1、機器人一南方小子設(shè)計及功能說明一. 機器人設(shè)計所需部件我們制作的機器人所用到的部件：一個L293D驅(qū)動模塊，四個直流電機，四個紅外線反射傳感器，一塊AT89S52 單片機，四個5.8cm小輪，一個萬向輪，一個12MHz的晶振，導(dǎo)線若干，電容 若干，芯片若干其中：直流電機1驅(qū)動輸出；直流電機2驅(qū)動輸出；直流電機3驅(qū)動輸出；直流電機4驅(qū)動輸出；5V尋跡ARM控制，可以方便的控制直流電機速度和方向可以方便的控制直流電機速度；單片機有四組接口可以為接紅外避障接口。二. 機器人系統(tǒng)硬件設(shè)計1 電源模塊設(shè)計根據(jù)材料我們選用兩節(jié)3.6V鋰電池作為輸入電源，由于 52單片機要求輸 入電壓為+5V我們采用780

2、5穩(wěn)壓后供電。2. 驅(qū)動模塊設(shè)計我們所用的驅(qū)動模塊為L293D驅(qū)動模塊， 可以直接驅(qū)動4路3- 16V 直流電機，并提供了 5V輸出接口（最低只要6V），可以給5V單片機電路系統(tǒng)供電,支持3.3V MCU ARM控制， 可以方便的控制直流電機速度和方向，也可以控制2相步進電機，5線4相步進電機。驅(qū)動模塊使用兩個繼電器和四個三極管為主要部件構(gòu)成驅(qū)動電路。 可以分別控制四個電機正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。其中四組信號線可以接入單片機。3. 紅外線傳感模塊設(shè)計紅外線傳感模塊主要有四個紅外對管，電阻和發(fā)光二極管組成；三個紅外 線反射傳感器作為機器人的尋跡功能使用，另外一個作為機器人的探頭用以避 障探測；紅外對管由

3、發(fā)射管和三極管組成，當(dāng)遇到黑線沒有反射時接收三極管 不導(dǎo)通，相應(yīng)輸出端輸出高電平，其他時刻接收三極管導(dǎo)通，輸出端被下拉為 低電平。其紅外探頭接口有三條線組成：紅線：接4.5-5V 電源高電平黃色線：信號線，接單片機，輸出TTL電平給單片機，用以測量紅外光值黑線：GND OVt源低電平4. 附加硬件設(shè)備設(shè)計為了便于機器人更好越障和上坡，我們在機器人尾部附加設(shè)計一個萬向輪， 避免機器人在越障時后輪被卡在障礙物上以及防止機器人上坡時機器人后倒。三. 機器人系統(tǒng)軟件設(shè)計1. 電機程序設(shè)計直流電機驅(qū)動比較簡單，不像步電機那樣需要給高低電平脈沖直流電機只 要給高低電平就可以轉(zhuǎn)只要 PWM=即高電平，電機就

4、可以轉(zhuǎn)，DIROO/I則控制電 機的正反轉(zhuǎn)。2.尋跡程序控制O1尋跡其實是對模塊輸出端高低電平的讀取，只要實現(xiàn)四個IO 口即可實現(xiàn)所#defi ne Left_moto_go左邊兩個電機向前走一-#defi ne Left_moto_back左邊兩個電機向后轉(zhuǎn)#defi ne Left_moto_Stop左邊兩個電機停轉(zhuǎn)#defi ne Right_moto_goP1_0=0,P1_ 1= 1,P1_2=0,P1_3=1;P1_0=0,P1_ 仁 0,P1_2=0,P1_3=0; /P1_4=1,P1_5=0,P1_6=1,P1_7=0;/有的尋跡讀取，當(dāng)讀到一時，表示相應(yīng)未知的紅外對管在黑線

5、上。經(jīng)尋跡程序 控制可實現(xiàn)機器人沿S型路線行走。尋跡程序：#i nclude<AT89x51.H>/PWM輸出本尋跡小車不用/PWM輸出本尋跡小車不用#defi ne Left_moto_pwm#defi ne Right_moto_pwm #define Left_1_led P3_P2_0P2_1 _4/P3_4接四路尋跡模塊接口第一路輸出信號即中控板上面標(biāo)記為OUT1#define Left_2_ledP3_5/P3_5接四路尋跡模塊接口第二路輸出信號即中控板上面標(biāo)記為OUT2#define Right_1_ledP31_6/P3_6接四路尋跡模塊接口第三路輸出信號即中控板上

6、面標(biāo)記為OUT3#define Right_2edP3_7/P3_7接四路尋跡模塊接口第四路輸出信號即中控板上面標(biāo)記為OUT4P1_0=1,P1_ 仁 0,P1_2=1,P1_3=0; /右邊兩個電機向前走#define Right_moto_back P1_4=0,P1_5=1,P1_6=0,P1_7=1;/右邊兩個電機向前走#define Right_moto_Stop P1_4=0,P1_5=0,P1_6=0,P1_7=0;/右邊兩個電機停轉(zhuǎn)一 一一 一 一 一un sig ned char pwm_val_left =0;un sig ned char push_val_left =1

7、;/左電機占空比 10/40un sig ned char pwm_val_right =0;un sig ned char push_val_right=1;右電機占空比 10/40bit Right_moto_stop=1;bit Left_moto_stop =1; /延時函數(shù)void delay (un sig ned int k)un sig ned int x,y; for(x=0;x<k;x+) for(y=0;y<2000;y+);/前速前進void run(v oid)push_val_left =4;push_val_right =4;Left_moto_go

8、; Right_moto_go ; 一 一void pwm_out_left_moto(void)if(Left_moto_stop) 一 一if(pwm_val_left<=push_val_left) Left_moto_pwm=1;elseLeft_moto_pwm=O;if(pwm_val_left>=10) pwm_val_left=O; 一 一else Left_moto_pwm=0; 一 一void pwm_out_right_moto(void) - if(Right_moto_stop) 一 一if(pwm_val_right<=push_val_right

9、)Right_moto_pwm=1;elseRight_moto_pwm=0;if(pwm_val_right>=10) pwm_val_right=0; 一 一else Right_moto_pwm=0; 一 一/*TIMER0中斷服務(wù)子函數(shù)*/void timer。()in terrupt 1 using 2TH0=0XF8;/1Ms 定時TL0=0X30;pwm_val_left+; pwm_val_right+; pwm_out_left_moto(); pwm_out_right_moto(); -/*-主函數(shù)-*/ void ma in (void)TMOD=0X01;TH0

10、= 0XF8;/1ms 定時TL0= 0X30;TR0= 1;ET0= 1;EA = 1;delay(100); run();/*無限循環(huán)*/while(1)/有信號為0沒有信號為1 if(Left_2_led=0&&Right_1 _led=0) run();else/右邊檢測到黑線if(Right_1_led=1 &&Left_2 _led=0)Left_moto_go;/左邊兩個電機正轉(zhuǎn)Right_moto_back;/右邊兩個電機反轉(zhuǎn) 一if(Left_2ed=1 &&Right_1ed=0) /左邊檢測到黑線Right_moto_go;

11、/右邊兩個電機正轉(zhuǎn)Left_moto_back;/左邊兩個電機反式開始轉(zhuǎn)起3.避障部分主要有一個紅外探頭讀取，讀取后以脈沖形式傳入到控制系統(tǒng), 以控制機器人避開障礙物后尋跡返回原來路線繼續(xù)前進避障程序：終占#in clude<AT89x52.H>#define zho ng_1_ledP0_2 P3_3接四路尋跡模塊接口第二路輸出信號即中控板上面標(biāo)記為 OUT2#define Left_1_led P0_0/P3_4 接四路尋跡模塊接口第三路輸出信號即中控板上面標(biāo)記為 0UT3#defi ne Right_1ed路輸出信號即中控板上面標(biāo)記為P0_3OUT4#define bi_1e

12、d P2_7#defi ne Left_moto_go/左邊兩個電機向前走一 一P3_5 接四路尋跡模塊接口第四P1_0=1,P1_ 1= 0,P1_2=1,P1_3=0;#defi ne Left_moto_back左邊兩個電機向后轉(zhuǎn)#defi ne Left_moto_Stop左邊兩個電機停轉(zhuǎn)#defi ne Right_moto_go右邊兩個電機向前走P1_0=0,P1_ 1= 1,P1_2=0,P1_3=1;P1_0=0,P1_ 仁 0,P1_2=0,P1_3=0;P1_4=1,P1_5=0,P1_6=1,P1_7=0;/#define Right_moto_back P1_4=0,P

13、1_5=1,P1_6=0,P1_7=1;/右邊兩個電機向后走一一一一一一#define Right_moto_Stop P1_4=0,P1_5=0,P1_6=0,P1_7=0;/右邊兩個電機停轉(zhuǎn) 一一一一一一void run(v oid)Left_moto_go ; /左電機往前走Right_moto_go ; /右電機往前走void stop(void)Left_moto_Stop ; /左電機往前走Right_moto_Stop; / 右電機往前走 一 一/前速后退void backr un(v oid)Left_moto_back ; /左電機往后走Right_moto_back ; /

14、右電機往后走 一 一/左轉(zhuǎn)void Leftr un(v oid)Right_moto_Stop ; /左電機往前走Left_moto_go ; /右電機往前走/右轉(zhuǎn)void rightr un(v oid)Right_moto_go ; /左電機往前走Left_moto_Stop ; /右電機往前走/*-主函數(shù)-*/void ma in (void)stop();while(1)if(Left_1_led =0&&Right_1_led=O&&zhong_1ed=0) run();if(Left_1_led =1 &&Right_1_led=0

15、)rightru n();if( Right_1_led=1 &&Left_1_led =0)Leftru n();if(zho ng_1_led=1)run();if(bi_1ed=0) un sig ned int x,y;for(x=0;x<10;x+) for(y=0;y<1000;y+) backr un(); un sig ned int x,y;for(x=0;x<20;x+) for(y=0;y<1000;y+) rightru n();un sig ned int x,y;for(x=0;x<50;x+) for(y=0;y<

16、;1000;y+) run();un sig ned int x,y;for(x=0;x<20;x+) for(y=0;y<1000;y+) leftru n();拐右制控序程四. 機器人系統(tǒng)調(diào)試1. 機器人系統(tǒng)硬件調(diào)試系統(tǒng)硬件是否符合要求將直接將直接決定著整套系統(tǒng)的正常運行，是軟件 調(diào)試的基本條件，在本次硬件系統(tǒng)的調(diào)試是分模塊進行的。先調(diào)試5V穩(wěn)壓電源， 電壓為4.985.01 ,在正常范圍內(nèi)。驅(qū)動模塊的調(diào)試選擇 5V和GND乍為高低電 平的I/O ,接一個電機在輸出端和 DIR,觀察電機轉(zhuǎn)動符合條件。2. 機器人系統(tǒng)軟件調(diào)試系統(tǒng)軟件是使用模塊化編程的，首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后對多個模塊整合進行系統(tǒng)的調(diào)試。聯(lián)機調(diào)試是最重要的一部分，同時也是本系統(tǒng)成功的關(guān)鍵，有前面的硬件 調(diào)試和軟件的分開調(diào)試，系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試也就顯得迎刃而解。五功能說明通過以上軟硬件的設(shè)計和調(diào)試之后，我們所制作出來的機器人基本上擁有尋 跡，避障，越障，上下坡等功能。1. 尋跡功