智能避障機器人設計與研究畢業設計論文-資料下載頁

【導讀】直接到達的地域的探測，這些就需要用機器人來完成。復雜地形中行進時自動避障是一項必不可少也是最基本的功能。一系統開發而成的。隨著科技的發展，對于未知空間和人類所不能。自動避障機器人可以作為地域探索機器人和緊急搶。合調試，解決了一系列的難題，成功實現了自動避障功能。

　　

【正文】 的調試共分為三大部分：硬件調試 、 軟件調試和軟硬件聯調。由于在系統設計中采用模塊設計法 ， 所以方便對各電路模塊功能進行逐級測試：單片機控制模塊 的調試、紅外傳感器模塊的調試 以及電機控制模塊 和報警模塊 的調試 ， 最后將各模塊組合后結合軟件進行整體測試。 167。 硬件調試 對各個模塊的功能進行調試 ， 主要調試各模塊能否實現指定的功能。 首先燒入電機控制小程序，控制電機正反轉，停止均正常 。說明電機及驅動電路無誤。然后加入避障子程序，小車運轉正常時，調節 紅外傳感器 模塊 距離 使達到理想效果。接下來加入 調速 子程序，看 調速 正常與否。 最后加入報警模塊和傳感器模塊，看能否正常報警。 在調試程序時，發現有的指令用的不正確，比如說 忽略了while 循環 ，導致 單片機一直報警 ，另外軟件程序中的延時有的過34 長、有的過短。類似的現象還有很多就不一一列舉了。特別是電機PWM 控制部分的調試很麻煩， 需要不斷的試驗， 不過 最終都完滿解決 。 167。 軟件調試 軟件調試采用單片機仿真器 protues 和單片機編程軟件 Keil，將編好的程序 進行調試 ， 主要是檢查語法錯誤并確認硬件完整無誤。由于本系統是分模塊進行程序設計的 ， 所以調試時先分模塊進行調試。如小車紅外線 避障 程序 、 PWM 調速程序 ， 在調試時將它放在一個子程序里單獨測試 ， 看其是否能夠完成預定的功能 ， 如能 ，測試通過 ， 否則 ， 修改并反復測試直到通過。 雖然在軟件的調試過程中 ， 綜合利用了設定斷點、單步、跟蹤等調試手段 ， 使得調試工作更易進行。但是也出現了一定的問題 ，如 小車一直轉彎 ， 電機延時沒起到效果等等。通過了多次分離合并 ，修改測試語句以及單片機外加 LED 燈觀察現象等方法得以解決 ， 達到綜合效果。 167。 聯合調試 各模塊都調試通過之后 ， 將各個模塊連接起來與硬件結合進行聯合調試。在進行聯合調試時 ， 經過反復的實驗 ， 不斷 修改參數來完善結果。使程序按照要求設計的要求進行。 167。 本章小結 本章主要介紹了智能避障機器人的安裝和調試，通過反復的實驗，不斷修改參數來完善結果，最終實現了智能避障機器人的自動避障功能。35 結 論 本 設計 是 基于單片機 STC89C52 的智能避障小車具有復位、 紅外 感應 、 蜂鳴器 警示 、智能避障 等功能特點。通過多次的整體電路仿真 ， 且不斷對其系統進行優化 ， 最終使該基于單片機的智能小車能夠自主完成避障。本 設計結構簡單 ， 調試方便 ， 系統反映快速靈活 ， 硬件電路由可拆卸模塊拼接而成有很大的擴展空間。經實驗收測試 ， 該智能小車設計方案正確、可行 ， 各項指標穩定、可靠。 雖然本次設計的智能小車系統有很多優點 ， 但在設計當中也存在著以下幾個問題： 1. 傳感器 模塊的穩定性不是很高 ， 偶有失靈的現象 ， 單片機程序有時也會出現亂飛的現象 。 這些 應該是供電不穩定造成的，需要尋找更可靠的穩壓模塊 。 2. 小車避障方式單一 。可以 增加探測模塊的個數 ， 如左右各增加一個探測器 ， 這樣同時檢測多個方向 ， 明顯改進避障的效果 ， 特別是針對墻角、三面均有障礙物的情況。 36 參考文獻 [1] 胡壽松 . 自動控制原理（第五版） [M]. 北京 :科學出版社 , 2021 [2] (美 )尾形克彥 . 現代控制工程 (第四版 )[M]. 北京 :電子工業出版社 , 2021 [3] 張義和等 . 例說 51 單片機（ C 語言版） . 北京 :人民郵電出版社， 2021 [4] 康華光 . 電子技術基礎（數電、模電） . 北京 :高等教育出版社 ,2021 [5] 袁秀英 ,李珍．單片機原理與實驗教程．北京 :航空航天大學出版社， 2021 [6] 丹尼斯 ,克拉克等 . 機器人設計與控制 . 北京 :科學出版社，2021 [7] Gordon McComb, Myke Predko. 機 器人設計與實現 . 北京 :科學出版社， 2021 [8] 閻石 . 數字電子技術基礎 (第五版 ) [M]. 北京 :高等教育出版社， 2021 [9] 趙景波 . Prote199SE 應用與實例教程 [M]. 北京 :人民郵電出版社， 2021 [10]譚浩強 . C 程序設計教程 [M]. 北京：清華大學出版社， 2021 [11]陳大欽 .電子技術基礎實驗 .北京 :高等教育出版社 ， 2021 [12]李廣弟 .單片機基礎 .北京：北京航空航天大學出版社 ， 2021 [13]徐瑋 .51 單片機實現進步電機控制 .電子制作 ， 2021 [14]柳郭等 .單片機開發應用技 能與技巧 .北京 :中國電力出版社 ，2021 [15]胡漢才 .單片機原理及其接口技術 .清華大學出版社 ， 1996 [16]楊西明 .單片機編程與應用入門 .機械工業出版社 ， 2021 [17]丁鎮生 .傳感器及傳感技術應用 .北京 :電子工業出版社 ，1998:5972 37 [18]何立民 .單片機應用系統設計 .北京：航天航空大學出版社 ， 2～5， 46～ 50 [19]輝雄 .智能電動小車的設計 .電子報 ， 2021— 05— 15(11) [20]李建法 .超聲波測距的電路設計與單片機編程 .安陽師范學院學報 ， 2021:4748 [21]戴仙金等 .51 單片機及其 C 語言應用程序設計 .北京 :清華大學出版社 ， 2021 38 致 謝 持續幾個月的 忙碌 ， 本次畢業設計已經接近尾聲 ， 雖然不是特別完美 ， 但它凝聚了多方的心血 。 首先要感謝在本次設計中給與我們 大力幫助和指導的指導老師張聚偉教授，在整個做畢業設計的各個階段，不管是查閱相關資料還是設計系統的方案的修改和確定以及中期檢查和詳細的設計思路，以及最后實物的裝配等的整個過程中張 教授都給了我們 悉心的指導。對于我的每個問題，教授總是耐心地解答，使我能夠順利地完成畢業設計。除了敬佩張老師的專業水平外，他嚴謹負責的 工作態度也是非常值得學習的，并且對今后的學習和工作都將產生影。 作為一個本科生的畢業設計 ， 由于經驗的匱乏 ， 難免有許多考慮不周全的地方 ， 如果沒有導師的督促指導 ， 同學們的支持 合作 ，想要完成這個設計是難以想象的。 和他們的接觸及溝通 不僅使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法 ， 還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 這些在我以后的社會生活中將會是一筆寶貴的財富。 最后，對在畢業設計期間給予我幫助的所有恩師和同學表示最誠摯地感謝和最衷心祝福。 39 附 錄 附錄 1 作品實物圖 附錄 2 電路原理圖 附錄 3 程序 清單 40 ifndef _MOTOR_H_ define _MOTOR_H_ include //包含 52 單片機頭文件 define uint unsigned int define uchar unsigned char sbit IN1=P1^0。 //電機 1 的控制位 IN1， IN2 的值控制電機的正轉，反轉，停止 ， IN1=1,IN2=0 電機正轉，IN1=0,IN2=1 電機反轉， IN1=0,IN2=0 電機停止轉動； sbit IN2=P1^1。 //在 C 語言里，如果直接寫 P1^1， C 編譯器 并不能識別 所以利用 sbit 換名，使編譯器識別對其進行位操作。 sbit INA=P1^4。 // 電機 1 的使能位 INA=1，電機開始工作， INA=0，電機停止工作 sbit IN3=P1^2。 //電機 2 的控制位 IN3， IN4 的值控制電機的正轉，反轉，停止 ， IN3=1,IN4=0 電機正 轉，IN3=0,IN4=1 電機反轉， IN3=0,IN4=0 電機停止轉動； sbit IN4=P1^3。 sbit INB=P1^5。 // 電機 2 的使能位 INB=1，電機開始工作， INB=0，電機停止工作 sbit P17=P1^7。 //傳感器輸入，遇障礙物輸出低電平 sbit P20=P2^0。 //蜂鳴器輸入，低電平有效 extern uint speed1,speed2。 // speed1 電機速度值， t1 電機一個周期的時間， PWM=speed/t。 extern void delay(uint xms)。 //一個簡短的延時函數 extern void go(uchar spe1,uchar spe2)。 //電機加速函41 數，通過 spe1， spe2 控制電機速度 extern void qianjin()。 //電機前進函數 extern void back()。 //電機后退函數 extern void turn_left()。 //電機左轉 extern void turn_right()。 //電機右轉 extern void start()。 //電機啟動函數 extern void stop()。 //電機停止函數 extern void ISP_init()。 //定時器初始化函數 extern void dd()。 //蜂鳴器報警函數 endif /**/ include uint speed1=0,speed2=0。 void delay(uint xms) //簡單的延時 { uint i。 uchar j。 for(i=xms。i0。i) for(j=110。j0。j)。 //for 雙層循環當 j減為 0 時 i 減一 } void dd() { P20=0。 delay(500)。 P20=!P20。 delay(500)。 P20=!P20。 42 delay(500)。 P20=!P20。 delay(500)。 } void go(uchar spe1,uchar spe2) //速度調節函數 0~100之間，賦參數值 { speed1=spe1。 speed2=spe2。 } void qianjin() //電機前進函數 { IN1=1。 IN2=0。 IN3=1。 IN4=0。 } void back() //電機后退函數 { IN1=0。 IN2=1。 IN3=0。 IN4=1。 } void turn_left() //電機左轉 { IN1=0。 IN2=1。 IN3=1。 43 IN4=0。 go(50,50)。 //此處速度可以任意調， 0~100 之間，左邊的速度要小于右邊速度值 delay(1400)。 go(0,0)。 } void turn_right() { // 電機右轉 IN1=1。 IN2=0。 IN3=0。 IN4=1。 go(50,50)。 delay(1400)。 go(0,0)。 } void turn_right_180() { // 電機右轉 180 IN1=1。 IN2=0。 IN3=0。 IN4=1。 go(50,50)。 delay(2500)。 go(0,0)。 } void start() //開始 { TR0=1。 //開定時器 T0 TR1=1。 //開定時器 T1 44 INA=1。 //左電機使能端為 1 INB=1。 //右電機使能端為 1 } void stop() //停止 { TR0=0。 //關定時器 T0 TR1=0。 //關定時器 T1 INA=0。 //左電機使能端為 0 INB=0。 //右電機使能端為 0 } void ISP_init() { TMOD=0X11。 //定時器工作方式選擇定時器T0， T1 均為 工作方式 1