【正文】 0 16 MHz ATmega128 ATmega128 單片機最小系統(tǒng)電路 Atmega128 單片機最小系統(tǒng)電路如圖 32 所示。 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 14 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品， 是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片， 內(nèi)部 包含二個 H 橋的高電壓大電流橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 圖 33 LM298 內(nèi)部 H 橋原理圖 46 伏、 2 安培以下的電機，工作溫度范圍從－ 25 度到 130 度。 其內(nèi)部的 H 橋原理圖如圖33 所示。當(dāng)使能端 EnA 有效， IN1 為低電平IN2 為高電平時，三極管 2， 3 導(dǎo)通， 1， 4 截止，電機反轉(zhuǎn)。 如表 31 是 L298 使能引腳 、 輸入引腳和輸出引腳之間的邏輯關(guān)系 表 31電機運行邏輯關(guān)系 EnA IN1 IN2 電機轉(zhuǎn)向 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2 同 IN1 停止 L X X 停止 驅(qū)動電路的設(shè)計如圖 34 所示。 電機由 L298 供電，由全橋進行瀉流。通過對單片機的編程就可以實現(xiàn)兩個直流電機的正反轉(zhuǎn)。 /* L298 的 Enable A */ sbit s1=P3^2。 /* L298 的 Input 2 */ uchar t=0。 /* 電機 1 速度值 */ uchar tmp1。 speed電機速度 (100—100) */ void motor(uchar index, char speed) { if(speed=100 amp。 speed=100) { if(index==1) /* 電機 1 的處理 */ { m1=abs(speed)。 s2=1。 s2=0。j0。 } void main() { uchar i。 /* 設(shè)定 T0的工作模式為 2 */ TH0=0x9B。 EA=1。 /* 定時器 0 允許中斷 */ TR0=1。i=100。 delay(5000)。i0。 delay(5000)。i=100。 delay(5000)。i0。 delay(5000)。 } if(ttmp1) en1=1。 /* 產(chǎn)生電機 1 的 PWM 信號 */ t++。 /* 1 個 PWM 信號由 100 次中斷產(chǎn)生 */ } 圖 L298N 步進電機驅(qū)動集成電路 （ 35） 用 L298 驅(qū)動兩臺直流減速電機的電路。如果機器人 項目只要求直行前進，則可將 5， 10和 7， 12兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機的兩個端口給出 PWM 信號控制 6， 11即可實現(xiàn)直行、轉(zhuǎn)彎、加減速等動作。 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 19 LM339 作為一款典型的電壓比較器，內(nèi)部有四個獨立的電壓比較器，其的特點是： 失調(diào)電壓小，典型值為 2mV； 電源電壓范圍寬，單電源為 2 36V，雙電源為 177。18V； 對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬； 共模范圍很大，為 0 （ Vcc ） Vo ； 差動輸入電壓范圍較大，最大可以等于電源電壓值； 輸出端電平可靈活方便地選用。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。用作兩個電壓的比較時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇 LM339 輸入共模范圍的任何一點），另一端加一個待比較的信號電壓。當(dāng) “”端電壓高于 “+”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。因此，把 LM339 用在弱信號檢測等場合是比較理想的。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。 LM339 的單相比較器電路及傳輸特性如圖 37 所示。輸入信號 Uin，即待比較電壓，它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個參考電壓（門限電平） Ur。圖 b 為其傳輸特性。 圖 38紅外線對管典型應(yīng)用電路 其中， Ie是紅外線接收管的導(dǎo)通后的發(fā)射極電流。工作時，發(fā)射管 D 發(fā)射出的波長約為 940nm 的紅外線信號經(jīng)反射面?zhèn)魉偷浇邮展苌?，反射信號的強度隨反射面的材料和顏色的不同而不同， 接收管的導(dǎo)通電阻 RGB 隨接收到的反射信號強弱而改變，信號越強電阻越小，信號越弱電阻越大。 設(shè)計出的電路原理圖如圖 39 所示。 尋線的原理：若 機器人 在運動時， 機器人 中軸線位于地面引導(dǎo)線上，位置狀態(tài) =010，使 機器人 前進；若 機器人 中軸線位于地面引導(dǎo)線的 左 側(cè)，位置狀態(tài) =100，使 機器人 右 轉(zhuǎn)；若 機器人 中軸線位 于地面引導(dǎo)線的 右 側(cè)，位置狀態(tài) =001，使 機器人 左 轉(zhuǎn)。當(dāng)機器人偏離白線時，根據(jù)在白線上光電管的分布情況來調(diào)整機器人的行進姿態(tài)。 C 工作溫度/176。傳感 器測得的信號直接輸入到Atmega128 單片機 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端口。 聲音報警與滅火 滅火驅(qū)動電路 滅火風(fēng)扇的驅(qū)動電路如圖 312 所示。單片機輸出 Port1， Port2 控制信號用以驅(qū)動滅火電機動作。此時， MOS 截止，風(fēng)扇不動作。當(dāng)“ SPEAK”為高電平時，三極管基級為高電平，此時，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器不工作；當(dāng)“ SPEAK”為低電平時，三極管處于放大工作狀態(tài)，驅(qū)動蜂鳴器，開始發(fā)聲，蜂鳴器工作 。主要硬件電路有：尋線與控制電路、電機驅(qū)動模塊、火焰檢測電路、滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路以及聲音報警電路 。Vision2 IDE，介紹了主要的控制模塊程序，編寫相應(yīng)的控制程序，主要是尋線控制程序和滅火控制程序。匯編語言作為傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的編程語言，具有執(zhí)行效率高的優(yōu)點，但其本身是低級語言，編程效率較低，可移植性和可讀性差，維護極不方便。 +5100R1510R2LS1SpeakerQ18050SPEAK徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 24 MCS51是支持 C語言編程的編譯器，它主要有兩種： Franklin C51編譯器和 Keil C51編譯器，我們簡稱 C51。由 C51 產(chǎn)生的目標(biāo)代碼的運行速度極高，所需存儲空間極小，完全可以和匯編語言媲美。 Keil C51 交叉編譯器兼容 ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會） C編譯器，專用于為 8051 微控制器系列生成快速緊湊的目標(biāo)代碼。 181。Vision2 IDE 環(huán)境包括菜單、工具條、編輯及顯示多種窗口。Vision2 IDE 支持使用的 Keil C51工具，包括 C編譯器、宏匯編器、連接定位器、目標(biāo)代碼到 HEX 的轉(zhuǎn)換器。 用左手法則搜索整個房間，可以容易地檢測到房間各個角落，避免出現(xiàn)檢測盲區(qū)。 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 25 圖 41 主程序流程圖 N Y Y N 讀入火焰?zhèn)鞲衅餍畔? 有火焰？ 報警并啟動滅火程 序 開始 系統(tǒng)初始化 尋線避障控制前進 檢測火 滅？ 解除警報并顯示滅火時間 啟動回家程序 結(jié)束 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 26 尋線程序流程圖 尋線的程序流程圖如圖 42 所示： 機器人 尋線時，由 ST178 紅外對管檢測地面引導(dǎo)線，反射光越強， 值越大 ； 反 射光越弱，值越小。若檢測值大于閥值，則對應(yīng)的是白色引導(dǎo)線，若檢測值小于閥值，則對應(yīng)的是深色背景。 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 27 圖 42 尋線子程序流程圖 Y N Y N 開始 初始化定時器 1 設(shè)置外中斷邊沿觸發(fā) 開中斷 等待中斷 置通道號 =0， flag1=0 Flag1=1? Flag2=1? 計算小車位置狀態(tài) 不是閥值 控制小車 徐州師范大學(xué)本科畢業(yè)生論文設(shè)計 滅火機器人的設(shè)計 28 機器 人 的控制： 機器人 前進時，兩個電機速度相同； 機器人 左轉(zhuǎn)，左輪速度降低，右輪保持不變； 機器人 右轉(zhuǎn)，右輪速度降低，左輪保持不變； 機器人 后退，電機反轉(zhuǎn)。 滅火程序流程圖 滅火子程序的流程圖如圖 43所示。 由于設(shè)計中使用一個風(fēng)扇，安裝在 機器人 的正前方，沒有使用舵機的方案，風(fēng)扇只能朝前方吹風(fēng)。對火時讓機器人走到火焰附近，判斷左右兩邊火焰強度，左邊火焰強，左轉(zhuǎn)一點，右邊火焰強，右轉(zhuǎn)一點，每對一次火，前進一點。 5 參考文獻 參 考 文 獻 [1 ]蔣新松 . 機 器人與工業(yè)自動化 [M] . 石家莊 : 河北教育出版社 ,2021. [2 ]王耀南 . 機器人智能控制工程 [M] . 北京 :科學(xué)出版社 ,2021. [3 ]倪星元 ,等 . 傳感器敏感功能材料及應(yīng)用 [M] . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. [4 ]雨宮好文 . 傳感器入門 [M] . 北京 :科學(xué)出版社 ,2021. [5]許大中等 . 電機控制 [M] . 杭州 :浙江大學(xué)出版社 ,2021. [6]黃玉清 梁靚 張玲霞 李想 .機器人的差分方向控制與實現(xiàn) [J].信息與電子工程 .20219,2(3). [7]余國衛(wèi) 譚延軍 .基于 AT89S52 單片機的火災(zāi)自動報警系統(tǒng) [J].微處理機 .202110,5 [8]鄧江 .基于 AT89S52 的車用抬頭顯示系統(tǒng)研究 [D].成都：電子科技大學(xué) ,2021 [9]黃玉清 張江美等 .模糊控制在移動機器人中的應(yīng)用 [J].西南科技大學(xué)學(xué)報 .20213,19(1). [10]姜志海 . 單片機原理及應(yīng)用 [M]. 北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021. 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