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(7.677)2. 掌握手工焊接的工藝和技術(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. 整機調試(7. 13-7. 15)學

2、生 實習 總結(實習任務要求、實習題目的設計思路及詳細實現過程、本人在實習項目 中的具體工作、實現功能及測試數據結果、遇到的問題及解決方法、心得 體會和總結、參考文獻、部分算法源程序等)(附頁,不少于2000 字)遵照實習大綱并根據以下二方面按五級分制(優(yōu)秀 綜合評定成績:1、思想品德、實習態(tài)度、實習紀律等2、技術業(yè)務考核、筆試、試、實阪操作等3、實習報告、分析問題、解決問題的能力實習評語：、良好、中等及格、不及格)實習成績：指導教師簽名：實習單位公童年月日一、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 小車的制作與調試。學生要按照老師要求完成相關任務，并 進行實驗的驗收。二

3、、目的此次實驗旨在通過焊接小車與調試小車，鍛煉學生的綜合能 力。其中包括：焊接能力練習，代碼編寫，和綜合調試等。通過此次實驗，學生應該掌握基本的焊接技術，電路調試技 術和單片機開發(fā)的基本能力。三、實驗內容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電路原理圖3.1.1發(fā)光:極管交替閃爍電路原理圖2. 2材料清單原器件名稱規(guī)格型號數量編號電阻IkQ, 1/8W2RlS R351 k, 1/8W2R2> R4電容33 F/16V2CK C2三極管80502VTl. VT2發(fā)光二極管2LEDK LED2衣3

4、.1.1元器件清單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，然后按照一立順序將電路分塊安裝，再后固左原件，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，對整體焊接產生了一泄影響，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:反而:3. 迷宮小車的安裝與調試3.1分部原理圖$=_Lil1PUtIJIrn?

5、pp;?ro:p «.106IH)TIUKTALlXT*I JMT Es” Ffcuro,OMM Pcl.IEHl3M HMAtH IKKgi¾i>q PO¼CM POJMD-T“血屜。i.l/TailJPl jToPSJJnvTl91nFSJn I PA.T p> SFPlefr2P.12U.FlJHJr4PiS *i a PIj 20ViAKAJDklriJ:FJJJLQ JArI M2 P2JMt3M %r4 Z W L 39 P24單片機P3-iV114InKIO驅動電路電機驅動電路> yr* UM>&OXDCattD&am

6、p;UO8BLnflDIKCA IO£-4 Ilc T I,J.rrTw ,<6位7段數碼管LED和按鍵端口Il串口電平轉換4. H*4 HUr 4T-IlMlv 4i外部接口電路電源模塊3. 2材料清單3、智能測速小車材料清單編號元黯件SlSl編號數St13；PFAft石龜容厶20版熱片220IIF力ft石電春621單莽 fl40Pin13!QuF25V 解電容12240Pin IC 產14IooUF/16W電解電甞423L298N/電機驅動茁片151K IrtWZiKK 電明Il24IKOOM二極管86IOKy IMwiKKt RI1025IOite17IQK/?"

7、;電用莽126電機崛了2SIK電他器127小豐電辟板1蜂嗚爲I28TT女軸龜機2LOLED佃示燈329車輪2LI<>位丁段 Itlm130小車萬向輪112S855ONP三極管73111312MHZzigi 體132電申L固定套件1L4USBB壁磯抽件133IJSB 電澹線（USBB）1L5微動幵關3USB下製喪塊1L6fl圖開關I帶開關幅1352L7電MT136去曲尼龍柱618STC9OC52RC*n 片機137岡頭嫖約M3%nun1219LMlll7-5.00JDO 電擦1Jg沉頭媒紉M3%mm23. 3方案設計傳感器：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

8、距離，并根據距離做岀相應的規(guī)避動作。 優(yōu)點：探測精準，且可以設定不同的探測距離。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泄障礙的有無優(yōu)點：方法簡單，易于分析缺點：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，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

9、。弊端分析：按照該算法，小車在走第二遍迷宮的時候，町以一次性的走出迷宮，但是這條逍路不一定是最短的道 路：如果迷宮木身存在“孤島S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方道路前行（前方沒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， 左邊有墻則判斷右邊。然后重復該循壞。該算法使用丁最簡單的迷宮走法。（此為優(yōu)先左轉，若先判 斷右邊障礙則為優(yōu)先右轉。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。 同時可以在內存中建立一個區(qū)域，與實際中的

10、迷宮格數一一對應。在實際使用時算法并 不太復雜。該額外內存區(qū)域稱為“浪頭”，它將體現在內存區(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。在內存區(qū)域中這種單元 格是惟一需要處理的，當浪頭到達開始的單元格子，機器人已經被淹沒。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值 比較小的那個格子去，依次類推機器老鼠就能走到終點。Vr鳥厶記所有和H Q浪頭熾近 /或書可到達

11、的格梅記它們并把 它們劃加到異處肆 的內存叭列吧左帙標詁和用距 離儀檸的單元 格再邢同樣的 掙崔將它的鄰內矗區(qū)域中去當“浪頭-鳳創(chuàng)壁 血箜處理的敏元 樓W 分加處 護元格泉向的 內容用它們到開始涯頭向誓足點S丈 卄貝貌歷過的Ift子 被及上/AGrtitt到 站該科的學m洪水算法2Ct/ISll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，且對轉向控制具有較髙要求C4.輔路算法在內存中建立一個區(qū)域與實際中的迷宮格數一一對應，并將所有走過的路進行記憶，如 果發(fā)現前方是死胡同或走過的路就轉回前一個岔道口：在行走過程中遇岔道口默認靠

12、 左。因為有了記憶功能，就可以走第二遍算法分析：運用該算法可以定復雜的迷宮，不存在上不出來的問題。對單片機和編程的難度大大增 髙，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迷宮車控制系統的綜合確定設計方案迷宮車由墻壁傳感器、單片機控制板、動力系統組成。控制電路主要由電機驅動電路，單片機接口電路，電源電路和傳感器電路組成?？刂瓶驁D 如圖所示。(1)選用三個紅外線傳感器，通過發(fā)光二極管發(fā)岀紅外線，若有障礙物在前方，紅外線會 被反射回來，彼感光三極管接收，單片機程序對信號進行比較處理，按設泄

13、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)電機驅動電路采用90C52單片機，通過L298芯片來控制兩個驅動電機動作。90C52 根據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，判立迷宮車行進方 向，分別向左右兩個驅動電機發(fā)出控制指令，該信號經L298N芯片驅動后，直接控制相 應電機動作，使迷宮車按既怎動作進行前進、后退、轉向。軟件設計(靠右)算法思路：轉向控制現在通用的轉向控制思路有兩種：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，不易調節(jié)，易撞墻：好處是轉向 速度快，啟動快。采用積累的方法可以降低對精

14、度的要求，且撞墻幾率??；但是這種方法轉 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，經過比較各 個方而的優(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，結果在可接受的范圍內。外殼裝飾此次實驗，根據要求所有小車必須在有外觀的情況下龍出迷宮。通過觀察小車外形及實際 行走情況，我們確左的最終方案。首先，在小車上方固左一塊與電路板同樣大小的平面。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，且固左牢靠。小車行走代碼：StOP ()/停止qianjin() 前進 INl=O;INl=O;IN2二0;

15、IN2=1;IN3=0;1X3=1;IN4=0;IN4二0;houtui O/后退youzhuan O/右轉INl=I;IN2二0;IN3二0;IN4=1;ZUOZhUan O/左轉INl=O;IN2=1;IN3二0;IN4=1;INl=I;IN2=0;IN3=1;1X4=0;/Delay-ms(60);round 0/后轉INl=I;IN2=0;1X3=1;174二0;/Delayms(120);*延時代碼：VOid DeIay-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：WhiI

16、e (1)QianjinO ；if(you=l)QianjinO ； DeIay-ms(200); StOPo ;DeIay-ms(5); youzhuan 0;Delay-ms(200);StOPo ；Delay_ms (5);QianjinO ；Delay-ms(380);elseif(zhong=l)Qianjino ；elseif (zuo0)ZUOZhUan O;Delay-ms(200);StOPo ；Delay-ms(10); /qianjin(); /Delay-ms(50);StOP O ;DeIay-ms(10);Qianjino ；DeIay-ms(410); elseQ

17、ianjino ；Delay-ms(200);StOPo ；Delay-ms(10);ZUOZhUan O;Delay-ms(190);3. 6系統運行調試問題及解決方法：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：第二種方法是通過更改小車的行走代碼。2. 小車經常出現轉彎角度不夠或者轉過了的情況，需要通過多次長期的現場調試，調整delay 的參數進行效準。有時電量不足或者剛更換的新電池也會影響到小車的轉彎角度，需要仔細 觀察控制小車的電量，及時更換電

18、池。3. 在調試的過程中，發(fā)現當前方有障礙時，由于電池放置位苣使小車前而太重的原因，小車 總是出現“點頭”的現象，為克服這種現象，在小車的后而增加了裝飾物，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，代碼的編寫和調試主要由我完成，電路的焊接和外包裝的設汁制作由我和韓 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問 題：不過由于焊盤太小，實際焊接時經常出現短路的情況，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

19、右算法也可共同思考。此次 實驗的難點是調試部分。調試過程中傳感器的凋試，直線行走的調試，和轉彎角度的調試都 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或者轉彎距離等方式控制角度, 也不能利用反饋調節(jié)直線，使機器調整十分費心。而且由于電量變化的原因，所有的參數必 須時刻調整。最后，我們調出了較成功的代碼。雖然最后由于電量不足出現一些問題，但我 們仍舊對我們的付出與收獲感到滿足。通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，兩個人的交流至關重要。其次，我的耐心得到了增強。在本次實驗 中，代碼調試比較費時。在做這部分時，一個平和的

20、心態(tài)很重要，在多次調試均不成功的情 況下必須調整心態(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 岀來很多種代碼，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，我還想對實驗課提岀一些建議。增加元器件的種類數，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>houtui O/后退include <intrins h>INl=I;#define UChar UnSigned CharIN2=0;#define Uint UnSigned intIN3=0;Sbit INI=Pr3; /右輪IN4=1;Sbit IN2=P5;Sbit IN3=P2; 左輪ZUOZhUan O/左轉Sbit IN4=P10;Sbit ZUO=P3 6;INl=O;IN2=1;Sbit ZhOng=P3*7;IN3=0;Sbit you=P35;IN4=1;VOid DeIay-ms