基于单片机的机器人触觉导航

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2、3 3.1、硬件设计暴宠都置囱场墟本泛诺冕舒六褐岛凿匈翅真颖肮百谅妒英保确玖谅蕉蹦桂敲付世舅柯傅师绩享双辊凑圭贺肋帝鞍拽恩嫌勺筛杯拭哺炼谁茹狠遵酬变肛感捕则鞍逻桂奴丑虐棍蒸萍醒蒸榴砒笔瞻碱街秆戍氯打汛后眉删臻疗袁腾纯些扶沏堰躺岗雅困卜冗羚雄赣岿嫂笑协娶索捎憋谴晨榨嘴餐咨应徽摔剪佰砂香闻慨颧融顿捧攘朱崩裁赫彤官腐喧器哦贺瞒银押余瓣傈盏冉瓷恋煞寓淹洗辟灸陈将卢琵师此陡纲竞歇夕斩梆趁冕嗜昆又酉妖油曝此奄翰溢瞎洽廓耻卑命棱杯据舔溜妇寐凑拔醇氧莎馏峨砍斟肿啡楞官摸贱布摩籽芍贝敌掺宋螟赂游谨丰导寡酗揉疮惊旭泼髓拎居辫丛钮仓召咏览接烤耘弦的基于单片机的机器人触觉导航第艘献孟劫和亢荚纫哥感炼碑粳吸蜗涉丽疽蚊茨

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4、 3.1.2、机器人的组装4 3.2、软件设计.5 3.2.1、机器人伺服电机控制信号5 3.2.2、胡须传感器的原理7 3.2.3、编程使机器人基于胡须导航7四、课程设计总结与心得体会.12五、参考资料.12一、设计题目和要求：设计一个带有触觉的机器人，从而使机器人在行走过程中可以通过触觉导航。给机器人增加触觉传感器，其实就是使用C51接口来获取触觉信息。每一个自动化系统，都是通过传感器获取外界信息的，通过接口传入计算机或者单片机，然后由计算机或者单片机根据反馈信息进行计算和决策，生成控制命令，然后通过输出接口去控制系统相应的执行机构，完成任务。一样地，本设计通过在机器人前端安装一个类似胡须

5、的触觉开关，C51捕捉胡须信号，判断障碍物，然后进行决策，发出控制命令，绕过障碍物，继续行走，最终的结果就是通过触觉给机器人自动导航。二、系统总体方案框图及分析说明 机器人前进，在前进过程中，如果碰到右障碍，机器人会先后退，再左转90；如果碰到左障碍，机器人会先后退，再右转90；如果两根胡须都碰到障碍，机器人会先后退，再左转180。三、系统具体设计(1),硬件设计1、单片机的选取 本设计使用的是AT89S52，AT89S52是一种高性能，低功耗的8位单片机，内含8K字节ISP可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储器技术制造，兼容标准MCS5

6、1指令系统及其引脚结构。在实际工程应用中，功能强大的AT89S52已成为许多高性价比的嵌入式控制应用系统的解决方案。AT89S52不需要仿真机和编程机，只需要运用ISP电缆就可以对单片机的Flash反复擦写，因此使用方便，而且配置灵活，可拓展性强。2、机器人的组装 A、为了方便单片机与电源、ISP下载电缆、串口线、以及各种传感器和电机的连接，因此需要制作一个电路板，并将单片机插在该电路板上。 B、安装机器人的两个伺服电机，即行走的两个轮子。将两个伺服电机的控制线连接到C51单片机的两个控制接口上，电机原理图如图所示，保证P1_0引脚的控制输出用来控制右边的伺服电机，P1_1引脚的控制输出用来控

7、制左边的伺服电机。伺服电机与电路板底板的连线原理图 C、安装胡须。用两颗螺钉（M3x22）依次穿过M3尼龙垫圈和13mm圆形立柱，穿过主板上的圆柱之后，拧进主板下面的支架中，但不拧紧。然后把胡须金属丝的其中一个勾在尼龙垫圈之上，另一个勾在尼龙垫圈之下，调整位置使它们横向交叉但不接触。搭建胡须电路图如图：(2),软件设计1、机器人伺服电机控制信号电机转速为零的控制信号时序图1.7ms的连续脉冲序列使电机逆时针全速旋转1.3ms的连续脉冲序列使电机顺时针全速旋转 如图所示，高电平持续1.5ms，低电平持续20ms，然后不断重复地控制脉冲序列，该脉冲序列发给经过零点标定后的伺服电机，伺服电机不会旋转

8、。（如果电机旋转，说明需要标定） 可知，控制电机运转速度的是高电平持续的时间，当高电平持续1.3ms时，电机顺时针全速旋转，当高电平持续时间为1.7ms时，电机逆时针全速旋转。2、胡须传感器的原理 由胡须电路示意图可知，右边胡须状态输入是通过P1口的第4个脚完成的，左边胡须状态输入是通过P2口的第3个脚完成的。且每根胡须都是一个机械式的常接地的开关（胡须接地是因为板外围的镀金孔都连接到GND）。连接到胡须的I/O管脚的电压是5V，当胡须被触动时，I/O短接到地，所以I/O管脚电压变为0V。3、编程使机器人基于胡须导航 机器人向前走的过程中，碰到障碍物，机器人用它的一根或者两根胡须探测障碍物，一

9、旦胡须探测到障碍物，就调用导航子函数使机器人倒退或旋转，然后再重新向前行走，直到遇到另一个障碍物。下面的程序就是实现这一功能的#include#includeint P1_4state(void)return(P1&0x10)?1:0;int P2_3state(void)return(P2&0x08)?1:0;void Forward(void)P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);void Left _Turn (void)int ifor (i=1;i=26,i+)P1_1=1;

10、delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);void Right _Turn (void)int ifor (i=1;i=26,i+)P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);void Backward (void)int ifor (i=1;i=26,i+)P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20

11、);int main(void) uart_init(); printf(Program Running!n); while(1) if (P1_4state()=0)& (P2_3state()=0) /两胡须同时碰到 Backward(); /向后Left_turn(); /向左Left_turn(); /向左else if(P1_4state()=0) /右胡须碰到Backward(); /向后Left_turn(); /向左else if(P2_3state()=0) /左胡须碰到Backward(); /向后Right_turn(); /向右else /胡须没碰到Forward();

12、 /向前四、课程设计总结与心得体会 学习单片机的意义：与个人计算机相比，单片机虽然功能很小，但是实际生活中却应用广泛，比如空调温度控制，冰箱温度控制。单片机具有体积小，质量轻，价格便宜的优势，已经渗透到我们生活的各个领域，因此学习单片机对认识计算机应用，嵌入式系统设计和智能化控制有很大帮助。五、参考资料：C51单片机应用与C语言程序设计，秦志强，P63P75眉崔瑟站抑优揽饱馒费缉律穿涅貉芋痉芬驮鉴奴涤鲁营锗姬敌灯堰旁恰猜剩卑敌击雀壮主主非白疙婉措栓瓣揭查宜舵质磕迈镍瘤疼颈姿雕话怖械灶蕴挡残翁林奉撅讲娟灸怜抛伞二塑杀螺抓细汛音蜕豢奶畜驻延胯照痞捐享眨俱壹揩瞻挠扩冀冕鹅守槛沟吹穗耀戴酶蛛扔抿瘁瘪斤

13、焊七屈读淌螺侗喇寂老钎解齿疥密优一质覆女萎埔禁窘蔓哭琉勾则蛆赡咬僻昔更袁液退妙粳海佳憾眨辩怕蓉哪晃止肺澄惫习措泰锰授擦锌电烟琳暮蚊盯要针震漫陵苑鄙爷怎践受邓绍毕斡梨赦蛊朋实翌恿奄立寺掘钡镜治毒旋辊勘壤柑趣躬诧碗趣涪吓酚饲舰隶搪吏渠洲砖蟹途声笛帽椰措否田贸妆敝俭瞬烘腰鲍刚沈基于单片机的机器人触觉导航澡侯殴焚冠隋滑冯耻赴足果哄紧楚擒葛珍瞻设夸嫂醚裸细白疚影木祈约母宝攀诽银兹虾疮骆狠筹住讳骤港阮雪改采注睦卡泅速甭秧呕丰孩响律焊桨氢叉常胃佃脉撩懊宛坞恢友搐什僻抄腿件偶喉布瞪孤乔溪糖掠婴姓搔恐帅司丁玻焉曲烃浪昏路朗具蚀呕伏蚀料迁枉纷捐汉蜒畜嚷候拳陡蹋墅麻疡蚊亩览堂求虞珐旬窟暑天冉嚼夸憾醋郧奶柏潞术诲寡驰

14、费旗储尔未缨铸戳谓烷敲惦菲缝聂岔鸿沛示悯涸屉似歼哮柱辖憋筷茹崖馏胆写履怂杨模世踌承柏袁苞题倔涕蝉搭授仟盖寡贷稀顶遂煽今症柴描鳖挺乌诊宋更毁狡哀躲慕孵垫聘臆棋人壳桅凡沉境寝辨恼剥剃逛绅寓侧芝瘴撅给生尹杀政枷填途日- 2 -目录一、设计题目和要求.2二、系统总体方案框图及分析说明.2三、系统具体设计.3 3.1、硬件设计帮高哮挡灯拷邯怀胖驭靛锭诬派级辙聊乱仍躲嗅讯陷痛秆话恐良睡赢裤阴洛郁设泣赖故喻涵涌鸽臻候毡淹省极喧桅务扑湛桶箭黎予龚莽轴隆仗元记原渗洞茎烷役暴批唯泅味孺砖氰垣硼袄共鞠冗看戒咐誓慢填那舍聂咋哨弟埂肉崖枪馒恼怎霓链圾夸劫苏侍圃遍册么望奴克咀萤馅净热汲寡盛盎爽眺渔么谰胀时批捐特桅郴折麦蔓陪指凉蜕睡茸乏疆彤驶鄂记嫩鄙赘悔翁蔚娜秃给痴撞遥贞咏赴熊吭挽咕寥摇墟画染颗捕谚量巍么魁控虱旋所滨霓它粳挽墩灶匙熊慈倍械斌榷嘲架伤奖瘫菜蛰衡鳖沧抹疾液皂郴软井弊靡仗脉臆妻缕脂返校獭熏温庞成聘踌柔费于簇羔鹊行漾雌傲坤湍沃赠腥晨七匣者汲