機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告

1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 題目： 智能機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 課程編號(hào) 課程學(xué)分 起始日期 2016.04-2016.06 教師評(píng)語(yǔ)教師簽名：日期：成績(jī)?cè)u(píng)定備注目錄1 設(shè)計(jì)原理42 方案論證42.1 巡線模塊設(shè)計(jì)42.2巡線模塊設(shè)計(jì)43 設(shè)計(jì)方案53.1小車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53.1.1結(jié)構(gòu)元件的選擇53.1.2小車結(jié)構(gòu)圖53.1.3電路驅(qū)動(dòng)部分電路原理圖63.1.4小車的成品外觀圖73.2巡線功能介紹83.2.1反射型光電探測(cè)器RPR22083.2.2尋跡電路圖分析93.2.3尋跡元件在小車的具體實(shí)現(xiàn)103.2.4電源部分103.3小車三路巡跡算法113.

2、3.1.直線尋跡圖113.3.2左轉(zhuǎn)彎巡跡圖113.3.3右轉(zhuǎn)彎巡跡圖123.4巡線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序124 結(jié)果與分析16智能巡線小車1 設(shè)計(jì)原理 由于黑線和白色地板對(duì)光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來(lái)判斷實(shí)際的“道路”情況，使小車在白色地板上循黑線行走。通常采取的方法是紅外探測(cè)法。   紅外探測(cè)法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車行駛過(guò)程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí)發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來(lái)的紅

3、外光為依據(jù)來(lái)確定黑線的位置和小車的行走路線 2 方案論證2.1 巡線模塊設(shè)計(jì)采用一體反射式紅外對(duì)管，所謂一體就是發(fā)射管和接受管固定在一起，反射式的工作原理就是接收管接收到的信號(hào)是發(fā)射管發(fā)出的紅外光經(jīng)過(guò)反射物的反射后得到的，所以使用紅外對(duì)管進(jìn)行循跡時(shí)必須是白色地板加黑色引導(dǎo)條。 這次設(shè)計(jì)中由于是近距離探測(cè)，故采用紅外對(duì)管來(lái)完成數(shù)據(jù)采集。由于紅外光波比可見光長(zhǎng)，因此受可見光的影響較小。同時(shí)紅外線系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、質(zhì)量輕，便于安裝。反射式光電檢測(cè)器就是其中的一種器件，它具有體積小、靈敏度高、線性好等特點(diǎn)，外圍電路簡(jiǎn)單，安裝起來(lái)方便，電源要求不高。用它作為近距離傳感器是最理想的，電

4、路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。 1.2.2 供電方案設(shè)計(jì)與比較 2.2巡線模塊設(shè)計(jì)方案一： 采用兩個(gè)電源供電，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源以及其周邊電路與單片機(jī)電源分別供電，由于單片機(jī)的電壓較低，而電機(jī)需要的電壓較高，容易使單片機(jī)電壓過(guò)高而損壞，使用兩個(gè)電池供電，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是多一組電池，增加了小車的質(zhì)量，同時(shí)也增加了小車的慣性，降低了靈敏度。 方案二：采用單一電源供電。電源直接給單片機(jī)供電，通過(guò)單片機(jī)的IO口連接到電動(dòng)機(jī)上，這樣輸出的電壓穩(wěn)定，同時(shí)也減輕了小車的質(zhì)量，使小車更加靈活。但是加高的電壓提高了損壞單片機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。 從安全性考慮，我們選擇方案一。 3 設(shè)計(jì)方案3.1小車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.

5、1結(jié)構(gòu)元件的選擇輪胎，減速箱，電機(jī)，萬(wàn)向滑輪，黃色底盤，pcb敷銅板，亞克力板，螺絲，卡簧，固定片等。3.1.2小車結(jié)構(gòu)圖3.1.3電路驅(qū)動(dòng)部分電路原理圖3.1.4小車的成品外觀圖3.2巡線功能介紹3.2.1反射型光電探測(cè)器RPR220 RPR220是一種一體化反射型光電探測(cè)器。其探測(cè)器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電二極管。主要應(yīng)用在游戲機(jī)，復(fù)印機(jī)和辦公自動(dòng)化等設(shè)備中。本巡線小車就是用該元件作為檢測(cè)元件，即是通過(guò)檢測(cè)黑線有沒有來(lái)達(dá)到控制小車巡線的目的的。3.2.2尋跡電路圖分析 （1） 沒有檢測(cè)到黑線，則H4發(fā)光到白紙光反射到H4接收端，H4接收端導(dǎo)通，導(dǎo)通T1

6、接地等于0。（2）有檢測(cè)到黑線，則H4發(fā)光到黑線光全部被吸收，H4接收端，沒有收到任何信號(hào)，因?yàn)镠4不導(dǎo)通（截止），T1等于vcc。3.2.3尋跡元件在小車的具體實(shí)現(xiàn)3.2.4電源部分3.3小車三路巡跡算法3.3.1.直線尋跡圖 3.3.2左轉(zhuǎn)彎巡跡圖3.3.3右轉(zhuǎn)彎巡跡圖3.4巡線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序#include <REGX52.H> /包含51單片機(jī)相關(guān)的頭文件sbit LeftLed=P20; /定義前方左側(cè)指示燈端口sbit RightLed=P07; /定義前方右側(cè)指示燈端口sbit FontLled=P10;sbit LeftIR=P35; /定義前方左側(cè)紅外探頭端口sb

7、it RightIR=P36; /定義前方右側(cè)紅外探頭端口sbit FontIR=P37; /定義前方正前方紅外探頭端口sbit M1A=P00; /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)A端sbit M1B=P01; /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)B端sbit M2A=P02; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)A端sbit M2B=P03; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)B端sbit B1=P04; /定義語(yǔ)音識(shí)識(shí)別傳感器端口sbit SB1=P06; /定義蜂鳴器端口void tingzhi() M1A=0; /將M1電機(jī)A端初始化為0 M1B=0; /將M1電機(jī)B端初始化為0 M2A=0; /將M2電機(jī)A端初始化為0 M2B=0;void qia

8、njin() M1A=1; M1B=0; M2A=1; M2B=0;void houtui() M1A=0; M1B=1; M2A=0; M2B=1;void zuozhuan() M1A=0; M1B=1; M2A=1; M2B=0;void youzhuan() M1A=1; M1B=0; M2A=0; M2B=1;void delay_nus(unsigned int i) /延時(shí):i>=12 ,i的最小延時(shí)單12 us i=i/10; while(-i); void delay_nms(unsigned int n) /延時(shí)n ms n=n+1; while(-n) delay_

9、nus(900); /延時(shí) 1ms,同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償 void ControlCar(unsigned char ConType) /定義電機(jī)控制子程序 tingzhi(); switch(ConType) /判斷用戶設(shè)定電機(jī)形式 case 1: /前進(jìn) /判斷用戶是否選擇形式1 qianjin(); break; case 2: /后退 /判斷用戶是否選擇形式2 houtui(); /M2電機(jī)反轉(zhuǎn) break; case 3: /左轉(zhuǎn) /判斷用戶是否選擇形式3 zuozhuan(); /M2電機(jī)正轉(zhuǎn)break; case 4: /右轉(zhuǎn) /判斷用戶是否選擇形式4 youzhuan(); /M1電機(jī)

10、正轉(zhuǎn) /M2電機(jī)反轉(zhuǎn)break; case 8: /停止 /判斷用戶是否選擇形式8 tingzhi();break; /退出當(dāng)前選擇 void main() /主程序入口 bit RunFlag=0; /定義小車運(yùn)行標(biāo)志位 /RunShow=0; /初始化顯示狀態(tài) ControlCar(8); /初始化小車運(yùn)行狀態(tài) while(1) /程序主循環(huán) Start: LeftLed=LeftIR; /前方左側(cè)指示燈指示出前方左側(cè)紅外探頭狀態(tài) RightLed=RightIR; /前方右側(cè)指示燈指示出前方右側(cè)紅外探頭狀態(tài) FontLled= FontIR; SB1=LeftIR; if(LeftIR = 0 && RightIR = 0) /三個(gè)紅外檢測(cè)到黑線，就前進(jìn) ControlCar(1); /左側(cè)沒有信號(hào)時(shí)，開始向右轉(zhuǎn)一定的角度 delay_nms (10); goto NextRun; if(LeftIR = 0 && RightIR = 1) ControlCar(3); /右側(cè)沒有信號(hào)時(shí),開始向左轉(zhuǎn)一定的角度 delay_nms (10); goto NextRun; if(Lef