C51單片機應(yīng)用與C語言程序設(shè)計(第4版)-基于機器人工程對象的項目實踐 課件 ch10 機器人循線競賽

第10講機器人循線競賽“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材

工作導(dǎo)向創(chuàng)新實踐教材程序設(shè)計(第4版)本講使用的QTI(QuickTrackInfrared)傳感器如圖10-2所示。任務(wù)1QTIl傳感器及其通信接口QTI傳感器的引腳如圖10-3所示，將傳感器上的光電管面對你擺放的時候，如圖10-3(a)所示，從上到下3個引腳依次為GND、VCC、SIG；其背面有具體的標(biāo)記，如圖10-3(b)所示。本講所用QTI傳感器的性能參數(shù)如下：●工作溫度：-40～85℃；●工作電壓：5V；●連續(xù)電流：50mA；●功耗：100mW。

具體定義如下：●GND：電源地線；●VCC：5V直流電源；●SIG：信號輸出。首先

將4個QTI傳感器分別用M3螺釘固定到開槽桿件上，具體的固定方式如圖10-4所示。其次

將QTI傳感器安裝模組固定到機器人前端，具體方式如圖10-5所示。接著

然后用套件中附帶的3PIN杜邦線和3PIN插針將QTI傳感器的引腳連接到機器人的教學(xué)板上。最后

QTI傳感器輸出接口與教學(xué)板的連接如圖10-6所示。任務(wù)2安裝QTI傳感器到機器人前端任務(wù)3編寫QTl傳感器的測試程序（1）讀取每個QTI傳感器引腳的電平；連接好電路以后，我們要編寫一個測試程序，以檢查各個QTI傳感器是否連接正確，并能夠正常工作。參考“胡須”傳感器測試程序和紅外傳感器測試程序，編寫QTI傳感器測試程序，實現(xiàn)如下功能：連接好電路以后，我們要編寫一個測試程序，以檢查各個QTI傳感器是否連接正確，并能夠正常工作。參考“胡須”傳感器測試程序和紅外傳感器測試程序，編寫QTI傳感器測試程序，實現(xiàn)如下功能：（2）將讀取的結(jié)果通過串口送至PC進(jìn)行顯示。Test4QTI.c是如何工作的程序首先進(jìn)行串口初始化，然后將P07、P06、P05和P04的I/O口的狀態(tài)送入串口，這里的左中右是按照機器人本身的方向確定的。此時若已經(jīng)將機器人與PC的串口連接，打開串口調(diào)試工具，便可以在軟件界面看到如圖10-7所示的畫面。任務(wù)4設(shè)計算法實現(xiàn)機器人無接觸傳感器游中國RobotTourChina.c是如何工作的在程序開始處先定義3個全局變量，作為機器人3種典型動作的變量。intright90Steps=4intleft90Steps=48intUTurnSteps=48，//右轉(zhuǎn)90°的脈沖數(shù)//左轉(zhuǎn)90°的脈沖數(shù)//180°掉頭的脈沖數(shù)20%30%40%50%首先

將RobotTourChina.c輸入計算機中保存起來，并創(chuàng)建工程將其加入，編譯、連接生成HEX文件。然后

應(yīng)用Progisp單片機下載編程軟件，將HEX可執(zhí)行文件下載到單片機上。接著

下載時要先將連接到P16和P17上的QTI傳感器插針斷開，才能正常下載。最后

下載完成后就可以調(diào)試機器人了。任務(wù)4設(shè)計算法實現(xiàn)機器人無接觸傳感器游中國執(zhí)行調(diào)試檢測4個QTI傳感器的返回值。根據(jù)4個QTI傳感器的返回值決定機器人的運動方式。不斷重復(fù)步驟(1)和步驟(2)，直到機器人到達(dá)深圳結(jié)束。0102030405任務(wù)5修改算法實現(xiàn)機器人游中國任務(wù)6用數(shù)組實現(xiàn)機器人游中國比賽第1種改進(jìn)方案是增加QTI傳感器的數(shù)量，讓機器人能夠更好地分辨出90°彎口和直線跟蹤的狀態(tài)。第2種改進(jìn)方案是減少對QTI傳感器的依賴，只使用4個QTI傳感器跟蹤直線，不用分辨彎角，甚至十字路口和景點。具體算法如下：(1)循線行走到第1個丁字路口，90°右轉(zhuǎn)。(2)循線行走到左轉(zhuǎn)路口，90°左轉(zhuǎn)。(3)循線行走到右轉(zhuǎn)路口，90°右轉(zhuǎn)。(4)循線行走到福州景點，調(diào)頭。(5)..任務(wù)7改進(jìn)運動執(zhí)行程序，提升執(zhí)行的可靠性

改進(jìn)的辦法是改寫這些運動子函數(shù)，加入加速和減速的過程，讓子函數(shù)能夠按照我們的期望盡可能地準(zhǔn)確運動。以右輪為支點轉(zhuǎn)彎，帶加減速//pulseLeft最大轉(zhuǎn)彎速度，steps：最大速度轉(zhuǎn)彎步數(shù)//pulseLeft>1500向前右轉(zhuǎn)根據(jù)機器人的運動特征，按照以下代碼編寫和修改子程序//pulseLeft<1500向后左轉(zhuǎn)任務(wù)7改進(jìn)運動執(zhí)行程序，提升執(zhí)行的可靠性函數(shù)函數(shù)voidSLMotionStartWithRamping(intsteps，intMaxVec)讓機器人逐步加速到最大速度MaxVec，然后以最大速度前進(jìn)steps指定的步數(shù)。前進(jìn)的方向由MaxVec決定，最大速度大于0時前進(jìn)，小于0時后退。函數(shù)voidSLMotion