C語言實(shí)訓(xùn)報(bào)告--精選文檔

1、C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目： 紅外避障機(jī)器人 院 （系）： 信息工程系 專 業(yè)： 通信工程 學(xué)生姓名： 韋嘉寶 學(xué) 號(hào)： 1551100424 指導(dǎo)教師： 朱震 周斌 王旬 全劉輝 2016 年 10月 8 日 目 錄摘要1設(shè)計(jì)要求2設(shè)計(jì)步驟3代碼編寫4心得體會(huì)5參考文獻(xiàn)·6 許多機(jī)器人使用雷達(dá)（RADAR）或者聲納（SONAR）來探測(cè)物體而不需要同物體接觸。本文的方法是使用紅外光來照射機(jī)器人前進(jìn)的路線，然后確定何時(shí)有光線從被探測(cè)目標(biāo)反射回來，通過檢測(cè)反射回來的紅外光就可以確定前方是否有物體。由于紅外遙控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在紅外線發(fā)射器和接收器已經(jīng)很普及并且價(jià)格很便宜。 隨著微電子技術(shù)

2、的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來越高，單片機(jī)已可以在一塊芯片上同時(shí)集成CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等多種電路，這就很容易將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測(cè)量控制系統(tǒng)。這種技術(shù)促使機(jī)器人技術(shù)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前人們已經(jīng)完全可以設(shè)計(jì)并制造出具有某些特殊功能的簡(jiǎn)易智能小車。 機(jī)器人使用紅外線二極管 LED 作為前燈，如圖 6-1 所示。 紅外線二極管發(fā)射紅外光線，如果機(jī)器人前面有障礙物，紅外線從物體反射回來，相當(dāng) 于機(jī)器人眼睛的紅外檢測(cè)（接收）器，檢測(cè)到反射回的紅外光線，并發(fā)出信號(hào)來表明檢測(cè)到從 物體反射回紅外線。機(jī)器人

3、的大腦單片機(jī) AT89S52 基于這個(gè)傳感器的輸入控制伺服電機(jī)。 紅外線（IR）接收/檢測(cè)器有內(nèi)置的光濾波器，除了需要檢測(cè)的 980 nm 波長(zhǎng)的紅外線外，它幾乎不允許其他光通過。紅外檢測(cè)器還有一個(gè)電子濾波器，它只允許大約 38.5 kHz 的電信 號(hào)通過。換句話說，檢測(cè)器只尋找每秒閃爍 38500 次的紅外光。這就防止了普通光源像太陽 光和室內(nèi)光對(duì) IR 的干涉。太陽光是直流干涉（0Hz）源，而室內(nèi)光依賴于所在區(qū)域的主電源， 閃爍頻率接近 100 Hz 或 120 Hz。由于 120 Hz 在電子濾波器的 38.5 kHz 通帶頻率之外，它完 全被 IR 探測(cè)器忽略。本任務(wù)將搭建并測(cè)試紅外線

4、發(fā)射和檢測(cè)器對(duì)。本講需要用到的新部件如下：元件清單 （1）紅外檢測(cè)器，2 個(gè)。 （2）IR LED（帶套筒），2 個(gè)。 （3）470 電阻，2 個(gè)。（4）連接線，若干。二、設(shè)計(jì)要求（1）小車能夠完成前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作。（2）機(jī)器人能夠讀出傳感器電平變化，并作相應(yīng)的動(dòng)作變化。（3）利用機(jī)器人所裝配的兩個(gè)探測(cè)器，探測(cè)和避開障礙物。三、設(shè)計(jì)步驟1.測(cè)試紅外發(fā)射探測(cè)器 下面要用 P1_3 發(fā)送持續(xù) 1ms 的 38.5kHz 的紅外光，如果紅外光被機(jī)器人路徑上的物體反射回來，紅外檢測(cè)器將給微控制器發(fā)送一個(gè)信號(hào)，讓它知道已經(jīng)檢測(cè)到反射回的紅外光。 讓每個(gè)IR LED探測(cè)器組工作的關(guān)鍵是發(fā)送1m

5、s頻率為38.5kHz的紅外信號(hào)，然后立刻將IR探測(cè)器的輸出存儲(chǔ)到一個(gè)變量中。下面是一個(gè)例子，它發(fā)送 38.5 kHz信號(hào)給連接到P1_3的IR發(fā)射器，然后用整型變量 irDetectLeft存儲(chǔ)連接到P1_2的IR探測(cè)器的輸出上。 for(counter=0;counter<38;counter+) P1_3=1; delay_nus(13); P1_3=0; delay_nus(13); irDetectLeft=P1_2state();上述代碼給 P1_3 輸出的信號(hào)高電平13s，低電平為13s，總周期為26s，即頻率約為38.5kHz。總共輸出 38個(gè)周期的信號(hào)，即持續(xù)時(shí)間約為1

6、ms（38×261000s）。當(dāng)沒有紅外信號(hào)返回時(shí)，探測(cè)器的輸出狀態(tài)為高電平。當(dāng)它探測(cè)到被物體反射的38.5kHz紅外信號(hào)時(shí)，它的輸出為低電平。因紅外信號(hào)發(fā)送的持續(xù)時(shí)間為1ms，因此IR探測(cè)器的輸出如果處于低電平，其持續(xù)狀態(tài)也不會(huì)超過1ms，因此發(fā)送完信號(hào)后必須立即將IR探測(cè)器的輸出存儲(chǔ)到變量中。這些存儲(chǔ)的值會(huì)顯示在調(diào)試終端或被機(jī)器人用來導(dǎo)航。 保持機(jī)器人與串口電纜的連接，因?yàn)樾栌谜{(diào)試終端來測(cè)試 IR 組。 放一個(gè)物體，比如手或一張紙，距離左側(cè) IR 組大約 23cm 處，調(diào)試終端會(huì)顯示“irDetecfLeft=0”；將物體移開時(shí)，它顯示“irDetectLeft=1”。再次修改程

7、序，使其適用于右方紅外。3、探測(cè)和避開障礙物 有關(guān)IR檢測(cè)器的趣事是它們的輸出與觸須的輸出非常相像。沒有檢測(cè)到物體時(shí)，輸出為高電平；檢測(cè)到物體時(shí)，輸出為低電平。本任務(wù)是更改程序RoamingWithWhiskers.c，使它適用于IR檢測(cè)器。 進(jìn)行IR探測(cè)時(shí)要使用AT89S52的4個(gè)引腳：P1_2、P1_3、P3_5和P3_6。#define LeftIR P1_3 /左邊紅外接收連接到 P1_3 #define RightIR P1_2 /右邊紅外接收連接到 P1_2 #define LeftLaunch P3_6 /左邊紅外發(fā)射連接到 P3_6 #define RightLaunch P3

8、_5 /右邊紅外發(fā)射連接到 P3_5這里用到了宏定義命令：#define，它的作用是在后面的程序文件中可以用LeftIR等來代替P1_3這個(gè)字符串等。程序在編譯預(yù)處理時(shí)，會(huì)自動(dòng)將后面程序中出現(xiàn)的所有LeftIR等都用P1_3代替。這種方法是用一個(gè)簡(jiǎn)單的名字代替一個(gè)長(zhǎng)的字符串，或者用一個(gè)有意義的名字代替一些無規(guī)則、無意義的字符串，方便程序閱讀、理解和修改。4、改變觸須程序使其適用于 IR 檢測(cè)和躲避 設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù) void IRLaunch(unsigned char IR)來進(jìn)行紅外線發(fā)射。 void IRLaunch(unsigned char IR)int counter;if(IR=&#

9、39;L') /左邊發(fā)射for(counter=0;counter<38;counter+) /發(fā)射時(shí)間比胡須長(zhǎng)LeftLaunch=1;nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();LeftLaunch=0;_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();i

10、f(IR='R') /右邊發(fā)射for(counter=0;counter<38;counter+)RightLaunch=1;_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();RightLaunch=0;_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();

11、這個(gè)函數(shù)的形參是一個(gè)無符號(hào)的字符型變量，用到了修飾符unsigned。對(duì)于字符型變量而言，在第 2 講介紹過，如果沒有指定修飾符unsigned，它也可以作為一個(gè)有符號(hào)的8位整型變量，取值范圍為-128127。如果是無符號(hào)型，則取值范圍為 0255。無論是有符號(hào)還是無符號(hào)，其數(shù)值作為編碼時(shí)代表的字符都是一樣的。 修改ifelse語句存儲(chǔ)IR檢測(cè)信息的變量。if(irDetectLeft=0)&&(irDetectRight=0) /兩邊同時(shí)接收到紅外線Left_Turn();Left_Turn();else if(irDetectLeft=0) /只有左邊接收到紅外線Right

12、_Turn();else if(irDetectRight=0) /只有右邊接收到紅外線Left_Turn();elseForward();2.本程序由如下模塊組成：（1）小車左右兩個(gè)輪子的控制模塊，完成小車不同狀態(tài)下的行進(jìn)方式。（2）小車的后退控制程序模塊，通過接受到指定信號(hào)完成小車的后退指令。（3）小車的接收器接收信號(hào)模塊，完成不同信號(hào)狀態(tài)的傳遞和選擇狀態(tài)開關(guān)。3.完成運(yùn)動(dòng)流程（1）當(dāng)左接收器檢測(cè)到信號(hào)右接收器沒有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)小車向左轉(zhuǎn)彎 （2）當(dāng)右接收器檢測(cè)到信號(hào)左接收器沒有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)小車向右轉(zhuǎn)彎（3）當(dāng)左右探頭都檢測(cè)到信號(hào)時(shí)小車后退。（4）當(dāng)小車左右接收器均未檢測(cè)到信號(hào)時(shí)直行。4.函

13、數(shù)的定義5.運(yùn)動(dòng)控制程序四、代碼編寫#include<BoeBot.h>#include <AT89X52.h>void Forward(void) /向前行走子程序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) /左轉(zhuǎn)子程序int i;for( i=1;i<=16;i+)P1_1=1;delay_nus(1500);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);voi

14、d Right_Turn(void) /右轉(zhuǎn)子程序int i;for( i=1;i<=26;i+)P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);void Backward(void) /向后行走子程序int i;for( i=1;i<=30;i+)P1_1=1;delay_nus(1500);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);void main()if(P1_2=0)&&(P1_3=0) /兩邊同時(shí)

15、接收到紅外線Backward();Right_Turn();Right_Turn();Right_Turn();else if(P1_3=0) /只有左邊接收到紅外線Backward();Right_Turn();else if(P1_2=0) /只有右邊接收到紅外線Backward();Left_Turn();elseForward();五、心得體會(huì)（1）在對(duì)模塊化機(jī)器人的組裝調(diào)整中，我們熟悉了各種結(jié)構(gòu)件的使用技巧，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的構(gòu)型打好了基礎(chǔ)；使我了解了機(jī)器人小車執(zhí)行各種功能的原理和利用的器件，了解了小車最基本的前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的工作原理，了解了小車如何尋線行駛，了解小車如何避障和尋找目標(biāo)。（2）讓我親身感受到傳感器在機(jī)器人工作中的運(yùn)用，可以說，機(jī)器人每做一個(gè)任務(wù)都離不開傳感器，從避障，找目標(biāo)物等等任務(wù)中完全體現(xiàn)出來。（3）熟悉了用電腦c語言的應(yīng)用及其部分傳感器的使用，此次實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)提出分析和解決實(shí)際問題鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，現(xiàn)在機(jī)器人的應(yīng)用在我們生活中日益增加，使我了解了一些關(guān)于機(jī)器人的知