北郵電子工藝實習報告 迷宮車

1、電子工藝實習實驗報告院系：信息與通信工程學院姓名：班級：學號：老師：孫丹丹北京郵電大學實習報告實習名稱電子工藝實習學 院信息與通信工程學院學生姓名班 級學 號實習時間2015/7/6-2015/7/16實習地點主樓710實習內(nèi)容1.了解和掌握常用電子器件的類別、型號、規(guī)格、性能及簡單測量等電子工藝知 識和技能（7.6-7.7）2.掌握手工焊接的工藝和技術(shù)(7.6-7.7)3. 了解發(fā)光二級管交替閃爍電路(7.8)4.初步了解單片機相關(guān)知識及其開發(fā)環(huán)境(7.8-7.9)5.了解迷宮機器人的基本原理和焊接；進一步熟悉和掌握單片機的C51語言編程（7.9-7.10）6.整機調(diào)試（7.13-7.15）

2、學生實習總結(jié)（附頁，不少于2000字）（實習任務要求、實習題目的設(shè)計思路及詳細實現(xiàn)過程、本人在實習項目中的具體工作、實現(xiàn)功能及測試數(shù)據(jù)結(jié)果、遇到的問題及解決方法、心得體會和總結(jié)、參考文獻、部分算法源程序等）實習成績評定遵照實習大綱并根據(jù)以下三方面按五級分制（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格）綜合評定成績：1、思想品德、實習態(tài)度、實習紀律等2、技術(shù)業(yè)務考核、筆試、口試、實際操作等3、實習報告、分析問題、解決問題的能力實習評語:實習成績:指導教師簽名： 實習單位公章年 月 日一、 任務要求此次實驗共有三個部分焊接練習，基本交替閃爍電路焊接和小車的制作與調(diào)試。學生要按照老師要求完成相關(guān)任務，并進行實驗

3、的驗收。二、 目的此次實驗旨在通過焊接小車與調(diào)試小車，鍛煉學生的綜合能力。其中包括：焊接能力練習，代碼編寫，和綜合調(diào)試等。通過此次實驗，學生應該掌握基本的焊接技術(shù)，電路調(diào)試技術(shù)和單片機開發(fā)的基本能力。三、實驗內(nèi)容1. 焊接1.1焊接的基本知識1.2焊接工具及其使用方法1.3焊接技巧及使用的焊接訓練2.簡單的發(fā)光二極管交替閃爍電路2.1電路原理2.2材料清單2.3焊接要求與實驗心得 一、焊接要求 先將電路布局規(guī)劃好，然后按照一定順序?qū)㈦娐贩謮K安裝，再后固定原件，最后用搭焊的方法焊接導線連接原件。 二、焊接心得 在進行這次焊接之前我們已經(jīng)進行了兩天的焊接訓練，學習了基本的焊接方法和焊接技巧，所以在

4、在進行焊接時并沒有遇到什么困難。但是焊接時由于把導線頭留的過長，對整體焊接產(chǎn)生了一定影響，好在我們組成員合作較好，趕在上午下課之前完成了焊接和驗收。通過這次焊接，我意識到焊接練習與實際焊接電路的區(qū)別，并且初步收獲了焊接電路的一些使用技巧。實際效果圖： 正面：反面：3.迷宮小車的安裝與調(diào)試3.1分部原理圖3.2材料清單3.3方案設(shè)計傳感器： 方案一、利用超聲波傳感器 利用超聲波傳感器來探測障礙物的有無和距離，并根據(jù)距離做出相應的規(guī)避動作。優(yōu)點：探測精準，且可以設(shè)定不同的探測距離。缺點：價格較高，編程較復雜。 方案二、利用紅外線傳感器 利用紅外線接收頭來測定障礙的有無優(yōu)點：方法簡單，易于分析缺點：

5、精度偏低 方案選擇： 比較以上方案，我們從各個方面考慮，紅外線可滿足基本的測量要求且價格便宜，易于分析，所以選定使用紅外線傳感器。3.4迷宮算法部分：目前主流的算法共有四種：1. 靠左或者靠右算法一直沿左墻壁（右墻壁）走，左邊（右邊）有墻時一直沿左邊墻壁（右墻壁）前進，當左邊（右邊）沒有墻時左（右）轉(zhuǎn)，然后繼續(xù)靠左邊墻壁（右墻壁）運行。該算法用于最簡單的迷宮走法。如圖所示，其中虛線表示小車前進的路線。弊端分析：按照該算法，小車在走第二遍迷宮的時候，可以一次性的走出迷宮，但是這條道路不一定是最短的道路；如果迷宮本身存在“孤島”，那么小車很有可能走不出迷宮。如圖：孤島示意圖2. 靠前算法一直沿著前

6、方道路前行(前方?jīng)]有任何障礙時一直前進)，當前邊沒有墻時判斷左邊，左邊沒墻左轉(zhuǎn)，左邊有墻則判斷右邊。然后重復該循環(huán)。該算法使用于最簡單的迷宮走法。（此為優(yōu)先左轉(zhuǎn)，若先判斷右邊障礙則為優(yōu)先右轉(zhuǎn)。算法流程： 弊端分析：該算法只適用于簡單迷宮，且控制不容易操作。3. 洪水（泛洪）算法使用256 B額外內(nèi)存，會大幅提高性能。該算法比一般迷宮算法的有效率高2050倍。同時可以在內(nèi)存中建立一個區(qū)域，與實際中的迷宮格數(shù)一一對應。在實際使用時算法并不太復雜。該額外內(nèi)存區(qū)域稱為“浪頭”，它將體現(xiàn)在內(nèi)存區(qū)域的實際狀況中如圖9所示。當迷宮被淹沒的時候，一個波浪的前頭從目標格向外擴展。在內(nèi)存區(qū)域中這種單元格是惟一需要

7、處理的，當浪頭到達開始的單元格子，機器人已經(jīng)被淹沒。通常來說，開始的單元格可以是任何一個格子。但是為了方便起見，把開始點設(shè)在迷宮的第一個單元格，終點任意。反過來也可以把出口放在第一個單元格，把開始點設(shè)在中間或希望的位置。一旦到達了起點即搜索完成，最短的路徑可以使機器老鼠移動到周圍的格子中數(shù)值比較小的那個格子去，依次類推機器老鼠就能走到終點。算法分析：該算法理論上可以走任何迷宮，且具有記憶學習功能在第二次行走時可走最短路線。但是該算法對單片機要求較高，且對轉(zhuǎn)向控制具有較高要求。4. 輔路算法在內(nèi)存中建立一個區(qū)域與實際中的迷宮格數(shù)一一對應，并將所有走過的路進行記憶，如果發(fā)現(xiàn)前方是死胡同或走過的路就

8、轉(zhuǎn)回前一個岔道口；在行走過程中遇岔道口默認靠左。因為有了記憶功能，就可以走第二遍算法分析：運用該算法可以走復雜的迷宮，不存在走不出來的問題。對單片機和編程的難度大大增高，不適合本次實驗的要求。方案確定：綜合比較以上算法，我們發(fā)現(xiàn)靠左（靠右）算法可以滿足本次實驗要求，且對控制要求較低，所以我們選用靠左（靠右）算法。3.5迷宮車控制系統(tǒng)的綜合確定設(shè)計方案迷宮車由墻壁傳感器、單片機控制板、動力系統(tǒng)組成?？刂齐娐分饕呻姍C驅(qū)動電路，單片機接口電路，電源電路和傳感器電路組成。控制框圖如圖所示。前方傳感器 右方傳感器左方傳感器主控單元STC90C52電機驅(qū)動L298N電源(1）選用三個紅外線傳感器，通過發(fā)

9、光二極管發(fā)出紅外線，若有障礙物在前方，紅外線會被反射回來，被感光三極管接收，單片機程序?qū)π盘栠M行比較處理，按設(shè)定的動作要求向后輪的兩個電機發(fā)出控制命令，控制小車行進。(2)電機驅(qū)動電路采用90C52單片機，通過L298N芯片來控制兩個驅(qū)動電機動作。90C52根據(jù)紅外傳感器對外界進行探測后反饋回來的信號，選用靠右算法，判定迷宮車行進方向，分別向左右兩個驅(qū)動電機發(fā)出控制指令，該信號經(jīng)L298N芯片驅(qū)動后，直接控制相應電機動作，使迷宮車按既定動作進行前進、后退、轉(zhuǎn)向。軟件設(shè)計（靠右）算法思路：直行開始無前面有無障礙右面有無障礙有無有后轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)無左面有無障礙有右轉(zhuǎn)結(jié)束 轉(zhuǎn)向控制現(xiàn)在通用的轉(zhuǎn)向控制思路有兩

10、種：1.一步到位 2.逐步積累到相應角度。 兩種方法各有利弊。在本次實驗中，一步到位的弊端在于對精度要求較高，不易調(diào)節(jié)，易撞墻；好處是轉(zhuǎn)向速度快，啟動快。采用積累的方法可以降低對精度的要求，且撞墻幾率小；但是這種方法轉(zhuǎn)向較慢，速度上處于劣勢。在此次實驗中，我們對兩種方法對進行了相應測試，經(jīng)過比較各個方面的優(yōu)缺點，我們最終選擇一步到位的方法。雖然最后由于電量原因，小車多次撞墻，時間大大增加；但小車都成功走出迷宮，結(jié)果在可接受的范圍內(nèi)。外殼裝飾 此次實驗，根據(jù)要求所有小車必須在有外觀的情況下走出迷宮。通過觀察小車外形及實際行走情況，我們確定的最終方案。首先，在小車上方固定一塊與電路板同樣大小的平面

11、。然后在這個平面上就可以很方便地鋪裝各種裝飾，這種方法靈活度大，且固定牢靠。 小車行走代碼： stop() /停止IN1=0; IN2=0;IN3=0;IN4=0;qianjin() /前進IN1=0;IN2=1;IN3=1;IN4=0;houtui() /后退 IN1=1; IN2=0;IN3=0;IN4=1;zuozhuan() /左轉(zhuǎn)IN1=0;IN2=1;IN3=0;IN4=1;*youzhuan() /右轉(zhuǎn)IN1=1;IN2=0;IN3=1;IN4=0;/Delay_ms(60);round() /后轉(zhuǎn)IN1=1;IN2=0;IN3=1;IN4=0;/Delay_ms(120);*延

12、時代碼：void Delay_ms(uint xms)/延時程序 uint i, j;for(i=xms;i>0;i-) for(j=115;j>0;j-); 光電檢測程序：while(1) qianjin(); if(you=1) qianjin(); Delay_ms(200); stop(); Delay_ms(5); youzhuan(); Delay_ms(200); stop(); Delay_ms(5); qianjin(); Delay_ms(380); else if(zhong=1) qianjin(); else if(zuo=0) zuozhuan(); D

13、elay_ms(200); stop(); Delay_ms(10); /qianjin(); /Delay_ms(50); else qianjin(); Delay_ms(200); stop(); Delay_ms(10); zuozhuan(); Delay_ms(190); stop(); Delay_ms(10); qianjin(); Delay_ms(410); 3.6系統(tǒng)運行調(diào)試問題及解決方法：1.小車的外殼及輪子是純手工安裝的，精度不是很高，小車在行駛過程中不能一直走直線，很容易發(fā)生擦墻事故，影響小車走迷宮。我們使用兩種方法來解決問題。第一種方法是在落后的輪子上纏繞膠帶；第

14、二種方法是通過更改小車的行走代碼。2.小車經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎角度不夠或者轉(zhuǎn)過了的情況，需要通過多次長期的現(xiàn)場調(diào)試，調(diào)整delay的參數(shù)進行效準。有時電量不足或者剛更換的新電池也會影響到小車的轉(zhuǎn)彎角度，需要仔細觀察控制小車的電量，及時更換電池。3.在調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)當前方有障礙時，由于電池放置位置使小車前面太重的原因，小車總是出現(xiàn)“點頭”的現(xiàn)象，為克服這種現(xiàn)象，在小車的后面增加了裝飾物，在增加小車美觀度的同時盡量使全車的重量趨于平衡。實驗心得：在這次實驗中，代碼的編寫和調(diào)試主要由我完成，電路的焊接和外包裝的設(shè)計制作由我和韓晨陽同學共同完成。焊接時并沒有多大障礙，焊錯一個原件之后，簡單處理一下便解決了

15、問題；不過由于焊盤太小，實際焊接時經(jīng)常出現(xiàn)短路的情況，對于這種情況我們把洛鐵頭磨尖解決了問題。理論代碼編寫在此次實驗中也并不難，這主要是由于賽道簡單，所遇情況較少決定的；而且此次實驗大家采用的大都是相對簡單的靠左或者靠右算法也可共同思考。此次實驗的難點是調(diào)試部分。調(diào)試過程中傳感器的調(diào)試，直線行走的調(diào)試，和轉(zhuǎn)彎角度的調(diào)試都是十分麻煩的。而且由于所用器材有限，并不能采用控制步數(shù)或者轉(zhuǎn)彎距離等方式控制角度，也不能利用反饋調(diào)節(jié)直線，使機器調(diào)整十分費心。而且由于電量變化的原因，所有的參數(shù)必須時刻調(diào)整。最后，我們調(diào)出了較成功的代碼。雖然最后由于電量不足出現(xiàn)一些問題，但我們?nèi)耘f對我們的付出與收獲感到滿足。通

16、過這次實驗我感覺收獲了很多東西。首先，我認識到合作的重要性，此次實驗中很多部分都需要兩個人同時動手，兩個人的交流至關(guān)重要。其次，我的耐心得到了增強。在本次實驗中，代碼調(diào)試比較費時。在做這部分時，一個平和的心態(tài)很重要，在多次調(diào)試均不成功的情況下必須調(diào)整心態(tài)，靜下心繼續(xù)工作。最后，在別的同學那收益頗豐。代碼編寫時，我們想出來很多種代碼，及各種情況的處理解決方法；借鑒別人的思路可以幫助自己寫出更加高效的代碼。在這，我還想對實驗課提出一些建議。增加元器件的種類數(shù)，我認為較多的原件種類可以給我們更多的訓練，解決問題也會更好。小車焊接圖：小車完整代碼：#include<reg51.h>#inc

17、lude <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit IN1=P13; /右輪sbit IN2=P15;sbit IN3=P12; /左輪sbit IN4=P10;sbit zuo=P36;sbit zhong=P37;sbit you=P35; void Delay_ms(uint xms)/延時程序 uint i, j;for(i=xms;i>0;i-) for(j=115;j>0;j-); stop() /停止IN1=0; IN2=0;IN3=0;IN4=0;qianjin

18、() /前進IN1=0;IN2=1;IN3=1;IN4=0;Delay_ms(10);houtui() /后退 IN1=1; IN2=0;IN3=0;IN4=1;zuozhuan() /左轉(zhuǎn) IN1=0;IN2=1;IN3=0;IN4=1;youzhuan() /右轉(zhuǎn)IN1=1;IN2=0;IN3=1;IN4=0;/Delay_ms(60);round() /反轉(zhuǎn)IN1=1;IN2=0;IN3=1;IN4=0;/Delay_ms(120);/*主程序*/void main() P0=0xff; P2=0xff; P1=0xff; while(1) /LED1=0; /LED2=0; qianjin(); if(you=1) qianjin(); Delay_ms(200); stop(); Delay_ms(5); youzhuan(); Delay_ms(200); stop(