光机电一体化实验报告

光机电一体化实验报告

法学院张品 2012301550041

实训目的：

1、接触型传感器作为输入反馈与C51单片机的编程实现。

2、编程使机器人基于胡须导航，条件判断语句的嵌套与机器人的人工智能

决策的编程使机器人逃离进入墙角死区。

实验设备：

(1) 胡须状金属丝2根；

(2) 平头M3x22盘头螺钉2个；

(3) 13mm圆形立柱2个；

(4) M3尼龙垫圈2个；

(5) 3-pin公-公接头2个；

(6) 220Ω电阻2个；

(7) 10kΩ电阻2个。

工作原理：

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°。

程序编制：

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。

#include

#include

int P1_4state(void）

return (P1&0x10)?1:0; }

int P1_7state(void) {

return (P2&0x80)?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 i;

for(i=1;i<=19;i++) {

P1_1=1;

delay_nus(1300);

P1_1=0;

P1_0=1;

delay_nus(1300);

P1_0=0;

delay_nms(20);

}

}

void Right_Turn(void) {

int i;

for(i=1;i<=19;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 i;

for(i=1;i<=38;i++)

{

P1_1=1;

delay_nus(1300);

P1_1=0; P1_0=1;

delay_nus(1700);

P1_0=0;

delay_nms(20);

}

}

int main(void)

{

int counter=1;

int old2=1;

int old3=0;

uart_Init();

printf("Program Running!\n");

while(1)

{

if(P1_4state()!=P1_7state())

{

if((old2!=P1_4state())&&(old3!=P1_7state()))

{

counter=counter+1; old2=P1_4state(); old3=P1_7state(); if(counter >4)

{

counter=1;

Backward();//向后

Left_Turn();//向左

Left_Turn();//向左

}

}

else

counter=1;

}

if((P1_4state()==0)&&(P1_7state()==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(P1_7state()==0) //左胡须碰到

{

Backward();//向后

Right_Turn();//向右

}

else //胡须没有碰到

Forward();//向前

}

}

思考题：逃离死区

当机器人进入墙脚是如何动作？假设左胡须触墙，于是它右转。当小车再向前行走，右胡须触墙，于是左转。然后它前进又会碰到左墙，再次碰到右墙，这样小车会进入死循环。小车能在无人干预的情况下走出困境吗？

在这种情况下，如果小车有记忆的能力，能够记住前面几次探测的情况，那么就可以判断是否进入死角了。

可以修改RoamingWithWhiskers.c来解决这个问题。技巧是记下胡须交替触动的总次数。技巧重要的一点是程序必须记住每个胡须在上次触动时处于什么状态。它必须和当前触动时的状态对比。如果状态相反，就在总数上加一。如果这个总数超过了程序中预先给定的阀值，那么就该做一个U型转弯，并且把胡须交替计数器复位。

ifondition1)

{

cmmands for condition1:

ifondition2)

{

commands for both condition and condition:

}

else

{commands for condition1 but not condition2:

}

else

{

Commands for not condition1:

}

If(p1_5state()!=p2_3state())

{

If((old2!=p1_5state())&&(old3!=p3_3state()))

counter=counter+1:

old2=p1_5state:

ols3=p2_3state:

if(counter>4)

{

Counter=1:

Backward();//向后

Left_Turn();//向左

Left_Turn();//向左

}

}

else

Counter=1

}

实验心得：

我们小组一共是三个人，所以每个人的任务比较多。因为我对编程不熟悉，所以这个任务交给了其余两个人，我只负责机器人的组装和使用，其余两人负责编程和调试。虽然我们是按照书上的步骤来的，但实际中还是有很多问题，最明显的就是程序的调试，经常出现没有预想到的问题，仔细检查后才发现是编程时的不细心导致的。同时机器人也可能出现一些硬件问题，这个需要自己仔细检查。通过这次试验，让我了解到了智能机器人在现代社会中的意义。器人的广泛应用将极大促进社会生产力的发展与产业结构的调整。同时也了解到单片机在生活中的广泛应用，单片机已经渗透到社会中的各个领域。对于我自身来说，这些试验让我认识到团队合作的重要性，工作中一定要学会合理分工协作，同时各种细节也要注意到，细往往决定成败。