教学机器人实验讲义

实验一机器人触须蔽障实验

【实验目的】

1、了解教学机器人组成和结构，并运用触须传感技术实现机器人壁障功能；

2、掌握C15单片机原理与应用开发技术；

2、能够运用C语言编写教学机器人控制程序。

【实验仪器】

教学机器人一台；触须传感器套件一套（金属触须2根、平头M3×22盘头螺钉2个、13mm圆形立柱2个、M3尼龙垫圈2个、3-pin公-公接头2个、220Ω电阻2个和10kΩ电阻2个）

【实验原理】

机器人触须避障系统主要由触须传感器、单片机和伺服电机三部分组成，如图1所示。

图 1 机器人触须避障系统组成

图2 C51单片机各管脚功能

触须传感器的触须实际为一个机械式的、接地常开的开关。当触须没有被触动时，连接触须的单片机的I/O管脚的电压是5V。当触须触动时，I/O管脚的电压是0V。单片机（如图2）的P1.4和P2.3输入接口根据触须管脚电压的变化，再由预先编辑好的程序，通过改变单片机P1.1和P1.0接口输出电压来控制伺服电机的转动而实现蔽障。其控制过程为：

【实验步骤】

1、按图3安装触须；

图3 安装机器人触须

2、按图4连接触须传感器电路示意图，图5为安装后实物图；

图4 触须电路示意图

图5 教学板上触须接线图和安装好触须的机器人

3、编写C语言控制程序并下载到机器人中的单片机上；

4、接通机器人上电源，观察机器人运动情况。

【注意事项】

1、安装触须时，要调整触须的位置，使他们横向交叉但又不接触；

2、实验结束后要关闭机器人上的电源开关。

附录一参考程序

#include

#include

int P1_4state(void)//获取P1_4的状态,右胡须

{

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

}

int P2_3state(void)//获取P2_3的状态,左胡须{

return (P2&0x08)?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<=26;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<=26;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<=65;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)

{

uart_Init();

printf("Program Running!\n");

while(1)

{

if((P1_4state()==0)&&(P2_3state()==0))

{

Backward(); //向后

Left_Turn();//向左

Left_Turn();//向左

}

else if(P1_4state()==0)

{

Backward();//向后

Left_Turn();//向左

}

else if(P2_3state()==0)

{

Backward();//向后

Right_Turn();//向右

}

else

Forward();//向前

}

}

实验二机器人触须死区智能决策实验

【实验目的】

1、了解教学机器人组成和结构，并运用触须传感技术实现机器人触须死区智

能决策

功能；

2、掌握C15单片机原理与应用开发技术；

2、能够运用C语言编写教学机器人控制程序。

【实验仪器】

教学机器人一台；触须传感器套件一套（金属触须2根、平头M3×22盘头螺钉2个、13mm圆形立柱2个、M3尼龙垫圈2个、3-pin公-公接头2个、220Ω电阻2个和10kΩ电阻2个）

【实验原理】

机器人触须避障系统主要由触须传感器、单片机和伺服电机三部分组成，如图1所示。

图 1 机器人触须避障系统组成

触须传感器的触须实际为一个机械式的、接地常开的开关。当触须没有被触动时，连接触须的单片机的I/O管脚的电压是5V。当触须触动时，I/O管脚的电压是0V。单片机（如图2）的P1.4和P2.3输入接口根据触须管脚电压的变化，再由预先编辑好的程序，通过改变单片机P1.1和P1.0接口输出电压来控制伺服电机的转动而实现机器人进入U形死区时如何从死区中走出的功能。其控制过程为：