1、机器人课程结课总结报告汇编 课程结课总结报告课程名称： 机器人的制作 实验一 基于arduino控制器的轮式机器人循迹避障功能设计实验二 应变式传感器电子秤实验实验三 基于C51单片机控制器的轮式机器人电机控制系统实验四 基于ARM控制器的博创平台轮式机器人循迹避障功能实现实验五 摄像头实现轮式机器人循迹功能的应用实验六 应用卓越联盟实验室设备进行设计和实现作品说明 指导教师 许晓飞 系 别 机电工程学院 专 业 机械电子工程 学生姓名 邓银涛 班级/学号 机电1401/2014010339 成 绩 实验一 基于ardunio控制器的轮式机器人循迹避障功能设计实验目的1.了解ardunio平台
2、，并熟练使用此软件完成小车的各种活动2.了解HC-SR04超声波测距模块的原理，并且熟练使用此模块作为小车的传感器进行工作3.了解并且熟悉红外线传感器循迹原理实验器材：Adrunio软件，超声波传感器，红外线传感器，导线，底板，电机，电池，单片机等实验内容：1.将硬件组装成小车，即轮式机器人2.利用ardunio使小车完成循迹功能步骤：（1）写好后缀为.txt的c语言循迹文件 （2）将文件导入单片机中 （3）根据具体路况，运行并且进行调试红外线传感器的灵敏程度3.利用ardunio使小车完成避障功能步骤：（1）写好后缀为.txt的c语言避障文件 （2）将文件导入单片机中 （3）运行并且进行调试
3、小车躲避障碍物的距离实验程序1.循迹程序：小车循迹程序思路图#include int Left_motor_back=8; /左电机后退(IN1)int Left_motor_go=9; /左电机前进(IN2)int Right_motor_go=10; / 右电机前进(IN3)int Right_motor_back=11; / 右电机后退(IN4)int key=7;/定义按键 数字7 接口const int SensorRight = 3; /右循迹红外传感器(P3.2 OUT1)const int SensorLeft = 4; /左循迹红外传感器(P3.3 OUT2)int SL;
4、/左循迹红外传感器状态int SR; /右循迹红外传感器状态void setup() /初始化电机驱动IO为输出方式 pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); / PIN 8 (PWM) pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); / PIN 9 (PWM) pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);/ PIN 10 (PWM) pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);/ PIN 11 (PWM) pinMode(key,INPUT);/定义按键接口为输入接口 pinMode(SensorRight, IN
5、PUT); /定义右循迹红外传感器为输入 pinMode(SensorLeft, INPUT); /定义左循迹红外传感器为输入void run(int time) / 前进void run() digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); / 右电机前进 digitalWrite(Right_motor_back,LOW); analogWrite(Right_motor_go,255);/PWM比例0255调速 analogWrite(Right_motor_back,0); digitalWrite(Left_motor_go,HIGH); / 左电机前进 digi
6、talWrite(Left_motor_back,LOW); analogWrite(Left_motor_go,255);/PWM比例0255调速 analogWrite(Left_motor_back,0); /delay(time * 50); /执行时间，可以调整 /void left(int time) /左转(左轮不动，右轮前进)void left() digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); / 右电机前进 digitalWrite(Right_motor_back,LOW); analogWrite(Right_motor_go,200); anal
7、ogWrite(Right_motor_back,0);/PWM比例0255调速 digitalWrite(Left_motor_go,LOW); /左轮后退 digitalWrite(Left_motor_back,LOW); analogWrite(Left_motor_go,0); analogWrite(Left_motor_back,100);/PWM比例0255调速 /delay(time * 50); /执行时间，可以调整 void right(int time) /右转(右轮不动，左轮前进)void right() digitalWrite(Right_motor_go,LOW
8、); /右电机后退 digitalWrite(Right_motor_back,LOW); analogWrite(Right_motor_go,0); analogWrite(Right_motor_back,100);/PWM比例0255调速 digitalWrite2.避障程序：char L1 = 9 ; / zhengchar L2 = 8 ;char R1 = 10 ; / zhengchar R2 = 11 ;int echopin = 13 ; int trigpin = 12 ; void setup ( ) /初始化动作的区块，定义串行端口和脚位 pinMode ( echo
9、pin , INPUT ) ; / pwm pinMode ( trigpin , OUTPUT ) ; void loop ( )/版子重复执行动作的区块 int currDist ; long randnumber ; currDist = MeasureDistance ( ) ; / 读取前端距离 delay ( 5 ) ; if ( currDist 10 ) straight( ); if ( currDist 5 ) back ( ); delay ( 1000 ); turnright ( ); delay ( 800 ); else back ( ) ; delay ( 10
10、00 ) ; turnleft ( ) ; delay ( 800 ) ; int MeasureDistance ( ) digitalWrite ( trigpin , LOW ) ; delay ( 2 ) ; digitalWrite ( trigpin , HIGH ) ; delay ( 10 ) ; digitalWrite ( trigpin , LOW ) ; int distance = pulseIn ( echopin , HIGH ) ; distance = distance / 58.0 ; / 计算距离 344 * 100 / 1000000 * pulseIn
11、 ( ) / 2 delay ( 60 ) ; / 循环间隔60uS return ( distance ) ; void straight ( ) analogWrite ( L1 ,100 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( L2 ,0 ) ; analogWrite ( R1 , 100 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( R2 , 0 ) ;void turnright ( ) analogWrite ( L1 ,100 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( L2 ,0 )
12、; analogWrite ( R1 ,0 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( R2 ,0 ) ; void turnleft ( ) analogWrite ( L1 , 0 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( L2 , 0 ) ; analogWrite ( R1 , 100 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( R2 , 0 ) ; void back() analogWrite ( L1 , 0 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( L2
13、, 100) ; analogWrite ( R1 , 0 ) ; / 255 0 zhengzhuan analogWrite ( R2 , 100 ) ; 实验过程中遇到的问题及解决办法循迹中：1.电机速度差异控制：发现左右轮写入同一数值时，小车行进方向偏离直线，对左右两轮写入不同数值，多次测试，指导左右轮速度相等。2.电机驱动器给arduino供电出现问题，改用充电宝给arduino供电，直接从gnd和5v输出脚给电机驱动器供电 3.一个电机有两根信号输入线，一根控制正转，一根控制反转。两个轮子一起测转地眼晕，容易出错。避障中：1.超声装置避障距离的确定将HC-SR04超声波避障程序中数
14、值改短，提高避障灵敏性2.硬件的安装：超声装置无法固定曾尝试过用胶带，废旧车轮等但不理想，并未得到很好的解决实验结果小车可以成功的进行循迹和避障 实验二 电子秤实验一 单臂实验数据处理源码： axis(0 200 0 50)coords=0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200;0 2.8 5.1 7.5 9.9 12.4 14.8 17.2 19.6 22.0 24.6 gridholdplot(coords(1,:),coords(2,:),*)x=coords(1,:) y=coords(2,:) b=size(coords)c=ones(1,b(2)
15、MT=c;x M=MT f=inv(MT*M)*MT*y y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1) x=-max(x)：max(x) y=f(1)+f(2)*x mistake=max(x-y)/(max(y)-min(y); fprintf(电阻传感器的系数灵敏度S=%5.3f%n,abs(f(2) fprintf(非线性误差f=%5.3f%n,mistake) plot(x,y,-)xlabel(x/g)ylabel(V/mv)title(单臂实验)legend(y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1)Matlab处理结果电阻传感器的系数灵敏度S
16、=0.122%非线性误差f=3.607%半桥实验源码：axis(0 200 0 50)coords=0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200;0 4.0 8.8 13.7 18.6 23.5 18.4 33.2 38.2 43.1 47.9 gridholdplot(coords(1,:),coords(2,:),*)x=coords(1,:) y=coords(2,:) b=size(coords)c=ones(1,b(2) MT=c;x M=MT f=inv(MT*M)*MT*y y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1) x=-max
17、(x)：max(x) y=f(1)+f(2)*x mistake=max(x-y)/(max(y)-min(y); fprintf(电阻传感器的系数灵敏度S=%5.3f%n,abs(f(2) fprintf(非线性误差f=%5.3f%n,mistake) plot(x,y,-)xlabel(x/g)ylabel(V/mv)title(半桥实验)legend(y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1)Matlab处理结果电阻传感器的系数灵敏度S=0.238%非线性误差f=1.615%全桥实验源码：axis(0 200 0 100)coords=0 20 40 60 80 10
18、0 120 140 160 180 200; 0 7.4 15.3 23.1 30.9 38.8 46.7 54.6 62.6 70.5 78.4 gridholdplot(coords(1,:),coords(2,:),*)x=coords(1,:) y=coords(2,:) b=size(coords)c=ones(1,b(2) MT=c;x M=MT f=inv(MT*M)*MT*y y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1) x=-max(x)：max(x) y=f(1)+f(2)*x mistake=max(x-y)/(max(y)-min(y); fprint
19、f(电阻传感器的系数灵敏度S=%5.3f%n,abs(f(2) fprintf(非线性误差f=%5.3f%n,mistake) plot(x,y,-)xlabel(x/g)ylabel(V/mv)title(全桥实验)legend(y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1)Matlab数据处理电阻传感器的系数灵敏度S=0.393%非线性误差f=0.774%实验三 基于C51单片机控制器的轮式机器人电机控制系统实验目的了解PWM波控制电机的原理。基于C51单片机利用PWM波控制电机。实验器材C51单片机、L298N驱动芯片、直流电机、杜邦线、普通导线、keil软件、STC下载
20、器、示波器实验内容用keil新建一个“.c”文件，编写程序并对程序进行调试。将程序烧录进单片机内。进行硬件连接C51引脚如图所示：L298N引脚如图所示：用单片通过P1.0、P1.1和L298的第一对输入端IN1和IN2相连，然后又L298的第一对输出端OUT1和OUT2与直流电机相连；单片通过P1.5、P1.6和L298的第二对输入端IN3和IN4相连，然后又L298的第二对输出端OUT3和OUT4与直流电机相连。给单片机上电。用示波器观察波形。程序内容1、PWM波控制电机启动#include reg51.h#include intrins.h#define FOSC 11059200Lty
21、pedef unsigned char BYTE;typedef unsigned int WORD;void delay_ms(int x);/*Declare SFR associated with the PCA */sfr CCON = 0xD8; /PCA control registersbit CCF0 = CCON0; /PCA module-0 interrupt flagsbit CCF1 = CCON1; /PCA module-1 interrupt flagsbit CR = CCON6; /PCA timer run control bitsbit CF = CCO
22、N7; /PCA timer overflow flagsfr CMOD = 0xD9; /PCA mode registersfr CL = 0xE9; /PCA base timer LOWsfr CH = 0xF9; /PCA base timer HIGHsfr CCAPM0 = 0xDA; /PCA module-0 mode registersfr CCAP0L = 0xEA; /PCA module-0 capture register LOWsfr CCAP0H = 0xFA; /PCA module-0 capture register HIGHsfr CCAPM1 = 0x
23、DB; /PCA module-1 mode registersfr CCAP1L = 0xEB; /PCA module-1 capture register LOWsfr CCAP1H = 0xFB; /PCA module-1 capture register HIGHsfr PCAPWM0 = 0xf2;sfr PCAPWM1 = 0xf3;sbit IN1=P10; sbit IN2 = P11;sbit IN3=P15; sbit IN4 = P16;void main() CCON = 0; /Initial PCA control re CL = 0; /Reset PCA b
24、ase timer CH = 0; CMOD = 0x02; /Set PCA timer clock source as Fosc/2CR = 1; /PCA timer start runwhile(1) int i; IN1=0; IN2=1; IN3=0; IN4=1; for(i=100;i=0;i-) CCAP0H = CCAP0L =i; /PWM0 port output 50% duty cycle square wave CCAPM0 = 0x42; /PCA module-0 work in 8-bit PWM mode and no PCA interrupt CCAP
25、1H = CCAP1L = i; CCAPM1 = 0x42; delay_ms(100); for(i=0;i=0;i-) CCAP0H = CCAP0L =i; /PWM0 port output 50% duty cycle square wave CCAPM0 = 0x42; /PCA module-0 work in 8-bit PWM mode and no PCA interrupt CCAP1H = CCAP1L = i; CCAPM1 = 0x42; delay_ms(100); for(i=0;i0;x-) for(y=0;y1000;y+);控制方向#include re
26、g51.h#include intrins.h#define FOSC 11059200Ltypedef unsigned char BYTE;typedef unsigned int WORD;sbit IN1 = P10;sbit IN2 = P11;void main() IN1=0;IN2=1;PWM波对电机调速#include reg51.h#include intrins.h#define FOSC 11059200Ltypedef unsigned char BYTE;typedef unsigned int WORD;/*Declare SFR associated with
27、the PCA */sfr CCON = 0xD8; /PCA control registersbit CCF0 = CCON0; /PCA module-0 interrupt flagsbit CCF1 = CCON1; /PCA module-1 interrupt flagsbit CR = CCON6; /PCA timer run control bitsbit CF = CCON7; /PCA timer overflow flagsfr CMOD = 0xD9; /PCA mode registersfr CL = 0xE9; /PCA base timer LOWsfr CH = 0xF9; /PCA base timer HIGHsfr CCAPM0 = 0xDA; /PCA module-0 mode registersfr CCAP0L = 0xEA; /PCA module-0 capture register LO
