項(xiàng)目單元1、機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試

1、Slide Slide 1 1項(xiàng)目單元項(xiàng)目單元1 1、機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試、機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試 項(xiàng)目一、輪式機(jī)器人的制作與應(yīng)用 Slide Slide 2 2任務(wù)1：構(gòu)建機(jī)器人工作環(huán)境、認(rèn)識(shí)機(jī)器人的“大腦” 獲得并安裝軟件1. Keil uVision2 IDE 開發(fā)環(huán)境，生成可執(zhí)行文件2. SL ISP 將可執(zhí)行文件下載到單片機(jī)3. 串口調(diào)試終端 顯示單片機(jī)與PC機(jī)交互信息Slide Slide 3 3硬件安裝1.串口線2.ISP下載線3.電源單片機(jī)教學(xué)板4.通電檢查關(guān)閉狀態(tài) 通電狀態(tài) Slide Slide 4 4任務(wù)2：機(jī)器人“大腦”主控電路的構(gòu)建與調(diào)試 單片機(jī)與C51系列單片機(jī)什

2、么是單片機(jī)什么是單片機(jī)? ?計(jì)算機(jī)一般組成部分:CPU（Central Processing Unit：進(jìn)行運(yùn)算、控制）RAM（Random Access Memory：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）ROM（Read Only Memory：程序存儲(chǔ)）輸入/輸出設(shè)備（串行口、并行口等）單片機(jī):將以上部分全部做在一塊芯片上。Slide Slide 5 5單片機(jī)與C51系列單片機(jī) 學(xué)習(xí)單片機(jī)的必要性學(xué)習(xí)單片機(jī)的必要性與常用個(gè)人計(jì)算機(jī)比起來，單片機(jī)功能無疑是弱小的，有必要學(xué)習(xí)嗎？現(xiàn)實(shí)中，經(jīng)常會(huì)見到單片機(jī)的應(yīng)用：（體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜） Slide Slide 6 6單片機(jī)與C51系列單片機(jī)AT89S52外形C51C

3、51系列單片機(jī)系列單片機(jī)MCS51、8051、C51、AT89S52之間的關(guān)系： MCS51是指由美國INTEL公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱。 8051是這一系列單片機(jī)中最典型產(chǎn)品。 AT89C51由美國ATMEL公司以8051為內(nèi)核開發(fā)生產(chǎn)。 AT89S52：以此為基礎(chǔ)改進(jìn)Slide Slide 7 7單片機(jī)與C51系列單片機(jī)AT89S52AT89S52的特點(diǎn)的特點(diǎn) 1.高性能、低功耗的8位單片機(jī) 2.內(nèi)含8k字節(jié)ISP（In-system Programmable）的可反復(fù)擦寫1000次的FLASH只讀程序存儲(chǔ)器 3.采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令

4、系統(tǒng)及其引腳結(jié)構(gòu)單片機(jī)的位數(shù)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的位數(shù)：CPU能一次處理的數(shù)據(jù)的最大長度ISPISP（In-system ProgrammableIn-system Programmable，系統(tǒng)在線編程）：，系統(tǒng)在線編程）：用戶可把已編譯好的程序代碼通過一條“下載線”直接寫入到器件的編程（燒錄）方法，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。 Slide Slide 8 8機(jī)器人與C51單片機(jī) 為了方便單片機(jī)微控制器與電源、下載電纜、串口線以及各種傳感器和電機(jī)的連接，需要制作一個(gè)電路板，并將單片機(jī)插在教學(xué)板上，如左圖所示。采用單片機(jī)AT89S52的教學(xué)底板Slide Slide 9 9機(jī)器人與C51

5、單片機(jī)1如何安裝傳感器以探測(cè)周邊環(huán)境2如何基于傳感器信息做出決策3如何控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)（通過操作帶動(dòng)輪子旋轉(zhuǎn)的電機(jī)）4如何與用戶交換信息采用C51單片機(jī)的教育機(jī)器人Slide Slide 1010知識(shí)點(diǎn)講解 1.單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳 Slide Slide 1111知識(shí)點(diǎn)講解 2.復(fù)位電路復(fù)位電路 上電復(fù)位電路 開關(guān)復(fù)位電路 Slide Slide 1212知識(shí)點(diǎn)講解 3.時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路1XTAL1XTAL2C1C2晶振8051至內(nèi)部時(shí)鐘電路Slide Slide 1313任務(wù)3：機(jī)器人系統(tǒng)硬件拆裝 機(jī)器人安裝Slide Slide 1414機(jī)器人安裝1.安裝機(jī)器人底盤硬件安裝機(jī)器人底盤硬件S

6、lide Slide 1515機(jī)器人安裝2.拆除伺服喉拆除伺服喉Slide Slide 1616機(jī)器人安裝 3. 將電機(jī)安裝到底盤上將電機(jī)安裝到底盤上 Slide Slide 1717機(jī)器人安裝 4.安裝電池盒安裝電池盒Slide Slide 1818機(jī)器人安裝 5.安裝輪子安裝輪子Slide Slide 1919機(jī)器人安裝 6.把教學(xué)底板安裝到底盤上把教學(xué)底板安裝到底盤上Slide Slide 2020機(jī)器人安裝 7.伺服系統(tǒng)的連接伺服系統(tǒng)的連接 Slide Slide 2121任務(wù)4：你的第一個(gè)設(shè)計(jì)電機(jī)調(diào)試實(shí)踐過程第一步第一步: :建立項(xiàng)目（建立項(xiàng)目（Keil uVision2 IDEKe

7、il uVision2 IDE） 1.新建工程2.芯片選型3.添加源程序（新建、保存、添加） 4.生成執(zhí)行文件第二步：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（第二步：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（SL ISPSL ISP）1.參數(shù)選擇2.選擇執(zhí)行文件3.下載第三步：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）第三步：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）1.串口選擇2.打開串口Slide Slide 2222雙擊uVision圖標(biāo) ，啟動(dòng)Keil uVision2 IDE你的第一個(gè)程序1.新建工程一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 2323你的第一個(gè)程序新建項(xiàng)目工程1.新建工程一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slid

8、e 2424你的第一個(gè)程序1.選擇保存路徑2.工程文件名3.點(diǎn)擊“保存”1.新建工程一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 2525你的第一個(gè)程序芯片生產(chǎn)公司2.芯片選型一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 2626你的第一個(gè)程序芯片型號(hào)2.芯片選型一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 2727你的第一個(gè)程序2.芯片選型一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 2828你的第一個(gè)程序3.1新建源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 2929你的第一個(gè)程序3.1新建源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3030你的第一個(gè)程序編程區(qū)域

9、3.1新建源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3131你的第一個(gè)程序3.2保存源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3232你的第一個(gè)程序3.2保存源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3333你的第一個(gè)程序文件名，注意后綴3.2保存源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3434你的第一個(gè)程序添加文件到工程項(xiàng)目3.3添加源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3535你的第一個(gè)程序2.完成后按關(guān)閉窗口1.添加程序文件3.3添加源程序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3636你的第一個(gè)程序3.3添加源程

10、序一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3737你的第一個(gè)程序工程項(xiàng)目選項(xiàng)4.生成執(zhí)行文件一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3838你的第一個(gè)程序生成十六進(jìn)制文件4.生成執(zhí)行文件一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 3939你的第一個(gè)程序1.編譯文件4.生成執(zhí)行文件一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 4040你的第一個(gè)程序2.連接文件4.生成執(zhí)行文件一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide Slide 4141你的第一個(gè)程序連接多個(gè)文件（若有多個(gè)文件）在目標(biāo)文件夾下，生成了HelloRoBot.hex文件4.生成執(zhí)行文件一：建立項(xiàng)目一：建立項(xiàng)目Slide

11、 Slide 4242雙擊圖標(biāo) ，啟動(dòng)ISP下載程序。你的第一個(gè)程序接口選擇窗口下載速度選擇窗口芯片型號(hào)選擇窗口1.參數(shù)選擇二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（SL ISPSL ISP）Slide Slide 4343你的第一個(gè)程序2.選擇執(zhí)行文件二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（SL ISPSL ISP）Slide Slide 4444你的第一個(gè)程序3.下載二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（SL ISPSL ISP）Slide Slide 4545你的第一個(gè)程序3.下載二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（SL ISPSL I

12、SP）Slide Slide 4646你的第一個(gè)程序3.下載二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（二：將執(zhí)行文件輸入單片機(jī)（SL ISPSL ISP）Slide Slide 4747你的第一個(gè)程序雙擊圖標(biāo) ，啟動(dòng)串口調(diào)試終端。1.串口選擇三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）Slide Slide 4848你的第一個(gè)程序1.串口選擇三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）Slide Slide 4949你的第一個(gè)程序2.打開串口三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）Slide Slide 505

13、0你的第一個(gè)程序按教學(xué)板上“Reset”鍵，重新啟動(dòng)程序。2.打開串口三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）Slide Slide 5151你的第一個(gè)程序2.打開串口三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）三：查看單片機(jī)輸出信息（串口調(diào)試終端）Slide Slide 5252程序HelloRoBot.c是如何工作的#includeint main(void) uart_Init(); /串口初始化 printf(Hello,this is a message from your Robotn); while(1);#include 頭文件的作用：包含程序中需

14、要用到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型、標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)和自定義函數(shù)等信息。 uart.h的作用：函數(shù)uart_Init()的定義和實(shí)現(xiàn)。Slide Slide 5353程序HelloRoBot.c是如何工作的什么是函數(shù)？什么是函數(shù)？ 一個(gè)較大的C語言程序一般分成若干個(gè)模塊，每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)一定的功能，我們稱之為函數(shù)函數(shù)。 任何一個(gè)C語言程序本身就是一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)必須以main函數(shù)作為程序的起點(diǎn)，通常稱之為主函數(shù)主函數(shù)。主函數(shù)可以調(diào)用任何子函數(shù)，子函數(shù)之間也可以相互調(diào)用（但是不可以調(diào)用主函數(shù)）。函數(shù)定義的一般格式為：函數(shù)返回值的類型函數(shù)返回值的類型 函數(shù)名（形式參數(shù)函數(shù)名（形式參數(shù)1 1，形式參數(shù)，形式參數(shù)2.2.）in

15、t main(void)int main(void) main前面的int是指定main的函數(shù)返回值類型為整數(shù)類型，括號(hào)中void或無內(nèi)容表示沒有形式參數(shù)。每個(gè)函數(shù)的主體都要用 括起來。Slide Slide 5454程序HelloRoBot.c是如何工作的uart_Init(); /uart_Init(); /串口初始化串口初始化 串口初始化函數(shù)，用來規(guī)定單片機(jī)串口是如何與PC通信的。 “/”是注釋。注釋注釋是一行會(huì)被編譯器忽視的文字，因?yàn)樽⑨屖菫榱私o人閱讀。printf(Hello,this is a message from your Robotn);printf(Hello,this

16、is a message from your Robotn); “printf”函數(shù)C語言提供的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)，定義在C語言的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中。要使用它，必須包括定義標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫的頭文件stdio.h。由于在uart.h頭文件中包括了stdio.h，因此本例程無需另外包括該頭文件。 “nn”是一個(gè)向調(diào)試終端發(fā)送回車命令的控制符。控制符“n”之后的文本或數(shù)值會(huì)顯示在原有文本的下一行。 Slide Slide 5555程序HelloRoBot.c是如何工作的printfprintf函數(shù)函數(shù) printf函數(shù)稱為格式輸出函數(shù)，字母f即為“格式” (format)之意。其功能是按用戶指定的格式，把指定的數(shù)

17、據(jù)顯示輸出。它的一般形式為：printf(“printf(“格式控制字符串格式控制字符串”，輸出表列，輸出表列);); 格式控制字符串可由格式字符串和非格式字符串兩種組成。 格式字符串是以%開頭的字符串；輸出表列中給出了各個(gè)輸出項(xiàng)，要求格式字符串和各輸出項(xiàng)在數(shù)量和類型上應(yīng)該一一對(duì)應(yīng)。 非格式字符串在輸出時(shí)原樣照印。 printf(Hello,this is a message from your Robotn); Hello,this is a message from your RobotSlide Slide 5656程序HelloRoBot.c是如何工作的printf()while(1)

18、;while(1);的作用的作用while是C語言里的循環(huán)控制語句（具體語法將在第二章里介紹 ）。FLASH存儲(chǔ)示意程序代碼區(qū)未知區(qū)域while(1);讓程序停在此處，防止程序跑飛Slide Slide 5757例程：HelloRoBotYourTurn.c該你了該你了 更改printf為以下幾句： int i; i=7*11; printf(Whats 7 X 11?n); printf(The answer is :%dn,i); 重新運(yùn)行程序，查看終端顯示結(jié)果：Slide Slide 5858例程：HelloRoBotYourTurn.cC C語言語言5 5種基本數(shù)據(jù)類型種基本數(shù)據(jù)類型 字符（char）、整型(int)、單精度實(shí)型(float)、雙精度實(shí)型(double)和空類型(void) 標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符 標(biāo)識(shí)符是對(duì)變量、函數(shù)名和其他各種用戶定義對(duì)象的命名。標(biāo)識(shí)符的長度可以是一個(gè)或多個(gè)字符，第一個(gè)字符必須是字母或下劃線，隨后的字符必須是字母、數(shù)字或下劃線。常量與變量