入门六引导机器人寻黑线.docx
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入门六引导机器人寻黑线
入门六引导机器人寻黑线
机器人既能够做一些基本动作----前进、后退、左转、右转，又能够唱歌，那么能否沿着一条黑线行走呢？
同时能够实现自主的校正的功能，使机器人一直保持在黑线上呢？
只需在机器人底部安装一个光电模快，机器人就可以完成寻黑线行走了。
任务要求：
将机器人放在起跑线外（A区内），要求用声音控制机器人的启动，启动后机器人沿着黑线行走，在停止区停止（B区内），然后进行2S钟的声音报警。
场地示意图如图6-1所示。
6.1场地示意图
一、光电模块介绍
（一）光电模块的功能
光电模块又叫光敏传感器模块，它分为绝对光电模块和模拟光电模块，绝对光电模块可以识别白色和黑色（或有色差的颜色）。
绝对光电模块可以识别不同的颜色，如黑色呈现高电位（光敏传感器模块的电位显示灭），白色呈现低电位（光敏传感器模块的电位显示亮），利用它的这一特性，可以让机器人做多种动作。
利用左侧和右侧的接受光强不一致，也可以让机器人走规定路线。
光电模块调节部分实物如图6-2所示，光电模块调节部分示意图实物如图6-3所示（
表示正极），光电模块下半部分实物图如图6-4所示，光电模块下半部分示意图如图6-5所示（
表示正极）。
右光敏传感器调整电位器
右光敏传感器电位显示
左光敏传感器电位显示
左光敏传感器调整电位器
图6-2光电模块调节部分实物图
图6-3光电模块调节部分示意图
图6-4光电模块下部分实物图
图6-5光电模块下部分示意图
（二）光电模快的原理
绝对光电模块由辅助光源（发光二极管）、光敏电阻和比较运算放大器组成。
它是利用光敏电阻原理设计的，即：
光敏电阻的阻值与其接收的光线强度成反比。
光线越强，阻值越小。
光电模快的驱动电路图如图6－6所示。
图6－6光电模快驱动电路图
当光敏电阻接收的光强接近时，其阻值较小，与固定电阻分压后，使比较器的同向输入端电压低于反向输入端，比较运算放大器输出低电平。
通过调整电位器滑动臂的位置，即可改变使比较运算放大器输出低电平时的绝对光强。
电阻的滑动臂向下调，反向输入端电压降低，需要更强的光照使光敏电阻的阻值更小，才能使同向输入端电压低于反向输入端，输出低电平。
反之亦然。
两个光电模块配合，即可完成“按黑线行走”。
绝对光电模块的缺点是受环境光线影响较大，需要根据环境光线强弱的变化随时调整电阻的电位器滑臂位置，才能获得较好的效果。
理想的经常分压点的电压低于电源电压的1/2，在比较器设定的电压之内，两个比较器均输出高电平。
当其中一个光敏电阻接收光强较强时，分压点的电压将高于电源电压的1/2，超出比较器设定的电压，相应的比较器输出低电平。
（三）光电模块与主板的连接方法
绝对光电模块的组合图如图6-7所示，绝对光电模块与主板的组合图如图6-8所示，左光电模快连接到单片机的RC6引脚上，右光电模快连接到单片机的RC7引脚上。
对应QBasic程序语言里的pin14和pin15位变量。
图6-7绝对光电模块的组合图（注：
蓝色线连接蓝色线）
图6-8绝对光电模块与主板的组合图
（四）光电模快与机器人底盘的固定方法
具体的固定方法如图6－9所示
图6－9光电模快与机器人底盘的固定方法
（五）光电模快的调整方法
把机器人放在黑线上，打开5V电池组的开关，光电模块的工作指示灯的正常状态应为灭，如果不灭，逆时针调整电位器让其指示灯灭。
然后把机器人放在白线上，光电模块的工作指示灯的正常状态应该是亮的，如果不亮，顺时针调整电位器让其指示灯变亮。
二、程序设计
（一）QBasic语言基本语句（四）
1．定义变量语句（SYMBOL）
【格式】SYMBOL变量=变量类型
【功能】字节变量、它位变量、字变量均须用SYMBOL语句定义后才能使用。
【说明】
通用QBASIC语言中，位变量bit0~bit32、字节变量b0~b4、字变量w0~w1，均可以直接使用。
除以上变量外，其它字节变量，可直接使用；其它位变量、字变量均须用SYMBOL语句定义后才能使用。
SYMBOL变量=WORD定义为双字节变量
SYMBOL变量=BYTE定义为单字节变量（可省略不写）
SYMBOL变量=BIT定义为位变量
一个程序中，最多可用的变量数为128个字节，如使用双字节变量，则占两个空间。
2．块结构条件转移语句（IF/THEN/ELSE）
【格式】
IF条件表达式THEN
语句块1
ELSE
语句块2
ENDIF
【功能】如果条件表达式成立，则执行语句块1，然后转到ENDIF语句的下一个语句。
当条件表达式不成立，则执行ELSE和语句块2，然后转到ENDIF语句的下一个语句执行。
【说明】
⑴从关键词IF到ENDIF是一个条件条件转移语句。
在块结构条件转移语句中，可缺少ELSE和语句块2，当条件表达式不成立，不执行任何语句，转到ENDIF语句的下一个语句执行。
ENDIF是两个词，中间必须骨空格。
例1：
有声音执行前进500ms后停止，没有声音执行后退500ms后停止；
3.转子程序语句和返回语句（GOSUB/RETURN）
【格式】
GOSUB行标号
：
：
程序主程序
END
行标号
：
：
程序子程序1
：
RETURN
行标号
：
：
程序子程序2
：
RETURN
【功能】
转子语句（GoSub）使流程转向一个子程序，返回语句（RETURN）使流程从子程序返回到调用于程序的GoSub语句的下一个语句。
【说明】
①主程序和子程序是BASIC实现结构化程序设计的重要体现，子程序是一个独立模块，它和主程序不在同一模块中。
②子程序用来简化程序并增加程序的可读性。
③转子语句使流程转向一个子程序，其语法为：
GoSub行标号，其中行标号指明子程序的开始位置。
④子程序嵌套一般不超过16级。
例2;控制机器人走正方形
（二）程序流程图及清单
三、运行与调试
（一）调试方法与运行过程
（1）调试方法
将上面的程序按照程序的下载方法下载到机器人主板上，观察机器人运行情况，并调整时间参数，让机器人最终能够沿黑线行走，在停止区域停止。
（2）运行过程
机器人运行过程视频见光盘视频6－1所示。
（二）故障排除的方法
现象
解决办法
程序无法下传成功，出现错误
检查通讯下载线是否正常连接，5V电池组是否电量充足
机器人运行时不沿黑线行走
（1）由于绝对光电模块受环境影响很大，因此在运行前应调节绝对光电模块上的电位器，让两个发光二极管在黑线上为全灭，在白色的地方上为全亮，让绝对光电模块处于正常状态。
（2）调整程序的参数，重点是调速前进和左右转的参数，达到一个最佳的值。
（3）检查左右光电模块是否安装反了。
四、技能训练
1．任务要求：
机器人启动前必须放在起跑线外（A区），要求声控启动，沿黑线行走冲过没黑线的一段距离，然后继续沿黑线行走，在停止区（B区）停止并进行声音报警2S。
场地示意图如图6-10所示。
图6-10场地示意图
提示：
当绝对光电模块检测到全白的时候，对遇到的全白次数进行计次，第一次遇到的时候强行冲过去，第二次遇到的时候停止并进行声音报警。
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