標(biāo)題:
益芯ZN02智能尋跡機(jī)器人
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作者:
51黑科技
時(shí)間:
2016-2-1 04:09
標(biāo)題:
益芯ZN02智能尋跡機(jī)器人
單片機(jī)益智系列——智能尋跡機(jī)器人是由益芯科技有限公司為科教方便而研發(fā)設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)代學(xué)校對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的需求。依據(jù)提高學(xué)生實(shí)際動手操作能力和思考能力，以加強(qiáng)學(xué)生對現(xiàn)實(shí)生活中嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用為參照。智能尋跡機(jī)器人全新的設(shè)計(jì)模式，良好的電路設(shè)計(jì)，一體化的機(jī)電組合，智趣的系統(tǒng)開發(fā)，更是成為加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的總動源。
智能尋跡機(jī)器人采用現(xiàn)在較為流行的8位單片機(jī)作為系統(tǒng)大腦。以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52為主芯片。40腳的DIP封裝使它擁有32個(gè)完全I(xiàn)O(GPIO—通用輸入輸出)端口，通過對這些端口加以信號輸入電路，控制電路，執(zhí)行電路共同完成尋跡機(jī)器人。P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分別通過LG9110電機(jī)驅(qū)動來驅(qū)動電機(jī)1和電機(jī)2。由電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來完成機(jī)器人的前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，遇障礙物繞行，避懸崖等基本動作。在機(jī)器人前進(jìn)時(shí)如果前方有障礙物，由紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外信號被反射給紅外接收管，紅外接管將此信號經(jīng)過P3.7傳送入AT89S52中，主芯片通過內(nèi)部的代碼進(jìn)行機(jī)器人的繞障礙物操作，同時(shí)主芯片將P3.7的信號狀態(tài)通過P2.5的LED指示燈顯示出來。機(jī)器人行走時(shí)會通過P3.5與P3.6的紅外接收探頭來進(jìn)行檢測。 當(dāng)走到懸崖處時(shí)，P3.5或P3.6將收到一個(gè)電平信號，此電平信號將通過相應(yīng)端口傳送入主芯片中，主芯片通過內(nèi)部代碼完成機(jī)器人的避懸崖操作。同時(shí)P3.5與P3.6的信號狀態(tài)將通過P2.6/P2.7顯示出來。在機(jī)器人的左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，后退的過程，可以通過觀看以P2.0/P0.7為指示燈的運(yùn)行狀態(tài)。P0.4為機(jī)器人的聲控檢測端口，在運(yùn)行為前進(jìn)狀態(tài)時(shí)，可以能過聲控(如拍手聲)來控制它的運(yùn)行與停止。P0.6為機(jī)器人的聲音輸出端。在機(jī)器人遇到障礙物時(shí)。進(jìn)行繞障礙物與避懸崖時(shí)可以通過此端口控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。當(dāng)為白天或黑夜時(shí)可以通過P0.5端口中的光敏電阻來進(jìn)行判斷，以方便完成機(jī)器人夜間自動照明等功能。兩個(gè)按鍵以查詢/中斷兩種不同的方式來展現(xiàn)按鍵操作。你可以按下S1鍵來進(jìn)行機(jī)器的停止。再按下S2鍵來進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)行。這個(gè)按鍵的信息分別被P3.2，P3.4接收到。IR1為紅外遙控接收器，這就為機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控創(chuàng)造了可能。這個(gè)紅外遙控接收頭接收到紅外信號時(shí)將信號經(jīng)過P3.3送入到主芯片，主芯片對其進(jìn)行解密后以不同的方式對機(jī)器人進(jìn)行控制。同時(shí)將用戶的按鍵信息通過P2端口上LED數(shù)碼管顯示出來。P3.0、P3.l中COM端口的加入，讓你完全可以用電腦對其進(jìn)行控制。你可以通過對串口發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會被顯示到LED數(shù)碼管中，并讓機(jī)器人執(zhí)行相應(yīng)的功能。電腦的串口軟件要求波特率為9600。8位數(shù)據(jù)位，這時(shí)你就可以快樂的用電腦來對它進(jìn)行你的完全控制了。
EXKJ-ZN02功能的組合多樣，使得學(xué)生可以充分發(fā)揮自主能力，制作出不同的機(jī)器人。它為學(xué)校進(jìn)行機(jī)器人競賽和畢業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)建立了實(shí)物平臺，是學(xué)校教師授課變得更輕松有趣。同時(shí)也能改變學(xué)生學(xué)習(xí)模式和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。更是作為驗(yàn)證學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有力工具。良好的電路板設(shè)計(jì)，讓學(xué)生制作變得方便容易，其大大提高了學(xué)生的制作成功率。提高了學(xué)生對電子電路的興趣，更是教學(xué)過程中不可或缺的教具。
尋跡原理
智能尋跡機(jī)器人可以很好的完成走黑線及白線的任務(wù)，而切效果優(yōu)秀。它通過內(nèi)部程序的智能化編程，可以完成多種不同道路的尋跡。學(xué)生們可以根據(jù)自己的需要修正內(nèi)部的尋跡代碼來完成一個(gè)屬于自己的機(jī)器人。下面我們一起來看一看他的工作原理及尋跡原理。
智能尋機(jī)器人之所以能夠?qū)ほE，主要是由前方的兩對紅外發(fā)射與接收探頭來完成的。我們知道光有反射的特性。所以說當(dāng)前方的紅外發(fā)射出來的光線遇到物體時(shí)，就會形成反射的光線，而這個(gè)經(jīng)反射的紅外光線剛好被紅外接收探頭接收到。當(dāng)紅外接收探頭接收到信號后，再將信號送到單片機(jī)由單片機(jī)內(nèi)部的程序來控制機(jī)器人的運(yùn)行情況。那么如何知道是黑線還是白線呢？原來是這樣的。紅外光線有一個(gè)反射特性。但對于不同的物體反射特性是不一樣的，特別是對白色反光的物體，紅外光線的反射量將會多一點(diǎn)。而對黑色不反光的物體，紅外反射量將會大量的減少。那么我們就可利用這個(gè)特性來完成黑與白的判斷。通過電路的合理安裝，可以將這種接收到的紅外光線變化量轉(zhuǎn)換為電壓值傳送到主芯片（單片機(jī)）中。而單片機(jī)就可以進(jìn)行各種智能化的控制了。例如，完成黑線的尋跡功能或白線的尋跡功能。
經(jīng)過以上的原理說明與實(shí)物參照，我們可以看出紅外光線是通過電阻將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕�。這里我們采用的15K的電阻，并且在進(jìn)行尋變時(shí)建議將紅外接收探頭用黑色的套管套住，以免多余的光線進(jìn)入，影響程序的正常判斷。如果需要對紅外采集信號的靈敏度進(jìn)行調(diào)整，可以將紅外發(fā)射與紅外接收的距離進(jìn)行與地面距離的調(diào)整。另一種方法可以用來將那個(gè)用于紅外接收探頭的15K電阻進(jìn)行調(diào)整，以使靈敏度適合自己的需求。在進(jìn)行實(shí)際的智能尋跡時(shí)，如果是第一次使用，建議先將其它的軟件功能關(guān)閉，只留尋跡功能來進(jìn)行測試，完畢后再添加更多的功能到尋跡框架中，來發(fā)揮它更多的功能。在尋跡功能不能很好的完成時(shí)，也應(yīng)考慮到太陽光線或其它多余光線的影響。最好在室內(nèi)較暗的進(jìn)行，等測試完畢后再轉(zhuǎn)到正常光線下運(yùn)行。
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