于15 mA；可與CMOS邏輯和TTL邏輯兼容。上位機(jī)通過(guò)無(wú)線通信設(shè)備，每隔20 ms～30 ms發(fā)出一幀數(shù)據(jù)(規(guī)劃場(chǎng)上所有機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制命令)，每個(gè)機(jī)器人全部接收，然后機(jī)器人根據(jù)自己的地址編號(hào)(機(jī)器人ID編碼)，從數(shù)據(jù)串中確定出發(fā)給自己的命令。接線電路見(jiàn)圖217。開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)調(diào)整器件、抗干擾性好、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成功應(yīng)用于參加的機(jī)器人足球比賽實(shí)踐中。焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 足球機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)3 足球機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)在完成了硬件的設(shè)計(jì)之后，需要進(jìn)行相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)器人的控制的思想，是直接通過(guò)軟件程序表達(dá)的。本章先對(duì)程序運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)—AD轉(zhuǎn)換器的讀寫(xiě)控制進(jìn)行了說(shuō)明，再針對(duì)各個(gè)功能模塊設(shè)計(jì)了相關(guān)軟件，各模塊間相互獨(dú)立，可用于測(cè)試各個(gè)部件的運(yùn)行狀況。 A/D轉(zhuǎn)換器的讀寫(xiě)控制模塊[8]A/D轉(zhuǎn)換的過(guò)程首先向P0和P2端口輸入AD0809的通道0地址，此時(shí)ALE地址鎖存在信號(hào)將，地址鎖存，單片機(jī)讀寫(xiě)端,，OE有高電平打開(kāi)三態(tài)門(mén)，同時(shí)，STRAT和ALT接在一起，程序輸入一個(gè)正脈沖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，把內(nèi)部轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送往總路線，當(dāng)EOC由低變高時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)換結(jié)束。 /*找球傳感器的值*/void abc0809_2(uchar idata *x)。 /*存放找球傳感器的數(shù)值*/ uchar idata ac[2]。 /*存放最原始灰度傳感器的值*/ abc0809_2(ad)。 /*取找球傳感器的數(shù)值*/}void abc0809_1(uchar data *x) /*提取找球傳感器值的函數(shù)*/{ uchar i 。 ad_dr=amp。 for(i=0。i++){ do{*ad_dr=i x[i]=*ad_dr。}}void abc0809_2(uchar data *x) /*提取灰度傳感器值的函數(shù)*/{ uchar i 。 ad_dr=amp。 for(i=0。i++){ do{*ad_dr=i x[i]=*ad_dr。}}機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)用中，需要作出的動(dòng)作有：前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，其中，左右轉(zhuǎn)可以根據(jù)需要分別有以車(chē)身中心為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)和以車(chē)輪為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，兩個(gè)輪子反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)以車(chē)身中心為圓心轉(zhuǎn)彎，當(dāng)一個(gè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)以車(chē)輪為圓心轉(zhuǎn)彎。（1）直行程序void line(void) /*用于進(jìn)攻*/{ p1^1=1。 p1^3=1。pwm1()。