單片機(jī)結(jié)課作業(yè)

單片機(jī)原理及應(yīng)用結(jié)課作業(yè) 姓名：賈興 單片機(jī)在智能機(jī)器人中的應(yīng)用強(qiáng)、體積小、可靠性高、價(jià)格廉價(jià)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表、電子玩具、家用電器和智能機(jī)器人中。機(jī)器人自二十世紀(jì)6O年代問(wèn)世以來(lái)歷經(jīng)4O年的潛心研究，有了飛躍的開(kāi)展。早期的故也稱(chēng)它們?yōu)闄C(jī)械手；第二代機(jī)器人具有簡(jiǎn)單的傳感器反響信息，能對(duì)自身的實(shí)際位置、方向、速度等進(jìn)行測(cè)量，從而由這些反響信息在事先編好的程序指導(dǎo)下對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，以到達(dá)預(yù)先設(shè)計(jì)的目標(biāo)；第三代機(jī)器人是能感知外界環(huán)境與對(duì)象，并具有對(duì)復(fù)雜信息進(jìn)行準(zhǔn)確處理，有觸覺(jué)、作；具有專(zhuān)家知識(shí)、語(yǔ)音功能和自學(xué)能力。因此，人類(lèi)已將智能機(jī)器人應(yīng)用于科學(xué)探索、工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事行動(dòng)、醫(yī)療衛(wèi)生以及生活一世紀(jì)機(jī)器人將對(duì)人類(lèi)社會(huì)的開(kāi)展和進(jìn)步，產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。本文以上海廣茂達(dá)電子信息有限公司產(chǎn)品——能力風(fēng)暴個(gè)人機(jī)為例，簡(jiǎn)要介紹單片機(jī)在智能機(jī)器人中的應(yīng)用。能力風(fēng)暴個(gè)人機(jī)器單片機(jī)根據(jù)事先編制的程序，對(duì)輸入信息進(jìn)行分析、比較、判斷，然后碰撞環(huán)受力使該方向上的碰撞開(kāi)關(guān)閉合，碰撞傳感器能感知來(lái)自前、后、左、右、前右、前左、后右、后左8個(gè)方向上的碰撞信息，碰撞開(kāi)關(guān)將這些信息轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入單片機(jī)的模擬輸將碰上障礙物時(shí)，就改變移動(dòng)方向，那么紅外傳感器就用來(lái)感知與個(gè)人機(jī)器人有一定距離障礙物的傳感器。紅外傳感器由位于機(jī)器人前面的左右兩個(gè)紅外發(fā)射裝置和位于中間的一個(gè)紅外接收模塊組成，檢測(cè)時(shí)，先關(guān)閉左右兩個(gè)紅模塊先接收一次信息，然后啟動(dòng)左發(fā)射裝置，再接收第二次，與第一次接收到的信息進(jìn)行比較，判斷物，同樣再按上述步驟啟動(dòng)右發(fā)射裝置，接收第三次信息，與第一次比較，判斷右前方是否有障礙物，正前方由于紅外傳感器是利用障礙物上反射的紅外光信號(hào)太深或面積太小，將使紅外光反射信號(hào)太弱，而導(dǎo)致無(wú)法正確檢測(cè)。紅外傳感器的接收模塊中除有接其他傳感器他傳感器：能檢測(cè)光線(xiàn)強(qiáng)弱的、能區(qū)分聲音大小的麥克風(fēng)聲音傳感器；用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)人體覺(jué)傳感器等，這些傳感器的擴(kuò)展，可大大增強(qiáng)個(gè)人機(jī)器人對(duì)周?chē)h(huán)境的感知能力，它們檢測(cè)的信號(hào)經(jīng)過(guò)電子線(xiàn)路處理后，均輸入單片機(jī)的模擬能力風(fēng)暴個(gè)人機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是帶動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)的兩臺(tái)高性能直流電機(jī)。機(jī)器人移動(dòng)的速度和方向都是通過(guò)調(diào)節(jié)直流電機(jī)的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)距和電壓有關(guān)，電壓一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)即轉(zhuǎn)矩一定，因此我們可以通過(guò)改變電壓來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。直流電機(jī)的工作電壓由單片機(jī)輸出提供，單片機(jī)輸出的是脈沖信號(hào)，如圖2所示。單片機(jī)通過(guò)改變脈沖的寬度來(lái)調(diào)節(jié)輸入到直流電機(jī)的平均電壓，即采用片機(jī)及其接口機(jī)輸入傳感器檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)信息，進(jìn)行D轉(zhuǎn)換，并按事先編制的程序，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息分析、比較、判斷，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，輸出脈寬調(diào)制信號(hào)控制機(jī)器人的行為顯示器用于顯示機(jī)器人的工作狀態(tài)，喇叭只是在需要時(shí)發(fā)出聲響或歌統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作為數(shù)據(jù)總線(xiàn)和地址總線(xiàn)使用；PD口可作為串行口用于數(shù)據(jù)機(jī)器人中，碰撞傳感器、紅外傳感器等將現(xiàn)場(chǎng)信息經(jīng)電子線(xiàn)路處理后，由單片機(jī)的模擬輸入通道PE口輸入；而光電編碼器檢測(cè)的機(jī)器人位移信息，那么由單片機(jī)PA口的輸入捕捉引腳輸入。輸入捕捉是MC86HCl1單片機(jī)定時(shí)器系統(tǒng)的功能之一。定時(shí)系統(tǒng)有3個(gè)獨(dú)立的輸入捕捉功能，可自動(dòng)記錄定時(shí)器輸入引腳上脈沖觸發(fā)邊沿(可正、可負(fù)、可又正又負(fù))出現(xiàn)的時(shí)刻，可測(cè)量脈沖數(shù)量、周期和相位，還可在允許完成輸入捕捉功能的模塊有3個(gè)，每個(gè)模塊都包括一個(gè)l6位定時(shí)器輸入捕捉鎖存器，輸入信號(hào)沿檢測(cè)邏輯和中斷控制邏輯。每當(dāng)輸入捕捉鎖存器的值。機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)直流電機(jī)是由單片機(jī)PA口的比較輸出端輸出脈寬調(diào)制信號(hào)進(jìn)行控制的。輸出比較功能也是MC68HCl1單片機(jī)定時(shí)器系統(tǒng)的功能之一。定時(shí)器系統(tǒng)有5個(gè)輸出比較功能模塊，每個(gè)模塊有各自的l6位比較存放器和l6位比較器。需要輸出一個(gè)指定的脈沖寬度時(shí)，先將輸?shù)膌6位比較存放器，啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值與比較存放器的值相等時(shí)，輸出端的極性自動(dòng)改變，這樣，重復(fù)上述操能高強(qiáng)度、持久地在各種環(huán)境下從事重復(fù)勞動(dòng)，它對(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性，很廣泛的通用性，而且機(jī)器人動(dòng)作準(zhǔn)確迅速，可明顯提高生產(chǎn)率、降低本錢(qián)。所以如果沒(méi)有機(jī)器人器人要向高智能水平開(kāi)展，它應(yīng)具備以下功能：動(dòng)化設(shè)備，而是具有多樣性、通用性和柔軟性；能在外界環(huán)境中自由移動(dòng)。無(wú)論是平地還是凹凸不平3．感知功能：具有認(rèn)識(shí)環(huán)境與物體，并利用這些信息作自治動(dòng)作4．記憶功能：能記憶所示教過(guò)的動(dòng)作信息，并再現(xiàn)這些操作；5．思考功能：對(duì)狀態(tài)變化能自主地做出與之相適應(yīng)的行為決策和為了到達(dá)上述高智能機(jī)器人功能，機(jī)器人技術(shù)將從以下幾方面開(kāi)1．操縱臂技術(shù)：研制高速、高精度，并具有柔性、多自由度的操臂，既有能操縱大重量物體的操縱臂，也有能在顯微鏡下進(jìn)行作業(yè)的2．移動(dòng)裝置：能對(duì)移動(dòng)環(huán)境圖像快速識(shí)別，并能在各種情況下做3．傳感器技術(shù)：提高視覺(jué)精度．引入高分辨率、高清晰度、高可采用壓力計(jì)、加速度計(jì)、氣體色譜分析儀等微型傳感器，提高機(jī)器4．高級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)：將機(jī)器人各局部的功能和動(dòng)作控制分別作為計(jì)算機(jī)的子系統(tǒng)并行處理，各子系統(tǒng)之間應(yīng)有很強(qiáng)的通信功識(shí)，可隨時(shí)存取的知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、多樣性和模糊性的機(jī)器人操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)機(jī)器人用的語(yǔ)言，以增強(qiáng)機(jī)器人的操縱手臂、移動(dòng)裝置和人工智能的協(xié)調(diào)功能。人工智能是解決機(jī)器人規(guī)劃的重要技