机器人课程设计说明书

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机器人课程设计说明书

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一、课程设计的内容

1、目的和意义

机器人波及机械、电子、传感、控制等多个领域和学科。本课程设计

是在《机器人学》课程的基础上,利用多传感技术、控制技术实现机器人

控制系统的综合与应用,达到锻炼学生综合设计能力的目的。让我们把理

论与实践联合起来,掌握更多技术。

2、设计内容

(一)、机器人硬件

本课程设计使用实验室已有的挪动机器人。机器人有两个驱动轮、一

个从动轮,驱动轮由舵机直接驱动。 机器人控制器为 89S52单片机。机器人构造图如图 1所示。

图 1 机器人构造简图

(二)、设计任务

利用多传感器技术,实现对机器人的轨迹规划及控制。详细为:控制机器人在规定的场所内避开阻碍物走遍整个场所。

二 C51 单片机编程环境与机器人智能

1、单片机与 C51 系列单片机

(一)、单片机

单片机是一种集成电路芯片,是采纳超大规模集成电路技术把拥有数

据办理能力的中央办理器 CPU随机储存器 RAM、只读储存器 ROM、多种

I/O 口和中止系统、准时器 / 计时器等功能 (可能还包含显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路、 A/D 变换器等电路)集成到一块硅片上组成的一个小

而完美的微型计算机系统, 在工业控制领域的宽泛应用。 从上世纪 80 年月,由当时的 4 位、 8 位单片机,发展到此刻的 32 位 300M的高速单片机。

(二)、 C51系列单片机

MCS51是指由美国 INTEL 企业生产的一系列单片机的总称。这一系列

单片机包含了好些品种,如 8031, 8051,8751 等,此中 8051 是最典型的

产品,该系列单片机都是在 8051 的基础长进行功能的增、 减、改变而来的。

本课程设计所用的 AT89S52单片机是在此基础上改良而来的。 AT89S52

是一种高性能、低功耗的 8 位单片机,内含 8k 字节 ISP 可频频擦写 1000 次的

FLASH只读程序储存器,兼容标准 MCS51指令系统及其引脚构造,在实质工程应用中,功能强盛的 AT89S52已成为很多高性价比嵌入式控制应

用系统的解决方案。

2、机器人与 C51 单片机

图 3 是本设计使用的机器人工程对象,它采纳 AT89S52单片机作为大

脑,经过教课板安装在机器人底盘上,达成设计要求的基本能力,使他具

备基本的智能。

图 3 采纳 C51 单片机的机器人

3、所需软件

我们将频频用到三款软件: Keil uVision2 IDE 集成开发环境、 SL ISP

下载软件、串口调试软件等。

( 一) 、Keil uVision2 IDE 集成开发环境

该软件是德国 KEIL 企业出品的 51 系列单片机 C 语言集成开发系统。

你能够在 KEIL 企业的网站上获取该软件的安装包。

(二)、 SL ISP 软件下载工具

该软件是广州天河双龙电子有限企业推出的一款 ISP 下载软件,使用

该软件你能够将可履行的文件下载到你的机器人单片机上。该软件的使用

需要你的计算机有并行口。你能够在双龙企业的网站中获取该软件。

(三)、串口调试软件

此软件是用来显示单片机与计算机的交互信息的。在硬件上你的计算

机起码要有串口或 USB接口来与单片机的教课板的串口连结。这个在实验

室中供给了该软件的绿色版本,无需安装即可使用。

三、 小车硬件安装过程

1. 安装机器人底盘硬件

( 1)将 13/32 英寸的橡胶套圈插到宝贝车底盘由衷的孔内。

( 2)保证底盘中心孔的边沿嵌在橡胶圈的凹槽中。

( 3)用 4 个螺丝将螺柱固定在底盘上。

2. 拆掉舵机摆臂

( 1)用螺丝起子去掉舵机摆臂和电机输出轴之间的螺钉。

( 2)将舵机摆臂从电机输出轴上取下来。

(3)将螺丝钉保留好,尔后还会用到 。

3. 将电机安装究竟盘上

( 1)用盘头螺丝和螺母将舵机固定在底盘上。 为了最好的性能, 一定从里面而不是从外面把电机放入巨型窗口。

( 2)用标签纸表记伺服电机的左右轮 。

4. 安装电池盒

( 1)用平头螺丝和螺母将电池盒固定在宝贝车机器人的底盘下边。

( 2)将螺丝穿过电池盒,而后在底盘上边用螺母紧固。

( 3)将电池盒的电源连结线穿过底盘中间带有橡胶圈的孔。

( 4)将伺服电机线也穿过此孔。

( 5)牌例伺服电机线和电源线。

5. 安装轮子

( 1)轮子的中心孔与底盘尾部的中心孔瞄准在一条水平线上。

( 2)将张口销同时穿过这三个孔(底盘左边、尾轮、底盘右边)

( 3)将张口销一端曲折使它不会滑出。

( 4)拉伸橡皮圈,把它套在每个轮子上。

( 5)每个轮子有一个凹槽用于把它安装到输出轴上。将两个轮子分别在输出轴上,保证两个高度一致,并已安装进轮子的凹槽。

( 6) 用螺丝钉将轮子固定在输出轴上。

6 安装固定连结线

( 1)连结伺服电机到教课底板上的电机接口处。

( 2)将贴着“L”(左轮驱动电机) 的插头连结到 PC3端口,贴着“R” (右

轮驱动电机)的插头连结到 PC2端口。

( 3)保证面包板靠近驱动轮而不是尾轮。

( 4)将主板放在四个支架上使其与四个孔对齐。

( 5)用盘头呆平垫螺丝将主板固定在螺柱上。

四、 C51+AVR控制板介绍

概括 :

C51+AVR宝贝车控制板,是鸥鹏科技有限企业开发的,一款拥有 C51和

AVR功能的单片机控制板。 C51 部分采纳的是 AT89S52单片机 ,AVR 部分采

用的是 ALTMEGA8的单片机。

89S52 的主要性能:

与 MCS-51 单片机产品兼容

8K 字节在系统可编程 Flash 储存器

1000 次擦写周期

全静态操作: 0Hz~33Hz

三级加密程序储存器

32 个可编程 I/O 口线

三个 16 位准时器 / 计数器

八此中止源

全双工 UART串行通道

低功耗安闲和掉电模式

掉电后中止可唤醒

看门狗准时器

双数据指针

掉电表记符

功能特征描绘

AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器, 拥有 8K 在系统

可编程 Flash 储存器。使用 Atmel 企业高密度非易失性储存器技术制造,与工业 80C51 产品指令和引脚完整兼容。 片上 Flash 同意程序储存器在系

统可编程,亦适于 惯例编程器。在单芯片上,拥有灵便的 8 位 CPU 和在

系统 可编程 Flash ,使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统供给高灵

活、超有效的解决方案。 AT89S52 拥有以下标准功能: 8k 字节 Flash , 256

字节 RAM,32 位 I/O 口线,看门狗准时器, 2 个数据指针,三个 16 位准时器

/ 计数器, 一个 6 向量 2 级中止构造, 全双工串行口,片内晶振及时钟电路。此外, AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作,支持 2 种软件可选择节电模式。安闲模式下, CPU停止工作,同意 RAM、准时器 / 计数器、

串口、中止持续工作。掉电保护方式下, RAM内容被保留,振荡器被冻结,

单片机全部工作停止,直到下一此中止或硬件复位为止。

AVR的主要性能:

高性能、低功耗的 8 位 AVR? 微办理器先进的 RISC 构造 130 条指令。

大部分指令履行时间为单个时钟周期 32 个 8 位通用工作存放器全静态工

作工作于 16 MHz 时性能高达 16 MIPS 只要两个时钟周期的硬件乘法器非

易失性程序和数据储存器 8K 字节的系统内可编程 Flash 擦写寿命 :