机器人创新实验实验指导书1121513849.docx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《机器人创新实验实验指导书1121513849.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机器人创新实验实验指导书1121513849.docx(67页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 机器人创新新实验(33)实验指导书书机器人实验验室实验一 熟熟悉机器人人与C511单片机硬硬件软件一、实验目目的1、掌握宝宝贝车机器器人用C551教学板板与计算机机硬件连接接和宝贝车车基本结构构;2、熟悉及及掌握C551系列单单片机Keeil uuVisiion IIDE(集集成开发环环境)软件件、ISPP下载软件件及串口调调试终端的的使用方法法。二、实验设设备及软件件宝贝车机器器人套件、IISP下载载线、串行行接口线、计计算机、电电源。Keil uVission22 IDEE集成开发发环境、PPROGIISP1.72下载载软件、串串口调试软软件。三、实验内内容和步骤骤单片机控制制的宝贝车车
2、机器人是是通过串并并口或USSB接口通通信交互,由由硬件系统统与软件系系统相互结结合组成的的一个完整整的智能控控制系统。单单片机必须须与外围设设备及软件件组成一个个完整的应应用系统(如如图1.11)。1、熟悉宝宝贝车机器器人的结构构组成(如如图1.22):小车车底板、车车轮、教学学板、伺服服电机、电电池盒。这这是宝贝车车机器人的的硬件系统统,它的微微控制器(MMCU)是是由Atmmel公司司生产与551系列兼兼容的8位位AT899S52单单片机。 图1.1单单片机应用用系统图 图1.2采用CC51单片片机的机器器人2、教学板板指方便单单片机与电电源、ISSP下载线线、串口线线以及各种种传感器和
3、和电机的连连接制作的的一个电路路板(如图图1.3)。将将宝贝车机机器人与计计算机硬件件连接,并并连接到电电源。l 连接单片机机教学板IISP接口口到计算机机,以便程程序下载;l 连接单片机机教学板串串行接口到到计算机,以以便调试和和交互;l 连接机器人人到电池或或者是供电电电源。USBassp C版版通用编程程器图1.3 C511单片机教教学板3、运用CC语言编程程,运用编编译器编译译生成可执执行文件并并下载到单单片机,用用串口调试试软件查看看单片机输输出信息。建立用户户文件夹,方方便管理程程序,拷入入编译所需需头文件(例例如,将光光盘“头文件”文件夹中中的文件拷拷贝到C:Proogramm
4、FillesKKeilC51INC文文件夹里)。进入编程程系统(KKeil uVission22 IDEE):1) 新建项目工工程(*.uv2):ProjjectNew Projject,命命名,保存存在新建立立的用户文文件夹内;选择单片片机生产公公司及类型型:Atmmel、AAT89SS52。2) 新建C程序序文件:FFileNew;编辑好程程序,保存存为*.cc的文件。注注意程序关关键字的拼拼写、英文文标点、字字母的大小小写等。3) 添加C程序序到项目工工程:Soourcee Grooup 11右键单击击Add Filees too Grooup SSourcce。Soourcee Gro
5、oup 11前面出现现+号,单单击它出现现刚才添加加的C程序序文件名,单单击此C文文件,Keeil会自自动识别关关键字,并并以不同的的颜色提示示用户加以以注意,这这样会使用用户少犯错错误,有利利于提高编编程效率。4) 生成执行文文件十六进进制目标代代码文件(*.heex):TTargeet 1 右键单击击Optiion ffor ttargeetTargget 11Outtput选中“Creaate HHex FFi:”连接编译译生成可执执行文件*.hexx。编译要要求没有错错误产生,允允许出现警警告。进入下载载系统(PPROGIISP1.72):1) 参数选择:勾选芯片片擦除、编编程FLAA
6、SH、校校验FLAASH。单单片机型号号:AT889S522。2)单击“调入 FFlashh”按钮,找找到要下载载的 HEEX 文件件。3) 单击“编程程”区的“擦除”按钮,开开始擦除芯芯片内部程程序。芯片片擦除成功功后,点击击“自动”按键,完完成写、校校验Flaash。等等待下载完完毕后,固固件下载完完成。拔掉掉USBAASP下载载器ISPP 接口排排线。注意:要将将ISP下下载线连接接计算机和和机器人教教学板,电电源接好,开开关拨到“1”档位置(PPRO),给给教学板通通电,才能能进行单片片机程序下下载。从执行文文件下载到到单片机的的那个时刻刻开始,程程序就开始始运行。单单片机向计计算机发
7、送送信息。可可利用串口口调试软件件查看单片片机输出信信息,“Reseet”按钮可让让下载到单单片机内的的程序重新新运行一次次。使用串口调调试助手之之前,首先先使用串口口线将单片片机的串口口与计算机机的USBB口相连,然然后通过计计算机的设设备管理器器查看要使使用的串口口号,如图图所示。记下该串口口号,打开开串口调试试助手软件件,选择正正确的串口口号,如图图所示。4、做完实实验断开电电源,将开开关拨到“0”档(OFFF),系系统在不使使用时没有有消耗电能能,电池可可以用得更更久。拆卸卸串口线还还原。四、实验程程序1、程序HHellooRoBoot.c。#inclludeint mmain(voi
8、dd)uart_Initt(); /串口口初始化printtf(HHelloo,thiis iss a mmessaage ffrom yourr Robbotnn);whilee(1);2、 利用whiile循环环与dellay_nnms( )函数(毫毫秒级的延延时)编程程:每秒发发送一个信信息(内容容为英文自自己定),通通过串口显显示在计算算机上。ddelayy_nmss( )函函数在BooeBott.h头文文件中有定定义。即#incllude,编译译时系统将将根据头文文件自动将将延时函数数插入到程程序中。3、 让竖线“|”在屏幕上上顺时针或或逆时针转转动输出。 参参考下面的的程序代码码:
9、 prinntf(|); delaay_nmms(5000); prinntf(/); delaay_nmms(5000); prinntf(-); delaay_nmms(5000); prinntf(); delaay_nmms(5000); prinntf(|); delaay_nmms(5000);4、显示静静态图形:* * * * * * * * * *五、实验报报告要求1、按要求求:每秒发发送一个信信息(内容容为英文自自己定),通通过串口显显示在计算算机上,进进行程序设设计。2、程序调调试心得。3、观察到到的程序运运行效果并并加以分析析。六、思考题题1、什么是是单片机?2、MCSS
10、51、88051、CC51、AAT89SS52之间间是什么关关系?3、宝贝车车机器人采采用的ATT89S552单片机机的特点是是什么?4、#inncludde头文件件的作用是是什么? 5、程序HHellooRoBoot.c中中whille(1);的作用用是什么?注:实验操操作现场检检查。实验二 CC51接口口与伺服电电机控制一、实验目目的1、理解和和掌握C551单片机机的输入输出接口口的特性; 2、理解机机器人伺服服电机PWWM调速原原理,C语语言编程输输出脉冲序序列控制机机器人轮子子运动。二、实验设设备及软件件宝贝车机器器人、ISSP下载线线、串行接接口线、计计算机、电电源、螺丝丝刀、红色色
11、发光二极极管2个和和470电阻2个个。Keil uVission22 IDEE集成开发发环境、PPROGIISP1.72下载载软件、串串口调试软软件。三、实验内内容和步骤骤1、用C551单片机机的P1口口的位输出出高低电平平控制LEED发光二二极管的闪闪烁。看教教材附录CC关于面包包板及LEED的介绍绍。面包板板上共有118行插座座,通过中中间槽分为为两列。每每一行由55个插座组组成,这55个插座在在面包板上上是电气相相连的,如如将两根导导线分别插插入五口插插座行的任任意两个插插座中,它它们都是电电气相连的的。“GND”对应于教教学板的接接地端,“Vcc”指校准的的+5V电电压。发光光二极管(
12、如如图2.11)是单向向导电的电电子管,长长脚为正极极,短脚为为负极,必必须连接正正确,否则则不能正常常工作。通通过5mAA左右即可可发光,电电流越大,其其亮度越强强,但若电电流过大,会会烧毁二极极管。给发发光二极管管串联一个个电阻的目目的是限制制通过发光光二极管的的电流不要要太大。 图2.1 LEDD零件图 图图2.2发发光二极管管与I/OO脚P1_0的连接接色环电阻为为五色,用用五条色环环表示电阻阻的阻值大大小。黑00 棕1 红2 橙橙3 黄44 绿5 蓝6 紫紫7 灰88 白9 金、银表表示误差具体如下:l 第一条色环环:阻值的的第一位数数字;l 第二条色环环:阻值的的第二位数数字;l
13、第三条色环环:阻值的的第三位数数字;l 第四条色环环:阻值乘乘数的100的幂数;l 第五条色环环:误差(常常见是棕色色,误差为为1%)。由此,4770电阻为黄黄紫黑黑棕棕。搭建一个发发光二极管管闪烁的LLED电路路(如图22.2)并并编写程序序HighhLowLLed.cc。注意,在在教学底板板上搭建电电路时要断断开电源。修修改程序让让两个LEED同时闪闪烁,并修修改程序让让两个LEED交替亮亮或者灭,也也可以改变变延时函数数参数n的的值,改变变LED闪闪烁频率。HighLLowLeed.c程程序如下:#incllude#inclludeint mmain(voidd)uart_Initt()
14、; /初始始化串口printtf(TThe LLED cconneectedd to P1_00 is blinnkingg!n);whilee(1)P1_0=1; / P11_0 输输出高电平平delayy_nmss(5000); /延时5000msP1_0=0; / P11_0 输输出低电平平delayy_nmss(5000); /延时5000ms【拓展训练练】实现44个或更多多LED流流水灯控制制,对应流流水灯从全全灭到一个个一个亮或或者对应流流水灯从全全亮到一个个一个灭。编编程方法与与两个LEED闪烁类类似,接入入的LEDD二极管继继续接在面面包板左侧侧其他的端端口位上。注注意,程序序
15、控制各引引脚输出高高低电平要要与所接的的端口要一一一对应起起来。2、两伺服服电机调零零。在操作作之前,先先确认一下下机器人两两个伺服电电机的电源源控制线(如如图2.33)是否已已经正确的的连接到CC51单片片机教学板板的两个专专用电机控控制接口上上。P1_1引脚控控制左边电电机,P11_0引脚脚控制右边边电机,在在电路板上上我们分别别采用W、RR、B来表表示信号线线、电源线线和地,电电机控制线线颜色与教教学板接口口对应字母母一致(白白红黑对应应WRB)。图2.3伺伺服电机实实物图 图2.44 电压“占空比”与平均电电压关系电机调速应应用PWMM(脉宽调调制)基本本原理,通通过控制固固定电压的的
16、直流电源源开关频率率改变负载载两端的电电压。在PPWM驱动动控制的调调整系统中中,按一个个固定的频频率来接通通和断开电电源,并根根据需要改改变一个周周期内“接通”和“断开”时间的长长短。通过过改变直流流电机电枢枢上电压的的“占空比”来改变平平均电压的的大小,从从而控制电电动机的转转速。如图2.44,在脉冲冲作用下,当当电机通电电时,速度度增加;电电机断电时时,速度逐逐渐减少。只只要按一定定规律,改改变通、断断电的时间间,即可让让电机转速速得到控制制。高电平平持续的时时间控制电电机转速,即即脉冲宽度度控制连续续旋转电机机速度和方方向。将时时间间隔为为20mss,脉宽为为1.5mms的一系系列脉冲
17、称称为零点标标定信号,电电机转速为为零,机器器人轮子静静止不动。如如果电机没没有进行零零点标定,机机器人轮子子会转动,如如图2.55所示,用用螺丝刀轻轻轻调节马马达上的电电位器,直直到马达停停止转动。如电机已经经完成了零零点调节,不不会转动。但但是损坏了了或有缺陷陷的电机有有时也不转转动。继续续检测:l 当高电平持持续时间为为1.3mms时,电电机顺时针针全速旋转转;l 当高电平持持续时间为为1.7mms时,电电机逆时针针全速旋转转;l 当高电平持持续时间为为1.3mms1.5ms之之间时,电电机顺时针针旋转;l 当高电平持持续时间为为1.5mms1.7ms之之间时,电电机逆时针针旋转。 图2
18、.5.1经过孔孔把螺丝刀刀插入电位位器 图22.5.22轻轻地旋旋转螺丝刀刀调节电位位器3、测试电电机,改变变脉冲宽度度控制机器器人运动速速度和方向向。如图22.6,定定义机器人人的前、后后、左、右右四个方向向。例程中中使用prrintff函数是为为了起提示示作用,若若觉得串口口线影响机机器人的运运动,可以以不用此函函数。将程程序下载到到单片机,关关闭机器人人电源开关关,断开IISP下载载线,将开开关拨到“2”档(RUUN),观观察宝贝车车运动情况况。图2.6 机器人及及其前进方方向的定义义四、实验程程序1、参考一一个LEDD闪烁的程程序(程序序HighhLowLLed.cc),编写写程序让两
19、两个LEDD同时闪烁烁,并修改改程序让两两个LEDD交替闪烁烁,也可以以改变延时时函数参数数n的值,改改变LEDD闪烁频率率。*编程实现现4个或更更多LEDD流水灯控控制,对应应流水灯从从全灭到一一个一个亮亮或者对应应流水灯从从全亮到一一个一个灭灭。2、 编程实现两两伺服电机机调零,可可以分别调调零,也可可一起调零零。实现右右轮调零参参考代码如如下,注意意编程的完完整性。whilee(1)P1_0=1; /P1_0 输出出高电平delayy_nuss(15000); /延时时1.5mmsP1_0=0; /P1_0 输出出低电平delayy_nuss(200000); /延延时20mms3、 验
20、证下列程程序BotthSerrvosTThreeeSecoonds.c是否让让宝贝车向向前进3ss,后退33s。并根根据此程序序按照实验验报告要求求编程。#incllude#inclludeint mmain(voidd)int ccountter;uart_Initt();printtf(PProgrram RRunniing!n);for(ccountter=11;couunterr=1330;coounteer+)P1_1=1;delayy_nuss(17000);P1_1=0;P1_0=1;delayy_nuss(13000);P1_0=0;delayy_nmss(20);for(cc
21、ountter=11;couunterr=1330;coounteer+)P1_1=1;delayy_nuss(13000);P1_1=0;P1_0=1;delayy_nuss(17000);P1_0=0;delayy_nmss(20);whilee(1);4、 用LED 指示电机机运动状态态 在在实际应用用中,LEED 往往往起到状态态提示作用用,交通红红绿灯就是是一个典型型的应用。你你可以修改改程序来模模拟交通灯灯过程:假假设A 灯为交交通灯,BB 灯为电电机运行状状态指示灯灯。模拟过过程如下:A 灯闪烁烁,B 灯灭,电电机停止运运行;A 灯灭,B 灯亮,电电机开始运运行;B 灯闪烁烁,电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机器人 创新 实验 指导书 1121513849
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内