智能尋跡小車整機(jī)軟、硬件綜合調(diào)試

1、智能尋跡小車設(shè)計(jì)與制作（智能尋跡小車整機(jī)軟、硬件綜合調(diào)試、實(shí)訓(xùn)報(bào)告撰寫）湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司主講：雷道仲 任務(wù)一：任務(wù)一：智能尋跡避障小車軟件控制代碼調(diào)試 （綜合控制代碼） 學(xué)員應(yīng)根據(jù)自己所制定的智能尋跡避障小車系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案編寫相應(yīng)的控制程序，并且在KEIL C 調(diào)試通過，達(dá)到任務(wù)控制要求； 任務(wù)二：任務(wù)二：智能尋跡避障小車整機(jī)電路調(diào)試； 對(duì)智能尋跡避障小車硬件系統(tǒng)整體進(jìn)行調(diào)試，包括電路功能測(cè)試、元器件及排線安裝工藝整理等。湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司要點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容擬定從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行： 任務(wù)三：任務(wù)三：撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告； 學(xué)員根據(jù)智能尋跡避障小車的開發(fā)過程和開發(fā)內(nèi)容撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告

2、任務(wù)四：任務(wù)四：學(xué)員之間交流學(xué)習(xí)心得體會(huì)； 學(xué)員根據(jù)智能尋跡避障小車的開發(fā)過程中所學(xué)、所感、所獲彼此間進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，談?wù)勑牡皿w會(huì)！湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司要點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容擬定從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行：湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 軟件系統(tǒng)控制代碼應(yīng)根據(jù)所制定的軟件系統(tǒng)開發(fā)方案來編寫程序代碼，然后再調(diào)試。以圖1所示的軟件開發(fā)方案為例，從流程框圖可以看出，整個(gè)控制程序主要由尋線、尋線傳感器指示、避障、避障報(bào)警、避障狀態(tài)顯示5個(gè)功能函數(shù)構(gòu)成，開發(fā)時(shí)，可以先將這5個(gè)功能函數(shù)編寫出來，并分別單獨(dú)調(diào)試實(shí)現(xiàn)其控制功能，然后按軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重組功能函數(shù)，達(dá)到系統(tǒng)軟件開發(fā)的目的。1.11.1 任務(wù)一：任務(wù)一：智能尋

3、跡避障小車軟件控制智能尋跡避障小車軟件控制 代碼調(diào)試（綜合控制代碼代碼調(diào)試（綜合控制代碼）1.1.1 根據(jù)軟件系統(tǒng)方案編寫控制代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司圖1 智能尋跡避障小車主流程圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 在KEIL C中調(diào)試程序代碼時(shí)，可以充分借助其調(diào)試工具、監(jiān)控窗口、指令運(yùn)行方式等來進(jìn)行調(diào)試。例如：當(dāng)調(diào)試尋線函數(shù)功能時(shí)，可以采用單步運(yùn)行方式，同時(shí)打開KEIL C中端口監(jiān)控窗口中的P3口,并將P3.5=P3.6=0時(shí),采用單步調(diào)試時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)光標(biāo)會(huì)跳到前進(jìn)函數(shù)qian()去執(zhí)行。調(diào)試截圖如圖2所示。1.11.1 任務(wù)一：任務(wù)一：智能尋跡避障小車軟件控制智能尋跡避障小車軟件控制 代

4、碼調(diào)試（綜合控制代碼代碼調(diào)試（綜合控制代碼）1.1.2 借助KEIL C調(diào)試工具調(diào)試程序代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司圖2 KEIL C調(diào)試尋線程序窗口截圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 （1）電路組裝正確性檢測(cè) 運(yùn)用正確的方法，利用相關(guān)儀器儀表對(duì)整個(gè)智能尋跡避障小車的硬件電路的正確性進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè),對(duì)存在的問題一一解決,記錄解決的方法和措施. （2）電路工藝整理 對(duì)電路的組裝工藝進(jìn)行整理,包括焊點(diǎn)是否有虛焊、元器件管腳長(zhǎng)度是否合適；排線有、無標(biāo)注、固定扎緊等。1.21.2 任務(wù)二：任務(wù)二：智能尋跡避障小車整機(jī)電路調(diào)試智能尋跡避障小車整機(jī)電路調(diào)試 1.2.11.2.1 調(diào)試內(nèi)容調(diào)試內(nèi)容湖南創(chuàng)博龍

5、智信息科技有限公司 實(shí)訓(xùn)報(bào)告的撰寫過程參照以下流程圖進(jìn)行實(shí)訓(xùn)報(bào)告的撰寫過程參照以下流程圖進(jìn)行:1.31.3 任務(wù)三：任務(wù)三：撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告 1.3.1 1.3.1 撰寫撰寫步驟步驟圖3 實(shí)訓(xùn)報(bào)告撰寫步驟1、 項(xiàng)目描述湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司1任務(wù) 利用單片機(jī)及相關(guān)電子元器件設(shè)計(jì)并制作一智能尋跡小車，并運(yùn)用C語言對(duì)單片機(jī)編程，使之完成各種功能。2要求（1）能控制直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度；（2）能控制智能尋跡小車實(shí)現(xiàn)基本巡航動(dòng)作；1.3.2 1.3.2 撰寫實(shí)例撰寫實(shí)例湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司2要求（3）尋跡功能：尋黑線直走、轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)圓圈行走等；（4）避障功能：遇到障礙能自動(dòng)后退

6、、坐轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎完成避障功能（5）避障功能：遇到障礙能自動(dòng)后退、坐轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎完成避障功能1、 項(xiàng)目描述湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司2要求（6）尋跡避障傳感器指示功能；如左轉(zhuǎn)彎相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮等；（7）尋跡狀態(tài)顯示功能；利用數(shù)碼管顯示相應(yīng)字符，如：前進(jìn)顯示“1”等（8）電機(jī)調(diào)速功能：實(shí)現(xiàn)按鍵調(diào)速或軟件延時(shí)自動(dòng)調(diào)速；1、 項(xiàng)目描述湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 2、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)及要求，結(jié)合所介紹的傳感器知識(shí)，系統(tǒng)采用“MCU+執(zhí)行機(jī)構(gòu)+紅外傳感器”的總體設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)總體框圖如圖4所示：1.3.2 1.3.2 撰寫實(shí)例撰寫實(shí)例湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司圖4 智能小車系統(tǒng)框圖湖南創(chuàng)

7、博龍智信息科技有限公司 圖4 中CPU采用當(dāng)前性價(jià)比較高的STC89C52單片機(jī)，它是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，通過對(duì)其編程控制電機(jī)的運(yùn)行以及對(duì)傳感器反饋回的信號(hào)作出相應(yīng)處理，如：控制電機(jī)逆轉(zhuǎn)（后退），完成避障等功能；避障傳感器用于小車行走過程中，對(duì)前方障礙物進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的結(jié)構(gòu)傳送給單片機(jī)，讓其作出相應(yīng)處理；尋跡傳感器用于智能小車的路徑規(guī)劃；報(bào)警電路主要用于當(dāng)智能小車遇障礙物及時(shí)報(bào)警提示用戶，直到小車退出障礙物時(shí)停止報(bào)警。數(shù)碼管顯示電路用于智能小車前進(jìn)、后退的狀態(tài)顯示。3、系統(tǒng)功能模塊介紹湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)顯示“1”，后退時(shí)顯示“2”等；LED指示燈用來指示左右傳感器

8、采集到黑線的情況，當(dāng)左邊的采集到黑線時(shí)，左邊的LED指示燈亮，可以一個(gè)傳感器多個(gè)指示燈指示。3、系統(tǒng)功能模塊介紹湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司4、系統(tǒng)電路原理圖圖5 智能尋跡小車原理圖5 5、智能尋跡避障小車軟件系統(tǒng)框圖智能尋跡避障小車軟件系統(tǒng)框圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司圖6 智能尋跡避障小車主流程圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define out P2sbit zuo1=P01;sbit zuo2=P00;sbit you1=P03;sbit you2=P02;sbit

9、 zuod=P35;sbit youd=P36;sbit qiand=P37;/左 右 前 3個(gè)紅外傳感器sbit jiao=P06;sbit D1=P20;sbit D2=P07;uchar code ZM=0 x03,0 x9f,0 x25,0 x0d,0 x99,0 x49,0 x41,0 x1f,0 x01,0 x09,;void delay(uint x)uchar i; while(x-) for(i=0;i123;i+);6、程序控制代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司void qian() zuo1=0;zuo2=1;/左邊往前you1=0;you2=1;/右邊往前void hou

10、() zuo1=1;zuo2=0;/左邊往后you1=1;you2=0;/右邊往后void zuo() zuo1=1;zuo2=0;/左邊往后you1=0;you2=1;/右邊往前6、程序控制代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司void main() while(1) if(zuod=0&youd=0)/如果左右兩個(gè)傳感器沒有檢測(cè)到黑線 qian();/直走 out=ZM1; if(qiand=0)/如果在直走的過程中遇見障礙物 delay(50);/延時(shí)判斷是否為干擾if(qiand=0)/不是干擾 jiao=0;/蜂鳴器報(bào)警hou();/后退半秒out=ZM2;delay(500);you()

11、;/右轉(zhuǎn)200毫秒out=ZM4;delay(200);jiao=1;/取消報(bào)警6、程序控制代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司if(zuod=1&youd=0) /如果左邊的傳感器檢測(cè)到黑線 while(1) zuo(); out=ZM3; /左轉(zhuǎn) D1=0; if(zuod=0) /一直左轉(zhuǎn)到傳感器檢測(cè)不到為止 D1=1; break; /跳出循環(huán)6、程序控制代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司if(youd=1&zuod=0) while(1) you(); out=ZM4; D2=0; if(youd=0) D2=1; break;/道理同上 /效果：沿著黑線行走 中途遇見障礙物后退右轉(zhuǎn)6、程

12、序控制代碼湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 智能循跡機(jī)器人采用現(xiàn)在較為流行的8位單片機(jī)STC89C52作為系統(tǒng)大腦。40腳的DIP封裝使它擁有32個(gè)完全I(xiàn)O（GPIO-通用輸入輸出）端口，通過對(duì)這些端口加以信號(hào)輸入電路，控制電路，執(zhí)行電路共同完成循跡機(jī)器人。 P0.0，P0.1,P0.2,P0.3分別通過L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和電機(jī)2。由電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來完成機(jī)器人的前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，遇障礙物繞行，避懸崖等基本動(dòng)作。7、功能描述（功能實(shí)現(xiàn)）湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 在機(jī)器人前進(jìn)時(shí)如果前方有障礙物，由紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外信號(hào)被反射給紅外接收管，紅外接管將此信號(hào)經(jīng)過P3.7傳送入ST

13、C89C52中，主芯片通過內(nèi)部的代碼進(jìn)行機(jī)器人的繞障礙物操作，同時(shí)主芯片將P3.7的信號(hào)狀態(tài)通過P2.5的LED指示燈顯示出來。機(jī)器人行走時(shí)會(huì)通過P3.5與P3.6的紅外接收探頭來進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)遇到障礙物時(shí)（或走到懸崖處時(shí)），P3.5或P3.6將收到一個(gè)電平信號(hào)，此電平信號(hào)將通過相應(yīng)端口傳送入主芯片中，主芯片通過內(nèi)部代碼完成機(jī)器人的避 障礙物（懸崖）操作。7、功能描述（功能實(shí)現(xiàn)）湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 同時(shí)P3.5與P3.6的信號(hào)狀態(tài)將通過P2.6/P2.7顯示出來。在機(jī)器人的左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，后退的過程，可以通過觀看以P2.0/P0.7為指示燈的運(yùn)行狀態(tài)。P0.4為機(jī)器人的聲控檢測(cè)端口，在運(yùn)行

14、為前進(jìn)狀態(tài)時(shí)，可以通過聲控(如拍手聲)來控制它的運(yùn)行與停止。P0.6為機(jī)器人的聲音輸出端。在機(jī)器人遇到障礙物時(shí)。進(jìn)行繞障礙物與避懸崖時(shí)可以通過此端口控制蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。當(dāng)為白天或黑夜時(shí)可以通過P0.5端口中的光敏電阻來進(jìn)行判斷，以方便完成機(jī)器人夜間自動(dòng)照明功能。7、功能描述（功能實(shí)現(xiàn)）湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 兩個(gè)按鍵以查詢/中斷兩種不同方式來展現(xiàn)按鍵操作。你可以按下S1鍵來進(jìn)行機(jī)器的停止。再按下S2鍵來進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)行。這個(gè)按鍵信息分別被P3.2，P3.4接收到。IR1為紅外遙控接收器，這就為機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控創(chuàng)造了可能。這個(gè)紅外遙控接收頭接收到紅外信號(hào)時(shí)將信號(hào)進(jìn)過P3.3送入到主芯片，主芯片對(duì)其進(jìn)行解密后以不同的方式對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制。同時(shí)將用戶的按鍵信息通過P2端口上的LED數(shù)碼管顯示出來。7、功能描述（功能實(shí)現(xiàn)）湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司 P3.0、P3.1中COM端口的加入，讓你完全可以用電腦對(duì)其進(jìn)行控制。你可以通過對(duì)串口發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)