智能制造智能寻迹机器人实验指导书 精品.docx
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智能制造智能寻迹机器人实验指导书精品
简介
单片机益智系列——智能寻迹机器人是由益芯科技有限公司为科教方便而研发设计。
根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
智能寻迹机器人采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑。
以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52为主芯片。
40脚的DIP封装使它拥有32个完全IO（GPIO—通用输入输出）端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制电路，执行电路共同完成寻迹机器人。
P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1和电机2。
由电机的正转与反转来完成机器人的前进，后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。
在机器人前进时如果前方有障碍物，由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管，红外接管将此信号经过P3.7传送入AT89S52中，主芯片通过内部的代码进行机器人的绕障碍物操作，同时主芯片将P3.7的信号状态通过P2.5的LED指示灯显示出来。
机器人行走时会通过P3.5与P3.6的红外接收探头来进行检测。
当走到悬崖处时，P3.5或P3.6将收到一个电平信号，此电平信号将通过相应端口传送入主芯片中，主芯片通过内部代码完成机器人的避悬崖操作。
同时P3.5与P3.6的信号状态将通过P2.6/P2.7显示出来。
在机器人的左转，右转，后退的过程，可以通过观看以P2.0/P0.7为指示灯的运行状态。
P0.4为机器人的声控检测端口，在运行为前进状态时，可以能过声控（如拍手声）来控制它的运行与停止。
P0.6为机器人的声音输出端。
在机器人遇到障碍物时。
进行绕障碍物与避悬崖时可以通过此端口控制蜂鸣器发出报警声。
当为白天或黑夜时可以通过P0.5端口中的光敏电阻来进行判断，以方便完成机器人夜间自动照明等功能。
两个按键以查询/中断两种不同的方式来展现按键操作。
你可以按下S1键来进行机器的停止。
再按下S2键来进行机器人的运行。
这个按键的信息分别被P3.2，P3.4接收到。
IR1为红外遥控接收器，这就为机器人进行远程遥控创造了可能。
这个红外遥控接收头接收到红外信号时将信号经过P3.3送入到主芯片，主芯片对其进行解密后以不同的方式对机器人进行控制。
同时将用户的按键信息通过P2端口上LED数码管显示出来。
P3.0、P3.l中端口的加入，让你完全可以用电脑对其进行控制。
你可以通过对串口发送数据，数据会被显示到LED数码管中，并让机器人执行相应的功能。
电脑的串口软件要求波特率为9600。
8位数据位，这时你就可以快乐的用电脑来对它进行你的完全控制了。
EXKJ-ZN02功能的组合多样，使得学生可以充分发挥自主能力，制作出不同的机器人。
它为学校进行机器人竞赛和项目设计建立了实物平台，是学校教师授课变得更轻松有趣。
同时也能改变学生学习模式和激发学习兴趣。
更是作为验证学生学习效果的有力工具。
良好的电路板设计，让学生制作变得方便容易，其大大提高了学生的制作成功率。
提高了学生对电子电路的兴趣，更是教学过程中不可或缺的教具。
实验一程序状态指示灯演示
一、实验简介：
本程序重点演示了一个最简程序的基本结构，它从顺序、判断、循环的形式表现程序的基本结构，此程序通过闪灯不断的闪动，及闪灯闪动的快慢来表示程序不不同工作状态。
它也是常数字设备中进行状态表示的方法之一（例：
网卡）。
二、实验原理图：
三、实现代码：
//=====================================================================//
//实验名称：
程序状态指示灯演示程序//
//开发日期:
20XX/01/19//
//修改日期:
//
//程序作者:
guojun邮箱:
GuoGuoExkj@126.//
//开发商：
益芯科技有限公司——技术部//
//程序备注:
此程序仅为表现本机功能而演示用,当用作实际工程时请慎用.//
//特别声明:
此程序可作研究之用,但引用,转载,使用请注明出处.//
//=====================================================================//
#include//包含头文件
#defineLEDP1//宏定义显示端口号
voidDelay（unsignedintDelayTime）//定义可变延时函数
{
while（DelayTime--）;//延时函数进入倒计时
}
voidmain（）//程序主函数码
{
unsignedintCountData=0;//定义一个整形变量,用于闪动次数++
while
（1）//主程序循环体开始
{
if（CountData<30）//判断闪动次数是否位于0-30之间
{
Delay（60000）;//用60000作为基数开始延时函数
}
elseif（CountData<60）//判断闪动次数是否位于30-60之间
{
Delay（30000）;//用30000作为基数开始延时函数
}
elseif（CountData<90）//判断闪动次数是否位于60-90之间
{
Delay（10000）;//用10000作为基数开始延时函数
}
elseif（CountData<120）//判断闪动次数是否位于90-120之间
{
CountData=0;//仅进行一次操作即可退出.
}
CountData=CountData+1;//闪动次数基数++
LED=~LED;//将显示端口进行取反操作
}
}
四、运行效果：
程序运行效果为：
开机后程序以慢速闪动，一段时间后速度开始加快，再等待时间，闪灯的速度达到最快，之后一段时间后，闪动将回到开始状态。
实验二流水灯演示
一、实验简介：
本程序全面的表现了子程序的用法，它从对几个子程序的操作，显示不同的流灯技术，流水灯的不同需要不同的表现的形式，而这里主要介绍了移位操作和内部数据存储及读入操作。
延时函数采用可重入标志，可进行函数的递归调用。
二、实验原理图：
三、实现代码：
//=====================================================================//
//开发日期:
20XX/01/20//
//修改日期:
//
//程序作者:
guojun邮箱:
GuoGuoExkj@126.//
//开发商：
益芯科技有限公司——技术部//
//程序备注:
此程序仅为表现本机功能而演示用,当用作实际工程时请慎用.//
//特别声明:
此程序可作研究之用,但引用,转载,使用请注明出处.//
//=====================================================================//
#include//包含头文件
#defineLedP1//定义显示端口号
unsignedintcodeBToM[]={0x7E,0x3C,0x18,0x00};//定义由两边到中间显示数据
unsignedintcodeMToB[]={0xE7,0xC3,0x81,0x00};//定义由中间到两边显示数据
voidDelay（）reentrant//定义可重入的延时函数
{unsignedintDelayTime=10000;//定义延时时间基数
while（DelayTime--）;//程序开始延时开始
}
voidLeftToRight（）//定义从左边到右边显示函数
{unsignedcharTempCount=0;//定义显示次数变量
Led=0xFE;//定义初步显示数据
for（TempCount=0;TempCount<8;TempCount++）//通过循环进行数据显示
{
Delay（）;//延时,用在每次移动数据开始处
Led=Led<<1;//由右边向左边移动数据
}
return;//空返回语句,表明此子程序的结束.
}
voidRightToLeft（）//定义从右边到左边显示函数
{unsignedcharTempCount=0;//定义显示次数变量
Led=0x7F;//定义初步显示数据
for（TempCount=0;TempCount<8;TempCount++）//通过循环进行数据显示
{
Delay（）;//延时,用在每次移动数据开始处
Led=Led>>1;//由左边向右移动数据
}
return;//空返语句,表明此子程序的结束.
}
voidBothToMid（）//定义由两边到中间显示子程序
{unsignedcharTempCount=0;//定义临时次数变量
Led=0xFF;
for（TempCount=0;TempCount<5;TempCount++）//通过循环依次进行次数运行
{
Delay（）;//延时,在每次运行前.
Led=BToM[TempCount];//读入当次显示数据.
}
return;//空返回,表明此子程序的结束.
}
voidMidToBoth（）//定义由中间到两边子程序
{unsignedcharTempCount=0;//定义临时次数变量
Led=0xFF;
for（TempCount=0;TempCount<5;TempCount++）//通过循环进行数据显示
{
Delay（）;//延时,在每次数据显示前.
Led=MToB[TempCount];//读入当次显示数据.
}
return;//空返回,表明此次子程序的结束.
}
voidmain（）//主程序入口处.
{
while
（1）//无穷循环开始.
{LeftToRight（）;//从左到右进行显示
RightToLeft（）;//从右到左进行显示
BothToMid（）;//由两边到中间进行显示
MidToBoth（）;//由中间到两边进行显示
}
}
四、运行效果：
程序运行效果为：
开机后，指示灯向从左向右依次点亮，从右向左依次点亮，由两边向中间依次点亮，由中间向两边依次点亮。
实验三数码管演示
一、实验简介：
本程序通过对端口的置数操作，展示了数码管的应用技术，数码管是将发光二极管通过一定的形式封装在一个数字的外壳中，可以通过不同的点亮方式来显不同的数字符号。
二、实验原理图：
三、实现代码：
//=============================================================//
//开发日期:
20XX/01/26//
//修改日期:
//
//程序作者:
guojun邮箱:
GuoGuoExkj@126.//
//开发商：
益芯科技有限公司——技术部//
//程序备注:
此程序仅为表现本机功能而演示用,当用作实际工程时请慎用.//
//特别声明:
此程序可作研究之用,但引用,转载,使用请注明出处.//
//==============================================================//
#include//包含头文件
typedefunsignedintuint;//重命名整数类型关键字
typedefunsignedcharuchar;//重命名字符类型关键字
ucharcodeLedShowData[]={0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,//定义固定存储显示字符
0x41,0x1F,0x01,0x19,0x03};//1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
voidDelay（）//定义延时函数
{
uintTempTime=20000;//定义延时时间变量
while（TempTime--）;//通过循环进行延时
}
voidmain（）//主程序开始main（）
{ucharCountData=0;//定义计数变量
while
（1）//主程序无限循环开始
{
P2=LedShowData[CountData];//P2端口读入显示数据
CountData++;//计数变量++（加加）
if（CountData>=10）//判断是否超出计数范围
{
CountData=0;//重新置零
}
Delay（）;//延时函数被调用
}
}
四、运行效果：
程序运行效果为:
程序下载后,数码管将从1-9依次显示,最后将显示数字0.
实验四数码管及跑马灯演示
一、实验简介：
本程序主要是将数码管及跑马灯放在一起显示，它主要说明了，如何将在单系中运行多个看似并行运行的子系统.本程序在此将跑马灯子程序放入到一个头文件中，对于一个大的工程这样将有益于程序文件的管理。
二、实验原理图：
三、实现代码：
//===============================================================//
//开发日期：
20XX/01/26//
//修改日期：
//
//程序作者：
guojun邮箱：
GuoGuoExkj@126.//
//开发商：
益芯科技有限公司——技术部//
//程序备注：
此程序仅为表现本机功能而演示用，当用作实际工程时请慎用。
//
//特别声明：
此程序可作研究之用，但引用、转载、使用请注明出处。
//
//===============================================================//
#include//包含端口定义头文件
unsignedcharcodeLedShowData[]={0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,//定义数码管显示字符
0x41,0x1F,0x01,0x19,0x03};//1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
#defineLedP1//定义显示端口
unsignedcharCountData=0;//定义数码管计数器
unsignedintcodeBToM[]={0x7E,0x3C,0x18,0x00};//定义由两边到中间显示数据
unsignedintcodeMToB[]={0xE7,0xC3,0x81,0x00};//定义由中间到两边显示数据
voidDelay（）reentrant//定义可重入延时函数
{unsignedintDelayTime=10000;//定义延时时间变量
while（DelayTime--）;//通过循环进行延时
P2=LedShowData[CountData];//置数码管显示数据到P2端口
CountData++;//数码管地址计数器++（加1）
if（CountData>=10）//判断计数器累计数值
{
CountData=0;//计数器清零
}
}
#include<跑马灯.h>//包含显示方式头文件
voidmain（）//主程序入口
{
while
（1）//无穷循环开始.
{LeftToRight（）;//从左到右进行显示
RightToLeft（）;//从右到左进行显示
BothToMid（）;//由两边到中间进行显示
MidToBoth（）;//由中间到两边进行显示
}
}
////////////////////////////////////////////////跑马灯.h/////////////////////////////////////////////////////
voidLeftToRight（）//定义从左边到右边显示函数
{unsignedcharTempCount=0;//定义显示次数变量
Led=0xFE;//定义初步显示数据
for（TempCount=0;TempCount<8;TempCount++）//通过循环进行数据显示
{
Delay（）;//延时,用在每次移动数据开始处
Led=Led<<1;//由右边向左边移动数据
}
return;//空返回语句,表明此子程序的结束.
}
voidRightToLeft（）//定义从右边到左边显示函数
{unsignedcharTempCount=0;//定义显示次数变量
Led=0x7F;//定义初步显示数据
for（TempCount=0;TempCount<8;TempCount++）//通过循环进行数据显示
{
Delay（）;//延时,用在每次移动数据开始处
Led=Led>>1;//由左边向右移动数据
}
return;//空返语句,表明此子程序的结束.
}
voidBothToMid（）//定义由两边到中间显示子程序
{unsignedcharTempCount=0;//定义临时次数变量
Led=0xFF;
for（TempCount=0;TempCount<5;TempCount++）//通过循环依次进行次数运行
{
Delay（）;//延时,在每次运行前.
Led=BToM[TempCount];//读入当次显示数据.
}
return;//空返回,表明此子程序的结束.
}
voidMidToBoth（）//定义由中间到两边子程序
{unsignedcharTempCount=0;//定义临时次数变量
Led=0xFF;
for（TempCount=0;TempCount<5;TempCount++）//通过循环进行数据显示
{
Delay（）;//延时,在每次数据显示前.
Led=MToB[TempCount];//读入当次显示数据.
}
return;//空返回,表明此次子程序的结束.
}
四、运行效果：
本程序运行效果：
本程序运行后，可以看到跑马灯按，从左到右，从右到左，从两边到中间，从中间到两边将依次运行。
并且在运行过程中，可以看到数码管依次从1-9-0的顺序显示数字符号。
实验五按键中断查询演示
一、实验简介：
本程序通过两个按键对数码管进行操作，分别向用户演示了查询与中断的操作方式，中断中应用了对按键进行查询的方法来判断按键的键值，查询按键方法中则采用了键盘延迟的方法来消除按键重复输入。
二、实验原理图：
三、实现代码：
//===============================================================//
//开发日期:
20XX/01/27编写按键中断与查询的最初代码//
//修改日期:
//
//程序作者:
guojun邮箱:
GuoGuoExkj@126.//
//开发商：
益芯科技有限公司——技术部//
//程序备注:
此程序仅为表现本机功能而演示用,当用作实际工程时请慎用.//
//特别声明:
此程序可作研究之用,但引用,转载,使用请注明出处.//
//================================================================//
#include//包含S51地址头文件
typedefunsignedcharuchar;//重定义无符号字符型
typedefunsignedintuint;//重定义无符号整型
sbitS1=P3^2;//定义S1变量
sbitS2=P3^4;//定义S2变量
ucharDataCount=0;//定义全局计数器
ucharcodeLedShowData[]={0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,//定义固定存储显示字符
0x41,0x1F,0x01,0x19,0x03};//1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
voidKeyDelay（）//定义键盘防抖子程序
{uintKeyTime=20000;//定义防抖时间变量
while（KeyTime--）;//防抖延时开始
return;
}
voidS1_Break（）interrupt0//定义S1（INT0）外部中断0
{
while（0==S1）;//判断S1按键键值
DataCount--;//计数器数值减1
if（DataCount>9）//判断计数器是否到最小值
{
DataCount=9;//显示数字0
}
return;
}
voidmain（）//主程序开始
{
ET0=1;//设定外部中断触发方式（1->低电平触发）
EX0=1;//开启外部中断0
EA=1;//开记总中断
while
（1）//程序主循环
{
if（0==S2）//通过查询判断键值
{
KeyDelay（）;//键盘防抖动开延时子程序开始
DataCount++;//计数器加1
}
if（DataCount>9）//判断当前计数器
{
DataCount=0;//将计数器置0
}
P2=LedShowData[DataCount];//通过端口显示计数器数值
}
}
四、运行效果：
程序运行效果：
开机后数码管显示数字"1"，当按S1不放时，数码管数字不变，,松开S1按键，数码减1；按S2键不放时，数码管数字会自动加1。
并且数字遵守从0-9循环操作。
实验六话筒声音识别演示
一、实验简介：
本程序主要通过话筒对声音信号进行识别，由于本电路有效的去除杂波，所以仅能对响度较大的声音进行识别（例：
拍手声）。
像正常的说话声对本电路虑除，不会产生信息的输入。
话筒
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