光機電一體化技術實訓報告

學院：基礎醫(yī)學院專業(yè)：臨床醫(yī)學八年學號：2013302180013姓名：王冕光機電一體化技術實訓報告實訓一機器人巡航控制目的及任務目的:熟悉機器人伺服電機的控制脈沖系列原理，學會利用單片機的輸入/輸出接口控制機器人的運動方向、速度、運行時間，掌握其相關原理及編程技術。任務：按設計的運動軌跡實現(xiàn)機器人的運動控制。主要儀器設備PC機一臺；組裝好的機器人一款；九針串口下載線一根。工作原理圖 控制機器人伺服電機運轉方向的是高電平持續(xù)的時間，當高電平持續(xù)時間為1.3ms時，電機順時針全速旋轉；當高電平持續(xù)時間1.5ms時，電機停止旋轉；當高電平持續(xù)時間1.7ms時，電機逆時針全速旋轉。控制信號時序圖如下圖所示：圖1.1電機轉速為零的控制信號時序圖圖1.21.3ms的控制脈沖序列使電機順時針全速旋轉圖1.31.7ms的連續(xù)脈沖序列使電機逆時針全速旋轉程序編制（1）機器人兩個輪子都順時針全速旋轉(原地左轉）。#include<BoeBot.h>#include<uart.h>Intmain(void){uart_Init();//初始化串口print(“TheLEDsconnectedtoP1_0andP1_1areblinking!\n”);while(1){P1_0=1;//P1_0輸出高電平P1_1=1;//P1_1輸出高電平delay_nus(1300);//延時1.3msP1_0=0;//P1_0輸出低電平P1_1=0;//P1_1輸出低電平Delay_nms(20);//延時20ms}}（2）機器人完成向前、左轉、右轉、后退共四個動作（采用了四個子函數(shù)）：#include<BoeBot.h>#include<uart.h>voidForward(intPulseCount,intVelocity)/*Velocityshouldbebetween0and200*/{inti;for(i=1;i<=PulseCount;i++) { P1_1=1; delay_nus(1500+Velocity);P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(1500-Velocity); P1_0=0; delay_nms(20); }}voidLeft(intPulseCount,intVelocity)/*Velocityshouldbebetween0and200*/{inti;for(i=1;i<=PulseCount;i++) { P1_1=1; delay_nus(1500-Velocity);P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(1500-Velocity); P1_0=0; delay_nms(20); }}voidRight(intPulseCount,intVelocity)/*Velocityshouldbebetween0and200*/{inti;for(i=1;i<=PulseCount;i++) { P1_1=1; delay_nus(1500+Velocity);P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(1500+Velocity); P1_0=0; delay_nms(20); }}voidBackward(intPulseCount,intVelocity)/*Velocityshouldbebetween0and200*/{inti;for(i=1;i<=PulseCount;i++) { P1_1=1; delay_nus(1500-Velocity);P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(1500+Velocity); P1_0=0; delay_nms(20); }}intmain(void){ uart_Init(); printf("ProgramRunning!\n"); Forward(65,200); Left(26,200); Right(26,200); Backward(65,200); while(1);}（3）機器人完成向前、左轉、右轉、后退共四個動作（一個子函數(shù)）。#include<BoeBot.h>#include<uart.h>voidMove(intcounter,intPC1_pulseWide,intPC0_pulseWide){inti;for(i=1;i<=counter;i++) { P1_1=1; delay_nus(PC1_pulseWide);P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(PC0_pulseWide); P1_0=0; delay_nms(20); }}intmain(void){ uart_Init(); printf("ProgramRunning!\n"); Move(120,1700,1300); Move(23,1700,1700);Move(90,1700,1300);Move(26,1700,1700); Move(120,1700,1300);Move(26,1700,1700);Move(90,1700,1300); while(1);}思考題分析機器人拐彎角度受那些因素控制？答：由單片機的輸入/輸出接口控制的機器人的運動方向、速度和運行時間共同 決定。實訓二機器人觸覺導航目的及任務目的：通過安裝、測試機器人的胡須，熟悉機器人觸覺導航實現(xiàn)的策略；掌握C語言各種運算符、條件判斷語句的嵌套使用；了解機器人的人工智能決策。任務：編程實現(xiàn)機器人觸覺胡須避障功能，在機器人向前行走過程中，一旦胡須探測到障礙物，機器人將進行避讓，避讓成功后將繼續(xù)前行，直到探測到另一個障礙物。主要儀器設備PC機一臺；組裝好的機器人一款；九針串口下載線一根；金屬絲2根；平頭M3×22盤頭螺釘2個；13mm圓形立柱2個；M3尼龍墊圈2個；單排插針接頭2個；220Ω電阻2個；10kΩ電阻2個。工作原理圖圖2.1胡須電路示意圖程序編制檢測胡須是否被觸動。#include<BoeBot.h>#include<uart.h>intP1_4state(void)//獲取P1_4的狀態(tài){return(P1&0x10)?1:0;}intP2_3state(void)//獲取P2_3的狀態(tài){return(P2&0x08)?1:0;}intmain(void){uart_Init();while(1){printf(“右邊胡須的狀態(tài)：%d”,P1_4state());printf(“左邊胡須的狀態(tài)：%d/n”,P2_3state());delay_nms(150);}}思考題假設以后不得不脫機測試胡須，由于調試終端利用不到，該怎么辦？答：一種解決的辦法是通過編程，讓它發(fā)送一些和其他接收到的輸入信號相符合的輸出信號。這可以利用含有一對LED的電路和基于胡須的輸入讓LED亮或滅的程序來實現(xiàn)。實訓三機器人紅外線導航目的及任務目的：熟悉紅外傳感器和三極管的工作原理及其基本應用，掌握紅外傳感器作為單機片的輸入反饋與編程實現(xiàn)。任務：基于組裝好的機器人，搭建并測試紅外線發(fā)射和探測器電路。編程實現(xiàn)機器人紅外線導航，即機器人在行走過程中利用紅外線探測障礙物，成功實現(xiàn)避障。主要儀器設備PC機一臺；組裝好的機器人一款；九針串口下載線一根；兩個紅外檢測器；兩個IRLED；四個470Ω電阻；兩個9013三極管工作原理圖圖3.1左側和右側IR組原理圖圖3.2結構圖及符號圖圖3.39013管腳圖程序編制for(counter=0;counter<38;counter++){P1_3=1;delay_nus(13);P1_3=0;delay_nus(13);}irDetectLeft=P1_2state();思考題三極管在機器人紅外導航中起何作用？若取消三極管對運行有何影響?答：因為C51的IO驅動能力較弱，加入三極管使其工作在開關狀態(tài)。三極管是 一種控制元件，主要用來控制電流大小，簡單地說，是用小電流去控制大 電流。三極管相當于一個開關：當P1_3(P3_6)置高時，從集電區(qū)經基區(qū)到發(fā) 射區(qū)電路導通，加載在IRLED上的電壓為VCC(5V),IRLED向外發(fā)射紅外線； 當P1_3(P3_6)置低時，電路又斷開，IRLED停止發(fā)射。取消三極管導致紅 外線的發(fā)射不受控制，紅外線導航無法實現(xiàn)。心得體會雖然我是一名醫(yī)學生，對于光機電一體化技術知之甚少，但是通過和小組的其他成員協(xié)作，我還