北郵電子工藝實(shí)習(xí)報(bào)告迷宮車(chē)

1、電子工藝實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告院系：信息與通信工程學(xué)院班級(jí)：學(xué)號(hào)：老師：孫丹丹北京郵電大學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)名稱(chēng)電子工藝實(shí)習(xí)學(xué)院信息與通信工程學(xué)院學(xué)生姓名班 級(jí)學(xué)號(hào)實(shí)習(xí)時(shí)間2015/7/6-2015/7/16實(shí)習(xí)地點(diǎn)主樓710實(shí) 習(xí)容1. 了解和掌握常用電子器件的類(lèi)別、型號(hào)、規(guī)格、性能及簡(jiǎn)單測(cè)量等電子工藝知識(shí)和技能(7.677)2. 掌握手工焊接的工藝和技術(shù)(7.6-7.7)3. 了解發(fā)光二級(jí)管交替閃爍電路(7.8)4. 初步了解單片機(jī)相關(guān)知識(shí)及其開(kāi)發(fā)環(huán)境(7.8-7.9)5. 了解迷宮機(jī)器人的基本原理和焊接：進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的C51語(yǔ)言編程(7.9-7.10)6. 整機(jī)調(diào)試(7. 13-7. 15)學(xué)

2、生 實(shí)習(xí) 總結(jié)(實(shí)習(xí)任務(wù)要求、實(shí)習(xí)題目的設(shè)計(jì)思路及詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程、本人在實(shí)習(xí)項(xiàng)目 中的具體工作、實(shí)現(xiàn)功能及測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果、遇到的問(wèn)題及解決方法、心得 體會(huì)和總結(jié)、參考文獻(xiàn)、部分算法源程序等)(附頁(yè),不少于2000 字)遵照實(shí)習(xí)大綱并根據(jù)以下二方面按五級(jí)分制(優(yōu)秀 綜合評(píng)定成績(jī):1、思想品德、實(shí)習(xí)態(tài)度、實(shí)習(xí)紀(jì)律等2、技術(shù)業(yè)務(wù)考核、筆試、試、實(shí)阪操作等3、實(shí)習(xí)報(bào)告、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力實(shí)習(xí)評(píng)語(yǔ)：、良好、中等及格、不及格)實(shí)習(xí)成績(jī)：指導(dǎo)教師簽名：實(shí)習(xí)單位公童年月日一、任務(wù)要求此次實(shí)驗(yàn)共有三個(gè)部分焊接練習(xí)，基本交替閃爍電路焊接和 小車(chē)的制作與調(diào)試。學(xué)生要按照老師要求完成相關(guān)任務(wù)，并 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)收。二

3、、目的此次實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)焊接小車(chē)與調(diào)試小車(chē)，鍛煉學(xué)生的綜合能 力。其中包括：焊接能力練習(xí)，代碼編寫(xiě)，和綜合調(diào)試等。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該掌握基本的焊接技術(shù)，電路調(diào)試技 術(shù)和單片機(jī)開(kāi)發(fā)的基本能力。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 焊接1. 1焊接的基本知識(shí)1.2焊接工具及其使用方法1. 3焊接技巧及使用的焊接訓(xùn)練2. 簡(jiǎn)單的發(fā)光二極管交替閃爍電路2. 1電路原理圖3.1.1發(fā)光:極管交替閃爍電路原理圖2. 2材料清單原器件名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量編號(hào)電阻IkQ, 1/8W2RlS R351 k, 1/8W2R2> R4電容33 F/16V2CK C2三極管80502VTl. VT2發(fā)光二極管2LEDK LED2衣3

4、.1.1元器件清單2. 3焊接要求與實(shí)驗(yàn)心得一、焊接要求先將電路布局規(guī)劃好，然后按照一立順序?qū)㈦娐贩謮K安裝，再后固左原件，最后用 搭焊的方法焊接導(dǎo)線(xiàn)連接原件。二、焊接心得在進(jìn)行這次焊接之前我們已經(jīng)進(jìn)行了兩天的焊接訓(xùn)練,學(xué)習(xí)了基本的焊接方法和焊 接技巧，所以在在進(jìn)行焊接時(shí)并沒(méi)有遇到什么困難。但是焊接時(shí)由于把導(dǎo)線(xiàn)頭留的 過(guò)長(zhǎng)，對(duì)整體焊接產(chǎn)生了一泄影響，好在我們組成員合作較好，趕在上午下課之前 完成了焊接和驗(yàn)收。通過(guò)這次焊接，我意識(shí)到焊接練習(xí)與實(shí)際焊接電路的區(qū)別，并 且初步收獲了焊接電路的一些使用技巧。實(shí)際效果圖：正面:反而:3. 迷宮小車(chē)的安裝與調(diào)試3.1分部原理圖$=_Lil1PUtIJIrn?

5、pp;?ro:p «.106IH)TIUKTALlXT*I JMT Es” Ffcuro,OMM Pcl.IEHl3M HMAtH IKKgi¾i>q PO¼CM POJMD-T“血屜。i.l/TailJPl jToPSJJnvTl91nFSJn I PA.T p> SFPlefr2P.12U.FlJHJr4PiS *i a PIj 20ViAKAJDklriJ:FJJJLQ JArI M2 P2JMt3M %r4 Z W L 39 P24單片機(jī)P3-iV114InKIO驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路> yr* UM>&OXDCattD&am

6、p;UO8BLnflDIKCA IO£-4 Ilc T I,J.rrTw ,<6位7段數(shù)碼管LED和按鍵端口Il串口電平轉(zhuǎn)換4. H*4 HUr 4T-IlMlv 4i外部接口電路電源模塊3. 2材料清單3、智能測(cè)速小車(chē)材料清單編號(hào)元黯件SlSl編號(hào)數(shù)St13；PFAft石龜容厶20版熱片220IIF力ft石電春621單莽 fl40Pin13!QuF25V 解電容12240Pin IC 產(chǎn)14IooUF/16W電解電甞423L298N/電機(jī)驅(qū)動(dòng)茁片151K IrtWZiKK 電明Il24IKOOM二極管86IOKy IMwiKKt RI1025IOite17IQK/?"

7、;電用莽126電機(jī)崛了2SIK電他器127小豐電辟板1蜂嗚爲(wèi)I28TT女軸龜機(jī)2LOLED佃示燈329車(chē)輪2LI<>位丁段 Itlm130小車(chē)萬(wàn)向輪112S855ONP三極管73111312MHZzigi 體132電申L固定套件1L4USBB壁磯抽件133IJSB 電澹線(xiàn)（USBB）1L5微動(dòng)幵關(guān)3USB下製喪塊1L6fl圖開(kāi)關(guān)I帶開(kāi)關(guān)幅1352L7電MT136去曲尼龍柱618STC9OC52RC*n 片機(jī)137岡頭嫖約M3%nun1219LMlll7-5.00JDO 電擦1Jg沉頭媒紉M3%mm23. 3方案設(shè)計(jì)傳感器：方案一、利用超聲波傳感器利用超聲波傳感器來(lái)探測(cè)障礙物的有無(wú)和

8、距離，并根據(jù)距離做岀相應(yīng)的規(guī)避動(dòng)作。 優(yōu)點(diǎn)：探測(cè)精準(zhǔn)，且可以設(shè)定不同的探測(cè)距離。缺點(diǎn)：價(jià)格較高，編程較復(fù)雜。方案二、利用紅外線(xiàn)傳感器利用紅外線(xiàn)接收頭來(lái)測(cè)泄障礙的有無(wú)優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，易于分析缺點(diǎn)：精度偏低方案選擇：比較以上方案，我們從各個(gè)方面考慮，紅外線(xiàn)可滿(mǎn)足基本的測(cè)量要求且價(jià)格便宜，易 于分析，所以選定使用紅外線(xiàn)傳感器。3. 4迷宮算法部分：目前主流的算法共有四種：1. 靠左或者靠右算法一直沿左墻壁（右墻壁）走，左邊（右邊）有墻時(shí)一直沿左邊墻壁（右墻壁）前進(jìn)，當(dāng)左邊 （右邊）沒(méi)有墻時(shí)左（右）轉(zhuǎn)，然后繼續(xù)靠左邊墻壁（右墻壁）運(yùn)行。該算法用于最簡(jiǎn)單的 迷宮走法。如圖所示，其中虛線(xiàn)表示小車(chē)前進(jìn)的路線(xiàn)

9、。弊端分析：按照該算法，小車(chē)在走第二遍迷宮的時(shí)候，町以一次性的走出迷宮，但是這條逍路不一定是最短的道 路：如果迷宮木身存在“孤島S那么小車(chē)很有可能走不出迷宮。如圖：孤島示意圖2. 靠前算法一直沿著前方道路前行（前方?jīng)]有任何障礙時(shí)一直前進(jìn)）當(dāng)前邊沒(méi)有墻時(shí)判斷左邊，左邊沒(méi)墻左轉(zhuǎn)， 左邊有墻則判斷右邊。然后重復(fù)該循壞。該算法使用丁最簡(jiǎn)單的迷宮走法。（此為優(yōu)先左轉(zhuǎn)，若先判 斷右邊障礙則為優(yōu)先右轉(zhuǎn)。算法流程:弊端分析：該算法只適用于簡(jiǎn)單迷宮，且控制不容易操作。3. 洪水（泛洪）算法使用256 B額外內(nèi)存，會(huì)大幅提高性能。該算法比一般迷宮算法的有效率高2050倍。 同時(shí)可以在內(nèi)存中建立一個(gè)區(qū)域，與實(shí)際中的

10、迷宮格數(shù)一一對(duì)應(yīng)。在實(shí)際使用時(shí)算法并 不太復(fù)雜。該額外內(nèi)存區(qū)域稱(chēng)為“浪頭”，它將體現(xiàn)在內(nèi)存區(qū)域的實(shí)際狀況中如圖9所 示。當(dāng)迷宮被淹沒(méi)的時(shí)候，一個(gè)波浪的前頭從目標(biāo)格向外擴(kuò)展。在內(nèi)存區(qū)域中這種單元 格是惟一需要處理的，當(dāng)浪頭到達(dá)開(kāi)始的單元格子，機(jī)器人已經(jīng)被淹沒(méi)。通常來(lái)說(shuō)，開(kāi) 始的單元格可以是任何一個(gè)格子。但是為了方便起見(jiàn)，把開(kāi)始點(diǎn)設(shè)在迷宮的第一個(gè)單元 格，終點(diǎn)任意。反過(guò)來(lái)也可以把出口放在第一個(gè)單元格，把開(kāi)始點(diǎn)設(shè)在中間或希望的位 置。一旦到達(dá)了起點(diǎn)即搜索完成，最短的路徑可以使機(jī)器老鼠移動(dòng)到周?chē)母褡又袛?shù)值 比較小的那個(gè)格子去，依次類(lèi)推機(jī)器老鼠就能走到終點(diǎn)。Vr鳥(niǎo)厶記所有和H Q浪頭熾近 /或書(shū)可到達(dá)

11、的格梅記它們并把 它們劃加到異處肆 的內(nèi)存叭列吧左帙標(biāo)詁和用距 離儀檸的單元 格再邢同樣的 掙崔將它的鄰內(nèi)矗區(qū)域中去當(dāng)“浪頭-鳳創(chuàng)壁 血箜處理的敏元 樓W 分加處 護(hù)元格泉向的 內(nèi)容用它們到開(kāi)始涯頭向誓足點(diǎn)S丈 卄貝貌歷過(guò)的Ift子 被及上/AGrtitt到 站該科的學(xué)m洪水算法2Ct/ISll算法分析：該算法理論上可以走任何迷宮，且具有記憶學(xué)習(xí)功能在第二次行走時(shí)可走最 短路線(xiàn)。但是該算法對(duì)單片機(jī)要求較高，且對(duì)轉(zhuǎn)向控制具有較髙要求C4.輔路算法在內(nèi)存中建立一個(gè)區(qū)域與實(shí)際中的迷宮格數(shù)一一對(duì)應(yīng)，并將所有走過(guò)的路進(jìn)行記憶，如 果發(fā)現(xiàn)前方是死胡同或走過(guò)的路就轉(zhuǎn)回前一個(gè)岔道口：在行走過(guò)程中遇岔道口默認(rèn)靠

12、 左。因?yàn)橛辛擞洃浌δ埽涂梢宰叩诙樗惴ǚ治觯哼\(yùn)用該算法可以定復(fù)雜的迷宮，不存在上不出來(lái)的問(wèn)題。對(duì)單片機(jī)和編程的難度大大增 髙，不適合本次實(shí)驗(yàn)的要求。方案確定：綜合比較以上算法，我們發(fā)現(xiàn)靠左(靠右)算法可以滿(mǎn)足本次實(shí)驗(yàn)要求，且對(duì)控制要求 較低，所以我們選用靠左(靠右)算法。3.5迷宮車(chē)控制系統(tǒng)的綜合確定設(shè)計(jì)方案迷宮車(chē)由墻壁傳感器、單片機(jī)控制板、動(dòng)力系統(tǒng)組成。控制電路主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)接口電路，電源電路和傳感器電路組成。控制框圖 如圖所示。(1)選用三個(gè)紅外線(xiàn)傳感器，通過(guò)發(fā)光二極管發(fā)岀紅外線(xiàn)，若有障礙物在前方，紅外線(xiàn)會(huì) 被反射回來(lái)，彼感光三極管接收，單片機(jī)程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行比較處理，按設(shè)泄

13、的動(dòng)作要求 向后輪的兩個(gè)電機(jī)發(fā)出控制命令，控制小車(chē)行進(jìn)。(2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用90C52單片機(jī)，通過(guò)L298芯片來(lái)控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作。90C52 根據(jù)紅外傳感器對(duì)外界進(jìn)行探測(cè)后反饋回來(lái)的信號(hào)，選用靠右算法，判立迷宮車(chē)行進(jìn)方 向，分別向左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出控制指令，該信號(hào)經(jīng)L298N芯片驅(qū)動(dòng)后，直接控制相 應(yīng)電機(jī)動(dòng)作，使迷宮車(chē)按既怎動(dòng)作進(jìn)行前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向。軟件設(shè)計(jì)(靠右)算法思路：轉(zhuǎn)向控制現(xiàn)在通用的轉(zhuǎn)向控制思路有兩種：1.一步到位2.逐步積累到相應(yīng)角度。兩種方法各有利 弊。在本次實(shí)驗(yàn)中，一步到位的弊端在于對(duì)精度要求較高，不易調(diào)節(jié)，易撞墻：好處是轉(zhuǎn)向 速度快，啟動(dòng)快。采用積累的方法可以降低對(duì)精

14、度的要求，且撞墻幾率??；但是這種方法轉(zhuǎn) 向較慢，速度上處于劣勢(shì)。在此次實(shí)驗(yàn)中，我們對(duì)兩種方法對(duì)進(jìn)行了相應(yīng)測(cè)試，經(jīng)過(guò)比較各 個(gè)方而的優(yōu)缺點(diǎn)，我們最終選擇一步到位的方法。雖然最后由于電量原因，小車(chē)多次撞墻, 時(shí)間大大增加：但小車(chē)都成功走出迷宮，結(jié)果在可接受的范圍內(nèi)。外殼裝飾此次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)要求所有小車(chē)必須在有外觀的情況下龍出迷宮。通過(guò)觀察小車(chē)外形及實(shí)際 行走情況，我們確左的最終方案。首先，在小車(chē)上方固左一塊與電路板同樣大小的平面。然 后在這個(gè)平面上就可以很方便地鋪裝各種裝飾，這種方法靈活度大，且固左牢靠。小車(chē)行走代碼：StOP ()/停止qianjin() 前進(jìn) INl=O;INl=O;IN2二0;

15、IN2=1;IN3=0;1X3=1;IN4=0;IN4二0;houtui O/后退youzhuan O/右轉(zhuǎn)INl=I;IN2二0;IN3二0;IN4=1;ZUOZhUan O/左轉(zhuǎn)INl=O;IN2=1;IN3二0;IN4=1;INl=I;IN2=0;IN3=1;1X4=0;/Delay-ms(60);round 0/后轉(zhuǎn)INl=I;IN2=0;1X3=1;174二0;/Delayms(120);*延時(shí)代碼：VOid DeIay-ms (Uint xms)/延時(shí)程序Uint i, j; for(i=xms;i>0;i-) for(j=115;j>0;j-);光電檢測(cè)程序：WhiI

16、e (1)QianjinO ；if(you=l)QianjinO ； DeIay-ms(200); StOPo ;DeIay-ms(5); youzhuan 0;Delay-ms(200);StOPo ；Delay_ms (5);QianjinO ；Delay-ms(380);elseif(zhong=l)Qianjino ；elseif (zuo0)ZUOZhUan O;Delay-ms(200);StOPo ；Delay-ms(10); /qianjin(); /Delay-ms(50);StOP O ;DeIay-ms(10);Qianjino ；DeIay-ms(410); elseQ

17、ianjino ；Delay-ms(200);StOPo ；Delay-ms(10);ZUOZhUan O;Delay-ms(190);3. 6系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試問(wèn)題及解決方法：1. 小車(chē)的外殼及輪子是純手工安裝的，精度不是很高，小車(chē)在行駛過(guò)程中不能一直走直線(xiàn)， 很容易發(fā)生擦墻事故，影響小車(chē)走迷宮。我們使用兩種方法來(lái)解決問(wèn)題。第一種方法是在落 后的輪子上纏繞膠帶：第二種方法是通過(guò)更改小車(chē)的行走代碼。2. 小車(chē)經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎角度不夠或者轉(zhuǎn)過(guò)了的情況，需要通過(guò)多次長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，調(diào)整delay 的參數(shù)進(jìn)行效準(zhǔn)。有時(shí)電量不足或者剛更換的新電池也會(huì)影響到小車(chē)的轉(zhuǎn)彎角度，需要仔細(xì) 觀察控制小車(chē)的電量，及時(shí)更換電

18、池。3. 在調(diào)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前方有障礙時(shí)，由于電池放置位苣使小車(chē)前而太重的原因，小車(chē) 總是出現(xiàn)“點(diǎn)頭”的現(xiàn)象，為克服這種現(xiàn)象，在小車(chē)的后而增加了裝飾物，在增加小車(chē)美觀 度的同時(shí)盡量使全車(chē)的重量趨于平衡。實(shí)驗(yàn)心得:在這次實(shí)驗(yàn)中，代碼的編寫(xiě)和調(diào)試主要由我完成，電路的焊接和外包裝的設(shè)汁制作由我和韓 晨陽(yáng)同學(xué)共同完成。焊接時(shí)并沒(méi)有多大障礙，焊錯(cuò)一個(gè)原件之后，簡(jiǎn)單處理一下便解決了問(wèn) 題：不過(guò)由于焊盤(pán)太小，實(shí)際焊接時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)短路的情況，對(duì)于這種情況我們把洛鐵頭磨尖 解決了問(wèn)題。理論代碼編寫(xiě)在此次實(shí)驗(yàn)中也并不難，這主要是由于賽道簡(jiǎn)單，所遇情況較少 決定的；而且此次實(shí)驗(yàn)大家采用的大都是相對(duì)簡(jiǎn)單的靠左或者靠

19、右算法也可共同思考。此次 實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)是調(diào)試部分。調(diào)試過(guò)程中傳感器的凋試，直線(xiàn)行走的調(diào)試，和轉(zhuǎn)彎角度的調(diào)試都 是十分麻煩的。而且由于所用器材有限，并不能采用控制步數(shù)或者轉(zhuǎn)彎距離等方式控制角度, 也不能利用反饋調(diào)節(jié)直線(xiàn)，使機(jī)器調(diào)整十分費(fèi)心。而且由于電量變化的原因，所有的參數(shù)必 須時(shí)刻調(diào)整。最后，我們調(diào)出了較成功的代碼。雖然最后由于電量不足出現(xiàn)一些問(wèn)題，但我 們?nèi)耘f對(duì)我們的付出與收獲感到滿(mǎn)足。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)我感覺(jué)收獲了很多東西。首先，我認(rèn)識(shí)到合作的重要性，此次實(shí)驗(yàn)中很多部分 都需要兩個(gè)人同時(shí)動(dòng)手，兩個(gè)人的交流至關(guān)重要。其次，我的耐心得到了增強(qiáng)。在本次實(shí)驗(yàn) 中，代碼調(diào)試比較費(fèi)時(shí)。在做這部分時(shí)，一個(gè)平和的

20、心態(tài)很重要，在多次調(diào)試均不成功的情 況下必須調(diào)整心態(tài)，靜下心繼續(xù)工作。最后，在別的同學(xué)那收益頗豐。代碼編寫(xiě)時(shí)，我們想 岀來(lái)很多種代碼，及各種情況的處理解決方法：借鑒別人的思路可以幫助自己寫(xiě)出更加高效 的代碼。在這，我還想對(duì)實(shí)驗(yàn)課提岀一些建議。增加元器件的種類(lèi)數(shù)，我認(rèn)為較多的原件種類(lèi)可以給 我們更多的訓(xùn)練，解決問(wèn)題也會(huì)更好。小車(chē)焊接圖:小車(chē)完整代碼：#include<reg51 h>houtui O/后退include <intrins h>INl=I;#define UChar UnSigned CharIN2=0;#define Uint UnSigned intIN3=0;Sbit INI=Pr3; /右輪IN4=1;Sbit IN2=P5;Sbit IN3=P2; 左輪ZUOZhUan O/左轉(zhuǎn)Sbit IN4=P10;Sbit ZUO=P3 6;INl=O;IN2=1;Sbit ZhOng=P3*7;IN3=0;Sbit you=P35;IN4=1;VOid DeIay-ms