关于红外光电对管、微动开关及光电码盘的安装及应用

关于红外光电对管、微动开关及光电码盘的安装及应用 (新器件2005年6月执行)1.关于红外光电对管的安装 红外光电对管印制板SL-DIY02-8D,可用于寻迹、避障、避悬崖、光电码盘计数检测等使用,可以任意调节安装高度及位置。光电对管面与印制板垂直安装,可用于寻迹、避悬崖等使用; 光电对管面与印制板平行安装,可用于避障、光电码盘计数检测等使用。见图1。 SL-DIY02-8A轮式机器人出厂时装三块印制板作寻迹、避悬崖用;装二块作避障或光电码盘计数检测用。 机器出厂时,光电对管等不装在机器上,由用户自己根据实验需求安装。 机器出厂时,写入机器演示程序,声控启动,前进后退二次(1M),左转右转二次,LED指示,放1首歌曲停止,再等声控启动。 图 1 2.关于微动开关的安装利用带滑轮的轻触微动开关作避悬崖及避障用,使复杂问题简单化,尤其避悬崖,不受台子材质及色彩限止,安装也方便。采用2块塑料直角件组装,见图2。程序编写,可以前进遇悬崖后退左转(右转)前进。 图2微动开关避障安装,由用户自己用废塑料板、废印制板等材料自制安装在注塑底板上,见图3。程序编写,可以前进遇障后退左转(右转)前进。出厂时,给二只带滑轮的轻触微动开关,一只如图2方法安装接线(不装在注塑底板上),直角塑料板间应加双面胶固定。另一只微动开关,只焊接线(附2只2x10mm螺钉螺母, 2只3x10mm螺钉螺母),转接板由用户自己解决安装。如为了更好地在机器人前方多点碰撞而能正确地避开障碍,建议用户在注塑底板上加碰撞环,碰撞环与注塑底板间加弹簧调节,无障碍时不触发微动开关,有障碍时,使碰撞环压微动开关,触发机器人动作。用户也可采用接触式触须传感器,解决避障问题。如有的比赛项目中不准触碰墙壁,则必须采用红外光电对管或超声波等非接触传感器,作为避障检测了。图33.光电编码盘原理与安装双龙电子的SL-DIY02-8A简易型轮式机器人、豪华型轮式机器人、SL-3010轮式机器人及SL积木式轮式机器人等,均可加光电码盘,达到精确计算轮式机器人行走路程。光电编码器 你不仅可以用延时函数控制机器人走过的时间，也可以用轮子内侧的两个光电编码器控制机器人走过的距离。 图：光电编码器 通过延迟函数我们可以控制机器人走一定的时间，而计算轮子转过的距离就要用机器人内侧的光电编码器来实现了，在主动轮内侧有黑白相间格子的码盘。轮子每转过 33个格子，轮子转一圈。编码器可以记录经过光电编码器格子的个数，从而可以计算出轮子走过的距离。 图：光电编码器的工作原理 光电编码器每产生一个脉冲，驱动轮转的角度是： 360 / 33 10.91（度） SL-DIY02-8A简易型双马达电机驱动轮的直径是43mm，驱动轮每转一圈，机器人行走的距离是： 2R=2*3.14*（43/2）= 138.6（mm） 每一个脉冲机器人行走的距离应该是： 138.6 / 33 4.2（mm） SL-DIY02轮式机器人光电码盘图,可根据轮子大小打印后,剪下后贴在轮子内侧上,作光电计数用。豪华型单马达电机驱动轮的直径是60.8mm，驱动轮每转一圈，机器人行走的距离是： 2R=2*3.14*（60.8/2）= 191.0（mm） 每一个脉冲机器人行走的距离应该是： 191.0 / 33 5.8（mm） SL-3010轮式机器人及SL积木式轮式机器人电机驱动轮的直径是63mm，驱动轮每转一圈，机器人行走的距离是： 2R=2*3.14*（63/2）= 198.0mm） 每一个脉冲机器人行走的距离应该是： 198.0/ 33 6.0（mm） 本机采用双列直插式LG9110电机驱动集成芯片。PD4,PD5到电机驱动芯片U2 LG9110控制左电机;PD6,PD7到电机驱动芯片U3 LG9110控制右电机; 表 1 LG9110管脚分配电机转动状态编码表左电机J3右电机J4左电机右电机机器人运行状态PD7黑线BPD6红线APD5黑线BPD4红线A1010正转正转向前行0110反转正转向左转0(1)0(1)10停正转左电机为中心原地向左转1001正转反转向右转100(1)0(1)正转停右电机为中心原地向右转0101反转反转向后退0(1)0(1)0(1)0(1)停停停4光电码盘实验程序以SL-DIY02-8A简易型双马达轮式机器人为例,利用光电编码盘准确行走路径计算程序-走正方形路线。【程序清单】/*8*/* 广州天河双龙电子公司 */* */* SL-DIY02-8A小车带光电编码盘演示程序 */* 作者: */* 2004年4月21日 */* 目标MCU:MEGA48 晶振:内部 8MHZ */*/*说明： 1。通过光电管对编码盘(等分黑白相间的格)计数可以算出车子所走的距离。 2。编码盘安装在轮子上，可以安装一个，也可以两个(更好)，具体安装方法，还有光电管的安装方法，请参照附带说明。 3。如果编码盘的等分黑白相间的格越多，那么所计算的距离越准确，但对光电管相应的相应速度要求越高，出现的漏检几率越高(不能检测到黑白格变化)，所以要合理等分编码盘（本例中等分了33份）。这也和车轮速度和光电管的反射距离有关，所以要控制好车速，还有选择发射距离远的光电管，以减少光电管漏检的几率，提高车走距离控制的精度。 */#include ;器件配置文件,采用ATmega48单片机#include ;定义宏unsigned char GO_FLG=0; /检测编码轮盘光电管标志unsigned char GO_count=0;/光电管检测轮盘黑白格计数#define GO_BACK 0 /控制向后走命令定义#define GO_FORD 1 /控制向前走命令定义#define TURN_R 3 /控制转右命令定义#define TURN_L 2 /控制转左命令定义/* 延时uS */void delay_us(int time) do time-; while (time1); /* 毫秒级延时程序*/ void delay_ms(unsigned int time) while(time!=0) delay_us(1000); time-; /* 向前，向后走控制子程序 round=0向后 ,round=1向前 fa_sl1 走 ,不是1 停 tim 前进，后退持续时间控制(ms)*/void FORWARD_go(unsigned char round,unsigned char fa_sl,unsigned int tim) if(fa_sl=1) /向后 if(round=0) PORTD= 0x50; /PD4=0,PD5=1;PD6=0,PD7=1反转 /向前 else if(round=1) PORTD= 0xa0; /PD4=1,PD5=0;PD6=1,PD7=0正转 else PORTD=0X00; /停止 delay_ms(tim); /* 转左快慢控制，fa_sl0停，fa_sl1 慢，fa_sl2 快 tim 前进，转左持续时间控制(ms)*/void LEFT_go(unsigned char fa_sl,unsigned int tim) if(fa_sl=1) PORTD= 0x10; /PD4=1,PD5=0;PD6=0,PD7=0 慢速左转 else if(fa_sl=2) PORTD= 0x90; /PD4=1,PD5=0;PD6=0,PD7=1 快速左转 else PORTD=0X00; /停止 delay_ms(tim); /* 转右快慢控制，fa_sl0停，fa_sl1 慢，fa_sl2 快 tim 前进，转右持续时间控制(ms)*/void RIGHT_go(unsigned char fa_sl,unsigned int tim) if(fa_sl=1) PORTD= 0x20; /PD4=0,PD5=0;PD6=1,PD7=0 慢速右转 else if(fa_sl=2) PORTD= 0x60; /PD4=0,PD5=1;PD6=1,PD7=0 快速右转 else PORTD=0X00; /停止 delay_ms(tim); /* 时间中断，在中断服务程序中检测光电管的状态*/void timer0_init(void) TCCR0B = 0x00; /stop TCNT0 = 0x10; /set count OCR0A=0X30; TCCR0A = 0x00; TCCR0B = 0x02; /start timer/*中断服务程序：检测光电管的状态 PB6-测步数光电管 GO_FLG=0 没反射 GO_FLG=1 有反射*/#pragma interrupt_handler timer0_compa_isr:15void timer0_compa_isr(void) if(PINB&0x40)=0x40) /-步数 GO_FLG=0; else GO_FLG=1; TCNT0 = 0x10; /reload counter value/*/停止;/*void STOP_go(void) PORTD=0X00;/停止 delay_ms(30); /* 控制向前，向后，左传，右转 type=0 向后 ； type=1 向前 ；type=2 向左；type=3 向右转 round 转的圈数 1round=4.2mm */void GO_round(unsigned char type,unsigned int round) unsigned int GO_step=0; / r=2.15cm,每次计数走4.2mm, if(type=0) /向后round圈 FORWARD_go(GO_BACK,1,0 );/向后 GO_count=0; GO_step=round; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); /GO_FLG跳变一次，说明走过了一格黑线。 GO_count+; /计算轮子走过了多少格 while(GO_step!=GO_count); FORWARD_go(GO_BACK,1,40 );/反方向，为了克服车的向后惯性，让车准确停止 STOP_go() ;/停 if(type=1) /向前round圈 FORWARD_go(GO_FORD,1,0 );/向前 GO_count=0; GO_step=round; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); FORWARD_go(GO_BACK,1,40 );/反方向，为了克服车的向前惯性，让车准确停止 STOP_go() ;/停 if(type=2) /向左round圈 LEFT_go(2,0);/控制向左转 GO_step=round; GO_count=0; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); RIGHT_go(2,20);/反方向，为了克服车的左转惯性，让车准确停止 STOP_go() ;/停 if(type=3) /向右round圈 RIGHT_go(2,0);/控制向右转 GO_step=round; GO_count=0; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); LEFT_go(2,20);/反方向，为了克服车的向右惯性，让车准确停止 STOP_go() ;/停 else STOP_go() ;/停 /* 主程序*/void main(void) unsigned char temp,i; DDRD = 0xF0; /motor control port PORTD = 0xF0; DDRB = 0X07; /led control port PORTB = 0XF7; DDRC=0x00; /SENSOR INPUT PORT PORTC=0xff; OSCCAL=0XAB; /insert your functional code here. timer0_init(); MCUCR = 0x00; EICRA = 0x00; /extended ext ints EIMSK = 0x00; TIMSK0 = 0x02; /timer 0 interrupt sources TIMSK1 = 0x00; /timer 1 interrupt sources TIMSK2 = 0x00; /timer 2 interrupt sources EIMSK = 0x00;/中断使能 SEI(); delay_ms(100); while(1) /走边长42cm的正方形 GO_round(GO_FORD,100); /走42cm GO_round(TURN_L,33); /左转90度（一圈） GO_round(GO_FORD,100); GO_round(TURN_L,33); GO_round(GO_FORD,100); GO_round(TURN_L,100) ; /ICC-AVR application builder : 2005-3-10 11:52:48/ Target : M48/ Crystal: 8.0000Mhz/#include ;器件配置文件,采用Atmega48单片机#include ;定义宏unsigned char tt=0;定义无符号字符型(PC口)unsigned char ML_FLG=0; 中左指示灯unsigned char MR_FLG=0; 中右指示灯unsigned char MM_FLG=0; 中间指示灯unsigned char L_FLG=0;左转unsigned char R_FLG=0;右转unsigned char GO_FLG=0; 前进unsigned char BLACK_FLG=0; 向后unsigned char BIAN_FLG=0; 向后unsigned char STOP_FLG=0;停unsigned int GO_step=0;停unsigned char GO_count=0;继续#define GO_BACK 0;向后#define GO_FORD 1 ;向前#define TURN_L 2;左转#define TURN_R 3;右转/延时uSvoid delay_us(int time);延时函数 do/由这里开始 time-;/自减 while (time1);/ time1循环 /* 毫秒级延时程序*/ void delay_ms(unsigned int time) while(time!=0)/先判断,再循环 delay_us(1000); time-;/自减 /*/转左快慢控制，fa_sl0停，fa_sl1 慢，fa_sl2 快/*void LEFT_go(unsigned char fa_sl,unsigned int tim) if(fa_sl=1) /turn right slowly PORTD= 0x10; / PD7=0, PD6=0, PD5=0, PD4=1; 慢速右转/PORTB &=(0X04);/中间LED亮,只是为了标识 else if(fa_sl=2) /turn right quickly PORTD= 0x90; / PD7=1, PD6=0, PD5=0, PD4=1 快速右转/PORTB &=(0X04);/中间LED亮,只是为了标识 else PORTD=0X00; /停止/PORTB=0X07; delay_ms(tim); /*/转右快慢控制，fa_sl0停，fa_sl1 慢，fa_sl2 快/*void RIGHT_go(unsigned char fa_sl,unsigned int tim) if(fa_sl=1) /turn left slowly PORTD= 0x40; / PD7=0, PD6=0, PD5=0, PD4=1 慢速左转/PORTB &=(0X02);/中间LED亮,只是为了标识 else if(fa_sl=2) /turn left quick PORTD= 0x60; / PD7=0, PD6=1, PD5=1, PD4=0P 快速左转/PORTB &=(0X02);/中间LED亮,只是为了标识 else PORTD=0X00; /停止/PORTB=0X07; delay_ms(tim); /*/向前，向后快慢控制，/ round=0向前，round=1向后 /fa_sl0停，fa_sl1 慢，fa_sl2 快/*void FORWARD_go(unsigned char round,unsigned char fa_sl,unsigned int tim) if(fa_sl=1) /向前 if(round=1) PORTD= 0xa0; / PD7=1, PD6=0, PD5=1, PD4=0正转 / PORTB &=(0X01);/中间LED亮,只是为了标识 else /向后 PORTD= 0x50; / PD7=0, PD6=1, PD5=0, PD4=1反转/PORTB |=0X01;/中间LED灭,只是为了标识 else if(fa_sl=2) /向前 if(round=1) PORTD= 0xa0; /PD4=1,PD5=0;PD6=1,PD7=0正转/ PORTB=0X00;/LED亮,只是为了标识 else /向后 PORTD= 0x50; /PD4=0,PD5=1;PD6=0,PD7=1反转/PORTB=0X00; else PORTD=0X00; /停止/PORTB=0X07; delay_ms(tim); / desired value: 8MHz/ actual value: 0.000MHz (800000100.0%)void timer0_init(void) TCCR0B = 0x00; /stop TCNT0 = 0x10; /set count OCR0A=0X30; TCCR0A = 0x00; TCCR0B = 0x02; /start timer#pragma interrupt_handler timer0_compa_isr:15void timer0_compa_isr(void)/PC4,PC3,PC2,PC1,PC0 光电管/M-PB0,L-PB1,R-PB2 指示灯/-PB6-测步数/ flg=0 没反射/ flg=1 有反射 if(PINB&0x40)=0x40) /-步数 GO_FLG=0; /PORTB &=(0X04 else /PORTB |=(0X04); GO_FLG=1; / tt=PINC; if(tt&0x02)=0x02) /-中右 PORTB &=(0X04);/中间右LED亮 MR_FLG=0; else PORTB |=(0X04);MR_FLG=1; if(tt&0x04)=0x04) /-中间 PORTB &=(0X01);/中间LED亮 MM_FLG=0; else PORTB |=(0X01);MM_FLG=1; if(tt&0x08)=0x08)/-中左 PORTB &=(0X02);/中左间LED亮 ML_FLG=0; else PORTB |=(0X02);ML_FLG=1; if(tt&0x10)=0x10)/-左 /PORTB &=(0X04);/右LED亮 L_FLG=0; else /PORTB |=(0X04); L_FLG=1; if(tt&0x01)=0x01)/-右 /PORTB &=(0X02);/左LED亮 R_FLG=0; else /PORTB |=(0X02); R_FLG=1; TCNT0 = 0x10; /reload counter value/*/停止;/*void STOP_go(void) PORTD=0X00; /停止 delay_ms(30); /*/控制向前，向后，左传，右转/ type=0 向后 ； type=1 向前 ；type=2 向左；type=3 向右转/ round 转的圈数 1round=4.2mm /*void GO_round(unsigned char type,unsigned int round) / r=2.15cm,每次计数走4.2mm, if(type=0) /向后round圈 FORWARD_go(0,1,0 );/前正 GO_count=0; GO_step=round; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); FORWARD_go(1,1,0 );/前正 delay_ms(40); STOP_go() ;/停 if(type=1) /向前round圈 FORWARD_go(1,1,0 );/前正 GO_count=0; GO_step=round; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); FORWARD_go(0,1,0 );/前正 delay_ms(40); STOP_go() ;/停 if(type=2) /向左round圈 PORTD= 0x90; /PD4=1,PD5=0;PD6=0,PD7=1 GO_step=round; GO_count=0; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); PORTD= 0x60; /PD4=0,PD5=1;PD6=1,PD7=0 delay_ms(40); STOP_go() ;/停 if(type=3) /向右round圈 PORTD= 0x60; /PD4=0,PD5=1;PD6=1,PD7=0 GO_step=round; GO_count=0; do while(!GO_FLG); while(GO_FLG); GO_count+; while(GO_step!=GO_count); PORTD= 0x90; /PD4=1,PD5=0;PD6=0,PD7=1 delay_ms(40); STOP_go() ;/停 else STOP_go() ;/停 /* 主程序*/void main(void) unsigned char temp,i; DDRD = 0xF0; /motor control port PORTD = 0xF0; DDRB = 0X07; /led control port PORTB = 0XF7; DDRC=0x00; /SENSOR INPUT PORT PORTC=0xff; OSCCAL=0XAB; /insert your functional code here. timer0_init(); MCUCR = 0x00; EICRA =