機電一體化綜合訓(xùn)練二實驗報告 西北農(nóng)林科技大學(xué)

1、目錄一、舵機小車總結(jié)11.1 舵機小車任務(wù)11.2 舵機小車控制原理11.3舵機小車具體完成任務(wù)與改進11.3.1寶貝機器人巡航控制11.3.2機器人觸覺導(dǎo)航21.3.3用光敏電阻進行導(dǎo)航31.3.4方案的改進41.4小結(jié)5二、直流電機小車總結(jié)52.1. 直流電機小車任務(wù)52.2 直流電機小車控制原理52.3 直流電機小車具體完成任務(wù)與改進62.3.1供電電源模塊62.3.2控制器模塊62.3.3電機驅(qū)動模塊72.3.4測速模塊82.3.5顯示模塊92.3.6尋跡92.3.7 避障92.3.8紅外遙控102.3.9方案改進102.4小結(jié)14三、步進電機小車總結(jié)143.1. 步進電機小車任務(wù)14

2、3.2步進電機小車控制原理143.3 步進電機小車具體完成任務(wù)與改進143.3.1供電模塊143.3.2超聲波模塊153.3.3驅(qū)動模塊153.3.4步進小車尋跡163.3.5四鍵遙控163.3.6紅外避障173.3.7實驗方案的改進173.4小結(jié)19四、機電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計204.1創(chuàng)新題目204.2創(chuàng)新的目的204.3創(chuàng)新的背景204.4創(chuàng)新的方案設(shè)計204.4.1創(chuàng)新的總體方案204.4.2創(chuàng)新流程圖204.5仿真圖22五、個人體會與總結(jié)225.1關(guān)于學(xué)習225.2關(guān)于團隊合作235.3關(guān)于編程調(diào)試小車235.4關(guān)于發(fā)現(xiàn)的問題23機電一體化綜合訓(xùn)練實習總結(jié)一、舵機小車總結(jié)1.1 舵機小車任務(wù)

3、1、了解舵機小車的組成部分，組裝并測試好舵機小車。2、舵機小車可以實現(xiàn)的前進、后退，并可以實現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎，并在允許范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)速度。3、完成舵機小車的觸覺導(dǎo)航、光敏電阻導(dǎo)航、紅外線導(dǎo)航、距離檢測等基本任務(wù)，并掌握其工作原理。4、了解并掌握舵機小車如何實現(xiàn)運動。5、了解舵機小車有哪些傳感器，并理解傳感器如何實現(xiàn)信息反饋的。1.2 舵機小車控制原理舵機由舵盤、位置反饋電位器、減速齒輪組、直流電機和控制電路組成。 控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉(zhuǎn)動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個

4、電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機的轉(zhuǎn)動方向和速度，從而達到目標停止，下面為舵機工作原理圖。 控制脈沖控制電路比例電壓比 例電位器齒輪組馬達1.3舵機小車具體完成任務(wù)與改進1.3.1寶貝機器人巡航控制這個任務(wù)具體實現(xiàn)以下功能：全速前進p1_1=1; delay_nus(1700); p1_1=0; delay_nms(20);p1_0=1； delay_nus(1300); p1_0=0; delay_nms(20);全速后退p1_1=1; delay_nus(1300); p1_1=0; delay_nms(20)；p1_0=1； delay_nus(1700

5、); p1_0=0; delay_nms(20); 雙輪左轉(zhuǎn)p1_1=1; delay_nus(1300); p1_1=0; delay_nms(20);p1_0=1； delay_nus(1300); p1_0=0; delay_nms(20); 左輪順時針轉(zhuǎn)雙輪右轉(zhuǎn)p1_1=1; delay_nus(1700); p1_1=0; delay_nms(20);p1_0=1； delay_nus(1700); p1_0=0; delay_nms(20); 繞左輪左轉(zhuǎn)p1_1=1; delay_nus(1500); p1_1=0; delay_nms(20);p1_0=1； delay_nus(

6、1300); p1_0=0; delay_nms(20);繞右輪右轉(zhuǎn)p1_1=1; delay_nus(1700); p1_1=0; delay_nms(20); p1_0=1； delay_nus(1500); p1_0=0; delay_nms(20); 1.3.2機器人觸覺導(dǎo)航電路圖如下： 工作原理：每條胡須都是一個常開開關(guān)。連接到每個胡須電路的i/o引腳監(jiān)視著10k上拉電阻上的電壓變化。當胡須沒有被觸動時，連接胡須的i/o管腳的電壓是5v，當胡須被觸動，i/o短接到地，所以i/o管腳的電壓是0v。單片機可以讀入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進行分析、處理、控制機器人運動。在進行胡須測試之前需將串口電纜連

7、接好，需用到調(diào)試終端以顯示左右胡須狀態(tài)，調(diào)用相關(guān)程序進行測試。1.3.3用光敏電阻進行導(dǎo)航電路圖如下： 光檢測電路 分壓電路跟著陰影走的基本程序：#include<boebot.h>#include<uart.h>int p1_5state(void)/獲取p1_5口的狀態(tài) return (p1&0x20)?1:0;int p2_3state(void) /獲取p2_3口的狀態(tài) return (p2&0x08)?1:0;int main(void) int counter; uart_init(); /串口初始化 printf("program

8、 running!n"); for(counter=1;counter<=1000;counter+)/開始/復(fù)位信號 p1_4=1; delay_nus(1000); p1_4=0; delay_nus(1000); while(1) if(p1_5state()=0)&&(p2_3state()=0)/都探測到陰影向前運動 p1_1=1; delay_nus(1700); p1_1=0; p1_0=1; delay_nus(1300); p1_0=0; else if(p1_5state()=0)/只有左邊的探測到陰影，向左轉(zhuǎn) p1_1=1; delay_n

9、us(1500); p1_1=0; p1_0=1; delay_nus(1300); p1_0=0; else if(p2_3state()=0)/只有右邊的探測到陰影，向右轉(zhuǎn) p1_1=1; delay_nus(1700); p1_1=0; p1_0=1; delay_nus(1500); p1_0=0; else /沒有探測到陰影，靜止不動 p1_1=1; delay_nus(1500); p1_1=0; p1_0=1; delay_nus(1500); p1_0=0; delay_nms(20); 跟光走的程序跟跟陰影走的程序類似不再寫。1.3.4方案的改進將觸須避障與紅外蔽障程序融合，

10、流程圖如下：左方有障礙物右轉(zhuǎn)紅外檢測前方是否有障礙物觸須檢測前方是否有障礙物直走左方有障礙物右轉(zhuǎn)右方有障礙物左轉(zhuǎn)都有障礙物后退有有右方有障礙物左轉(zhuǎn)無無前進都有障礙物后退1.4小結(jié)通過舵機小車的實習，我認識到基本實習的流程，掌握了舵機小車的組裝，以及舵機小車的基本工作原理，掌握了舵機小車的基本編程，并加強了團隊合作意識，認識到一個人的力量是有限的，只有通過團隊合作才能碰撞出靈感的火花。同時我發(fā)現(xiàn)，舵機小車的材料及已丟失，而且像那些電阻，極不容易找到，這是一件非常煩躁的事情。在實驗過程中，我們的紅外蔽障起初沒有成功，原因在于接線太多，導(dǎo)致短路。二、直流電機小車總結(jié)2.1. 直流電機小車任務(wù)1、熟練

11、掌握單一傳感器、單電機在控制器作用下實現(xiàn)具體機械構(gòu)件的控制；2、熟練掌握控制器采集多類型、多數(shù)量傳感器信息并通過復(fù)雜電路控制多電機實現(xiàn)對多機械構(gòu)件的控制；3、熟練掌握各種電機在控制器作用下，驅(qū)動機械構(gòu)件實現(xiàn)復(fù)雜運動。2.2 直流電機小車控制原理使用脈沖寬度調(diào)制（pwm）方式來驅(qū)動直流電機，也就是給直流電機輸入占空比可調(diào)的方波，當電平為1時電機轉(zhuǎn)動，電平為0時電機停止。直流電機控制基本原理：兩個電極與電源正接或反接，可以使其正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于直流電機的工作電流比較大，不能直接使用單片機來驅(qū)動，一般使用集成芯片l293d或l298d。每1個電機需要3個控制信號en1、in1、in2；en1是使能信號

12、。選用一路pwm連接en1引腳，通過調(diào)整pwm的占空比可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速；in1、in2為電機轉(zhuǎn)動方向控制信號。in1、in2分別為1，0時，電機正轉(zhuǎn)；反之，電機反轉(zhuǎn)。2.3 直流電機小車具體完成任務(wù)與改進2.3.1供電電源模塊由于系統(tǒng)cpu、小車電機、傳感器及其他部分均采用+5v供電，考慮小車功率和摩擦阻力等問題，電源采用直流8v電池供電，經(jīng)穩(wěn)壓芯片lm7805輸出5v電壓供單片機及其他電路使用，具體接法如圖4.1。 圖2.3 電源電路連接圖電路為輸出電壓+5v穩(wěn)壓電源。它由8v干電池、濾波電容c1、 c2，一只固定式三端穩(wěn)壓器(7805)管構(gòu)成的，由開關(guān)s控制電壓的輸出，為了防止電源掉電而

13、影響電路工作，設(shè)計了電源指示電路，由一個1k的電阻和一個發(fā)光二極組成。穩(wěn)壓芯片lm7805 簡介：穩(wěn)壓電路由固定式三端穩(wěn)壓器lm7805完成，lm7805的vin和gnd 兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓(該電壓常常會因為市電電壓的波動或負載的變化等原因而發(fā)生變化)。此直流電壓經(jīng)過lm7805的穩(wěn)壓和c2的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。lm7805輸入端接6vdc，輸出的是5vdc。2.3.2控制器模塊控制器模塊即單片機最小系統(tǒng)單元，如圖2.4所示，其主要由51單片機、時鐘、復(fù)位電路組成，本系統(tǒng)采用外部12m晶振，便于單片機內(nèi)部定時器產(chǎn)生精確的定時。 圖2.4

14、 單片機最小系統(tǒng)電路圖2.3.3電機驅(qū)動模塊電機驅(qū)動模塊由l298n芯片、小型直流電動機和三極管組成，電路連接圖如圖2.6所示。 圖2.6 電機驅(qū)動模塊電路圖從單片機輸出的信號功率很弱，即使在沒有其他外部負載時也不能帶動電機，所以在實際電路中加入了電機驅(qū)動芯片提高輸入電機信號的頻率，從而能根據(jù)需要控制電機轉(zhuǎn)動，根據(jù)驅(qū)動管大小和連接電路的簡化要求選擇l298n，在電機線圈兩端分別接入了二極管進行過流保護，以防在控制電機換向時電流過大而損毀電機。l298n芯片簡介：l298n是st公司生產(chǎn)的電機專用驅(qū)動芯片。該芯片的主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達 46v；輸出電流大，瞬間峰值電流可達 3

15、a，持續(xù)工作電流為2a；內(nèi)含兩個 h橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器、線圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。l298n 可驅(qū)動 2 個電機，out1，out2 和 out3，out4 之間可分別接電機，本設(shè)計中選用驅(qū)動一臺電動機。5、7、10、12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。en a 、 en b接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。表 2-2是 l298n功能邏輯圖。表2-2 l298n

16、功能邏輯表en ain 1in 2運行狀態(tài)0xx停止110正轉(zhuǎn)101反轉(zhuǎn)111剎停100停止in3，in4 的邏輯圖與表2-2 相同。由表2-2 可知 en a 為低電平時，輸入電平對電機控制不起作用，當ena為高電平，輸入電平為一高一低，電機正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機停止，同為高電平電機剎停。2.3.4測速模塊轉(zhuǎn)速測量的目的是為了可以實時觀察小車的運行狀態(tài)，通過檢測并顯示運行時的速度來驗證對小車速度的控制。為了能夠低成本的實現(xiàn)功能，測速模塊采用st188反射式光電傳感器測速，并選擇了簡易碼盤作為速度反饋信號，st188光電傳感器由一個發(fā)光二極管和一個三極管組成。如圖2.7所示。 圖2.7 測速

17、模塊電路連接圖由于光電傳感器對黑色和白色反射系數(shù)不同，通過自制碼盤，光電碼盤用白色紙板自制，將紙板剪成圓形，平均分成四個扇面后，將其隔一個涂黑一個，碼盤如圖2.8所示。將碼盤固定在車輪上，當碼盤隨車輪轉(zhuǎn)動時，光電傳感器經(jīng)過黑色時，發(fā)光二極管發(fā)出的光被黑色吸收，傳感器內(nèi)部三極管接不到反射信號，經(jīng)過白色時，發(fā)光二極管發(fā)出的光被傳感器內(nèi)部三極管接收到輸出端有信號輸出，當碼盤隨車輪轉(zhuǎn)動時光電傳感器輪流經(jīng)過黑色和白色，便產(chǎn)生一個個脈沖。車輪每轉(zhuǎn)一周就產(chǎn)生2個脈沖，產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過外部中斷再經(jīng)計數(shù)器計數(shù)，通過計數(shù)值可計算出車輪行走的距離，通過定時計數(shù)器來計時間，算出實時速度。即完成了測速。 圖2.8 碼盤外

18、觀圖注意事項：傳感器不能離碼盤太近，如果太近，傳感器和碼盤間縫隙太小光線太弱導(dǎo)致光電傳感器一直測不到碼盤白色部分，導(dǎo)致測速失敗。距離也不能太遠，太遠光電傳感器無法感知到返回光線。距離應(yīng)保持在 0.51.5cm之間。2.3.5顯示模塊顯示模塊主要由一個4位一體的8段led數(shù)碼管(sm410564)和驅(qū)動芯片74hc245構(gòu)成，用于顯示測量到的電壓值。數(shù)碼管具有低耗能、低損耗、低壓、長壽命等特點，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，精確可靠，操作簡單。該設(shè)計使用的是一個共陽極的數(shù)碼管，每一位數(shù)碼管的原理圖如圖2.9所示。每一位數(shù)碼管的a,b,c,d,e,f,g和dp端都各自連接在一起，用

19、于接收at89s51的p1口產(chǎn)生的顯示段碼。1，2，3，4引腳端為其位選端，用于接收at89s51的p3口產(chǎn)生的位選碼。 圖2.9 一位數(shù)碼管的原理圖74hc245芯片介紹74hc245為三態(tài)輸出的八組總線收發(fā)器，在本實驗中作為驅(qū)動芯片使用，用于驅(qū)動數(shù)碼管的點亮。a：a總線端；b：b總線端；/g：三態(tài)允許端（低電平有效）；dir：方向控制端；vcc：電源；gnd：接地。2.3.6尋跡下圖為流程圖 左側(cè)檢測到黑線右側(cè)檢測到黑線左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)直走 未檢測到黑線2.3.7 避障下圖為流程圖：左側(cè)檢測到障礙物右側(cè)檢測到障礙物右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)直走 無障礙物右側(cè)檢測到障礙物后退2.3.8紅外遙控下圖為流程圖：按右鍵前進

20、鍵右轉(zhuǎn)前進左轉(zhuǎn) 按左鍵后退鍵后退暫停鍵停止2.3.9方案改進我們小組在做完基本任務(wù)后對前面程序進行了融合，包括尋跡、避障、紅外遙控，同時我們加入了調(diào)速功能。再融合過程中遇到了許多困難，第一個困難是中斷沖突的問題第二個問題是紅外遙控解碼的問題第三個是循環(huán)無法跳出的問題，我們通過與其他小組交流合作，最終完美的將程序融合與創(chuàng)新。下面是我們?nèi)诤虾蟮幕玖鞒虉D與程序，紅色標出的是我們改進過和自己寫入的程序。測速及數(shù)碼管顯示按前后左右暫停鍵按靜音和8鍵按開關(guān)鍵和按菜單鍵按0、2、3、4鍵前后左右暫停功能 開啟避障和關(guān)閉避障開啟尋跡和關(guān)閉尋跡分別執(zhí)行四個不同的速度精簡程序：調(diào)速子函數(shù)：只列出了一個電機的調(diào)速

21、情況其余電機調(diào)速同理 void pwm_out_left1_moto() push_val_left =a; if(left_moto_stop) if(pwm_val_left<=push_val_left) left_moto1_pwm=1; else left_moto1_pwm=0; if(pwm_val_left>=10)pwm_val_left=0; else left_moto1_pwm=0; /*timer0中斷服務(wù)子函數(shù)*/ void timer1()interrupt 3 using 2 th1=0xf8; /1ms定時 tl1=0x30; pwm_val_le

22、ft+; pwm_val_right+; pwm_out_left1_moto(); pwm_out_right1_moto(); pwm_out_left2_moto(); pwm_out_right2_moto(); void timer0()interrupt 1 using 2 th0=(65536-2000)/256;/2ms定時 tl0=(65536-2000)%256;數(shù)碼管基本定義程序 void delay(unsigned int k) 延時函數(shù) void intersvr11(void) interrupt 0 using 1 外部0中斷用于計算左輪的脈沖 void int

23、ersvr1(void) interrupt 2 using 1 外部中斷解碼程序 void display_smg(void)顯示數(shù)碼管字程序前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止子函數(shù) void bizhang(void) 避障子函數(shù) void xunji(void) 尋跡子函數(shù) /*-主函數(shù)-*/void main(void)ea=1; it1=1; ex1=1; tmod=0x01; tr0=1; tmod=0x11;th1= 0xf8; /1ms定時 tl1= 0x30; ea = 1;tr1= 1;et1= 1; tmod=0x01; th0=(65536-2000)/256;/2ms定時

24、tl0=(65536-2000)%256;tr0= 1;et0= 1;ex0=1; /開啟外部中斷0 it0=1; /下降沿有效ie0=0;ea = 1;delay(100); while(1)/*無限循環(huán)*/ if(b) bizhang();if(j)xunji(); if(irok=1) switch(im2) case 0x0e: run(); /前進 break; case 0x1a: backrun(); /后退 break; case 0x0a: leftrun(); /左轉(zhuǎn) break; case 0x1e: rightrun(); /右轉(zhuǎn) break; case 0x05: s

25、toprun(); /停止 break; case 0x16: a=3; pwm_out_left1_moto(); pwm_out_right1_moto(); pwm_out_left2_moto(); pwm_out_right2_moto(); run(); break; case 0x19: a=5; pwm_out_left1_moto(); pwm_out_right1_moto(); pwm_out_left2_moto(); pwm_out_right2_moto(); run(); break; case 0x1b: a=7; pwm_out_left1_moto(); p

26、wm_out_right1_moto(); pwm_out_left2_moto(); pwm_out_right2_moto(); run(); break; case 0x01: a=10; pwm_out_left1_moto(); pwm_out_right1_moto(); pwm_out_left2_moto(); pwm_out_right2_moto(); run(); break; case 0x03: b=1; break; case 0x1c: b=0; break; case 0x09:j=1;break; case 0x06:j=0;break; default:br

27、eak; irok=0; 通過實驗我們得到的幾個紅外按鍵的編碼：0x03 靜音；0x1c 菜單；0x09 開關(guān)；0x06 8；0x16 0; 0x19 2; 0x1b 3;0x01 4。2.4小結(jié)直流小車以at89s51 單片機為控制核心，主要由電源模塊、控制器模塊、直流電機驅(qū)動模塊、測速模塊和顯示模塊組成。通過本次試驗我們收獲最為豐富，從一開始的懵懵懂懂變得對單片機控制有了進一步的了認識，對單片機編程更加深入了解，尤其是對中斷的了解，而且對出事的定義有了更好的掌握。還認識到子函數(shù)的重要性，他可以使程序更加方便編寫，而且子函數(shù)會使整個函數(shù)變得簡潔明了。同時我們也加強了團隊合作，在合作中共同進步

28、。三、步進電機小車總結(jié)3.1. 步進電機小車任務(wù)1、熟練分析步進電機的工作原理2、掌握步進電機的組裝。3、掌握步進電機的尋跡功能和紅外傳感檢測功能。4、熟練分析步進電機的驅(qū)動功能。5、在現(xiàn)有條件下實現(xiàn)功能創(chuàng)新。3.2步進電機小車控制原理步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有

29、積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 3.3 步進電機小車具體完成任務(wù)與改進3.3.1供電模塊由于系統(tǒng)cpu、小車電機、傳感器及其他部分均采用+5v供電，考慮小車功率和摩擦阻力等問題，電源采用直流8v電池供電，經(jīng)穩(wěn)壓芯片lm7805輸出5v電壓供單片機及其他電路使用，具體接法如圖2.2。3.3.2超聲波模塊在我們此次實習過程中，關(guān)于步進電機小車使用的是dyp-me007超聲波測距模塊。本模塊輸出方式為pwm 方式。利用單片機從控制口發(fā)一個10us以上的高電平，就可以在接收口等待高電平輸出。一有輸出就可以開定時器計時，當此口變?yōu)榈碗娖綍r就可以讀定時器的值，此時就為此次測距的

30、時間,方可算出距離。如此周期性地測量方可移動測距。out 腳為此模塊作為防盜模塊時的開關(guān)量輸出腳，測距模塊不用此腳。步進電機小車實習過程中還有一個問題就是步進電機小車的有關(guān)信息的顯示問題，在這個過程中我們使用的是超聲波lcd1602顯示模塊，如圖所示。 圖3.3 超聲波lcd1602顯示模塊步進電機小車的基本運動包括前進、后退、左轉(zhuǎn)以及右轉(zhuǎn)，在這一部分，我們調(diào)試了步進電機小車的這些功能，發(fā)現(xiàn)步進小車的接線很重要，如果程序和接線不一致的話，就會出現(xiàn)電機不能按照預(yù)定的期望運動的現(xiàn)象。步進電機和舵機、直流電機不同的是步進電機有四根接線，分接到驅(qū)動器的四個接線柱上，如圖所示。3.3.3驅(qū)動模塊3.3.

31、4步進小車尋跡流程圖：與尋跡接線圖左側(cè)檢測到黑線右側(cè)檢測到黑線左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)直走 未檢測到黑線3.3.5四鍵遙控流程圖：按b鍵按c鍵右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)前進 按a鍵按d鍵后退四鍵遙控與直流小車的遙控編程類似3.3.6紅外避障流程圖： 左側(cè)檢測到障礙物右側(cè)檢測到障礙物右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)直走 無障礙物右側(cè)檢測到障礙物后退 3.3.7實驗方案的改進本次實驗我們做了兩部分的創(chuàng)新，同時也遇到了一些問題。第一部分的創(chuàng)新是我們將尋跡 避障變速 四鍵遙控程序糅合在了一起，第二部分我們實現(xiàn)了紅外跟蹤和超聲波跟蹤。下面是我們的工作流程圖及相關(guān)程序。糅合后的基本流程圖：按b鍵按c鍵變速避障直走 按a鍵按d鍵尋跡這個程序與直流電機糅合程序類似不

32、在具體介紹，下面是我們實驗的最大創(chuàng)新部分超聲波跟蹤流程圖與相關(guān)程序。本程序解決了距離不能連續(xù)顯示的問題，通過加上一個延時函數(shù)便可以實時顯示數(shù)據(jù)，其次要實現(xiàn)超聲波跟蹤必須通過距離控制來實現(xiàn)，當距離大于某個距離或者超出測量范圍是小車會一直向左轉(zhuǎn)，當距離在跟蹤范圍內(nèi)小車向左轉(zhuǎn)尋找人或物體當檢測到物體時，如果在1.5米內(nèi)且大于30厘米小車向前走，當大于15厘米并且小于三十厘米小車靜止不動，當距離小于15厘米是小車后退防止人踩到，該跟蹤系統(tǒng)需要在空曠的地方并且在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)，該跟蹤系統(tǒng)的缺點是如果人往右轉(zhuǎn)小車會往左轉(zhuǎn)一圈找到人，浪費時間不夠智能。啟動小車發(fā)送超聲波接收超聲波計算時間計算距離s波大于1.

33、5m或超出測量范圍大于30厘米小于150厘米小于30厘米大于15厘米靜止小于15cm左轉(zhuǎn)彎前進靜止后退主程序里的循環(huán)語句改動：while(1) tmod=0x11; /設(shè)t0為方式1，gate=1； th0=0; tl0=0; th1=(65536-100)/256; tl1=(65536-100)%256; et0=1; et1=1; tr1=1; /允許t0中斷 ea=1; while(1) startmodule();/ displayonechar(0, 1, ascii0); while(!rx);/當rx為零時等待 tr0=1; /開啟計數(shù) while(rx);/當rx為1計數(shù)并等

34、待 tr0=0;/關(guān)閉計數(shù) conut();/計算 delayms(80);/80ms啟動模塊的改動：void startmodule() /啟動模塊 tx=1; delay5ms(); _nop_();計算模塊里的改動：if(s>=700)|flag=1) /超出測量范圍顯示“-” flag=0; move_left(10,1,0) ; move_right(10,0,1); displayonechar(0, 1, ascii11); displayonechar(1, 1, ascii10);/顯示點 displayonechar(2, 1, ascii11); displayon

35、echar(3, 1, ascii11); displayonechar(4, 1, ascii12);/顯示m else if(s<15) move_left(15,1,1) ; move_right(15,0,1); if(s>15&&s<30) move_left(15,0,0) ; move_right(15,1,0); if(s>30&&s<150) move_left(15,0,1) ; move_right(15,1,1); if(s>150) move_left(10,1,0) ; move_right(10,

36、0,1);前面要有初始定義。3.4小結(jié)步進電機以at89c51單片機為核心，主要有由電源模塊、控制器模塊、步進電機驅(qū)動模塊、和顯示模塊組成?？梢酝ㄟ^藍牙模塊，紅外無線模塊進行控制，同時可以搭建各種傳感器實現(xiàn)反饋由于性能穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)系統(tǒng)。通過本次試驗收獲頗多，一方面完成了實習要求，另一方面對超聲波傳感器有了進一步的認識，并能夠在已有基礎(chǔ)上進行相關(guān)的創(chuàng)新。四、機電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計4.1創(chuàng)新題目： 投籃機器人4.2創(chuàng)新的目的： 通過對投籃機器人的基本設(shè)計，深入了解單片機工作原理以及各個模塊間的協(xié)調(diào)工作，同時培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力。4.3創(chuàng)新的背景：當前過內(nèi)外各種機器人比賽日益增多，各大高校以及青

37、少年創(chuàng)新能力也日益增強。隨著當前科技的進步，智能化，自動化必將成為社會發(fā)展的主流。投籃機器人是一通過各種傳感器但建起來的用于精確投籃的智能化機器人，通過對它的設(shè)計，可以增強創(chuàng)新意識，以及動手能力，同時還可以發(fā)現(xiàn)自己的不足。4.4創(chuàng)新的方案設(shè)計4.4.1創(chuàng)新的總體方案通過搭建各種傳感器實現(xiàn)對目標的檢測，同時實現(xiàn)各個部件的協(xié)調(diào)運動下面為總體方案設(shè)計圖。超聲波傳感器光敏傳感器壓力傳感器小車運動單片機最小系統(tǒng)步進電機驅(qū)動電路直流電機驅(qū)動電路電源電路繼電器直流電機步進電機投球開關(guān)壓彈簧機構(gòu)取球機構(gòu)4.4.2創(chuàng)新流程圖發(fā)出超聲波接收超聲波計算距離s1大于某距離超聲波暫停發(fā)送直流小車停止運動跟蹤光源是否取球

38、壓力傳感器計算球的重量發(fā)出超聲波計算出距離s3根據(jù)球的重量球籃的高度、拋出角度求出算出需要的投球距離s2s2<s3s2=s3s2>s3后退繼電器得點前進開關(guān)松開 投球復(fù)位機器人完成的動作依次是：找球-取球-稱重-計算距離-前進或后退-投球4.5仿真圖五、個人體會與總結(jié)為期兩周的機電一體化綜合訓(xùn)練實習已經(jīng)結(jié)束，通過實習使我對機電一體化技術(shù)有了更加深入的了解，也使我對各個方面的問題有了更加深刻的認識。在本次實習中，我不僅對單片機、傳感器、伺服電機拖動、電路、電力電子技術(shù)等方面的知識有了更加深刻的認識，也鍛煉了自己的編程能力，而且增強了自己團隊合作意識以及遇到問題解決問題的能力。我們兩個

39、人一組，每天都在學(xué)院的步進小車，直流電機小車和寶貝車中度過，每天都在堅持著，雖然這其中的過程不是那么的順利，經(jīng)常遇到挫折使我們多次感到氣餒，幾乎想要放棄，但是最終還是堅持了下來。本次實習的第一個任務(wù)是直流小車的組裝與測試 組裝與測試，這是我們實習的第一步也是最基礎(chǔ)的一步，只有這一步順利的完成了下面的實習才能夠得以繼續(xù)。接下來的任務(wù)越來越難，步進電機小車的組裝與調(diào)試以及寶貝車的安裝與調(diào)試，都進行的不太順利，遇到了各種各樣的問題，所幸的是最終都解決了。短短的兩周機電一體化實習雖然已經(jīng)結(jié)束了，但是在這段的時間里我卻學(xué)到了許多寶貴的經(jīng)驗，現(xiàn)在就以下幾個方面來做下總結(jié)：5.1關(guān)于學(xué)習在這次實習中我認識到了自己的不足發(fā)現(xiàn)了自己的許多問題，我覺得我們以前的學(xué)習方式有關(guān)，我認為我們的學(xué)習在好多時候是被動的學(xué)習，而