机器人微控制器与程序设计

机器人微控制器与程序设计null复习导入复习导入机器人的概念机器人的组成 2010 机器人大赛构思微控制器与电子知识基础微控制器与电子知识基础第二讲本章内容本章内容微控制器的一些概念和作用 1电子学基础知识3实验条件4微控制器应用实例2.1 微控制器的一些概念和作用 2.1 微控制器的一些概念和作用什么是微控制器？微控制器（Micro Control Unit）在中国俗称“单片机”，它是把中央处理器CPU，随机存取存储器RAM（存放数据），只读存储器ROM（存放程序），输入/输出端口等主要的计算机功能部件都集成在一块电路芯片上从而形成...

null复习导入复习导入机器人的概念机器人的组成 2010 机器人大赛构思微控制器与电子知识基础微控制器与电子知识基础第二讲本章内容本章内容微控制器的一些概念和作用 1电子学基础知识3实验条件4微控制器应用实例2.1 微控制器的一些概念和作用 2.1 微控制器的一些概念和作用什么是微控制器？微控制器（Micro Control Unit）在中国俗称“单片机”，它是把中央处理器CPU，随机存取存储器RAM（存放数据），只读存储器ROM（存放程序），输入/输出端口等主要的计算机功能部件都集成在一块电路芯片上从而形成的一部超微型计算机。2.1 微控制器的一些概念和作用2.1 微控制器的一些概念和作用学了微控制器可用来做什么目前微控制器渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有微控制器的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种手机、充电器、电话、电风扇、录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开微控制器。 2.1 微控制器的一些概念和作用2.1 微控制器的一些概念和作用利用微控制器进行开发的一般过程先进行硬件电路的搭建，然后根据硬件设计编写程序并把程序加载到微控制器里。基本概念：硬件软件2.1 微控制器的一些概念和作用2.1 微控制器的一些概念和作用Microchip的PIC16F877微控制器 2.2 微控制器应用实例2.2 微控制器应用实例巡光机器人的设计 2.2 微控制器应用实例2.2 微控制器应用实例改进后的巡光机器人2.2 微控制器应用实例Void main(void) { While(key != collision){ //循环直到机器人撞上某物 if(LeftLightSensorValue >= MaximumValue) RightMotorSpeed = MaximumSpeed; Else //右侧电机速度低于最大速度运行时 RightMotorSpeed = LeftLightSensorValue; if(RightLightSensorValue >= MaximumValue) LeftMotorSpeed = MaximumSpeed; Else //左侧电机速度低于最大速度运行时 LeftMotorSpeed = RightLightSensorValue; } RightMotorSpeed = 0; //电机停止 LeftMotorSpeed = 0; }2.2 微控制器应用实例2.2 微控制器应用实例2.2 微控制器应用实例ASURO移动机器人 2.2 微控制器应用实例2.2 微控制器应用实例ASURO移动机器人框架结构 2.2 微控制器应用实例2.2 微控制器应用实例ASURO移动机器人功能巡线避障在深渊处停止红外通信测量车速和行驶里程读取电池电压画图费洛蒙跟踪：一个领队ASURO走出一条路径，其他ASURO按照这个路径行走。这个实验至少需要2个ASURO。如果使用真正的气味传感器，你将组成一个气味传感系统。2.3 电子学基础知识电阻主要用于分流、分压2.3 电子学基础知识电阻按阻值特性可以分为固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻，如热敏、湿敏、压敏、光敏电阻) null例题：棕黑橙金绿棕黑黑棕两个概念两个概念微控制器的应用当中，我们经常会提到两个关于电阻的术语，即上拉电阻和下拉电阻。 2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识电容（capacitor）主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。在大型电容上，电容值会用详细的文字标示出来。小电容通常标有3个数字来代表电容值，头两个数字表示电容值的第一第二位，接下来的一个数字表示0的个数，单位为皮法，例如一个瓷片电容上标有104，则电容值为10×104=100000pF=100nF=0.1uF。典型应用典型应用电容的作用一般为滤波，下面给出三种滤波电路，分别为平整电压、高通滤波、低通滤波。2.3 电子学基础知识二极管（Diode）二极管最主要的特性就是它的电流单向导通行，电流只能从阳极流至阴极。二极管如果正向导通，则在其两端会产生一个介于0.3V到1V的压降，称之为正向导通电压，在反向应用时如果加在二极管两端的电压超过其反向电压，二极管将被击穿和损毁。 2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识晶振：数字电路基本上都需要一个稳定的频率和一个准确的时钟，所以经常会用到晶体振荡器。微控制器也不例外，它也需要一个精确的时钟信号来完成内部的操作，晶振确定了微控制器处理指令的速度。2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识双极性晶体管（bipolar transistor）双极性晶体管是一种固体半导体器件，可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。双极性晶体管包含三个引脚，分别成为基极（base）、集电极（collector）、发射极（emitter）。双极性晶体管是由输入电流控制的，在基极和发射极之间流过一个较小的电流，集电极和发射极之间会流过一个很大的电流，集射极电流和基极电流的比成为该晶体管的放大倍数。2.3 电子学基础知识注意：光敏晶体管2.3 电子学基础知识CMOS电路与逻辑电平 2.3 电子学基础知识 CMOS是由电压控制的一种半导体器件，它最大的特点就是低功耗，微控制器主要是采用CMOS工艺制作而成的。MOS管可以分为N型MOS管和P型MOS管两种。如图所示null高速CMOS电路的电源电压Ｖcc通常为+5V，接地端为0V。高电平为逻辑1，电平值的范围为Vcc的65%到Vcc，即+3.5V—+5V。低电平是做逻辑0，要就不超过Vcc的35%或+1.5V，+1.5V—+5V之间为不确定电平，在硬件设计中要避免不确定电平。随着今年的发展，微控制器的电源电压不断下降，3.3V的CMOS器件已大量使用，甚至1.8V的微控制器也已经出现，将来电压还会下降。 2.3 电子学基础知识非门 2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识与非门 2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识或非门 2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识三态门 2.3 电子学基础知识2.3 电子学基础知识D触发器 2.3 电子学基础知识当控制端C为高电平时，传输门A打开，传输门B关闭。数据输入端经反向器F、E反向达到Q。D与Q端一致。当C端由1变为0时，传输门A关闭，B打开，反向器F、E形成稳定的反馈闭环，D端的输入状态不在对输出端Q有影响，也就是说C端由高变低时，将D端当时的状态所存了下来，故也称之为锁存器。2.4 实验条件2.4 实验条件PC 数字万用表 +5V直流电源面包板焊接装置剥线钳镊子螺丝刀微控制器面包板连接线等nullnull课堂练习课堂练习设计与门和或门

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