ASURO是一個完全使用C語言編程的可運動微型機器人,它是德國太空署屬下一個負責設計機器人與機械裝置的機構DLR為了教育用途而開發的。有經驗的電子技術人員甚至是初學者均能完成ASURO的組裝。除了印刷電路板外,該裝置完全使用標準元件構成。
ASURO僅使用開源軟體完成全部編程,因此ASURO非常適合用于微控器裝置入門學習,可用作大學或中學的課程設計與研究或是專業技術培訓中心的教學。ASURO在整個硬體的設計程序與軟體的編制程序都使用了開源軟體,由此也展示了如何不使用昂貴的工具與設備而完成機器人設計的方法。
ASURO配備了一個RISC處理器(精簡指令集處理器)和兩個獨立控制的馬達,一個線性跟蹤器,六個碰撞檢測開關,兩個行程感應器,三個指示燈和一個用于編程及由PC遙控用的紅外通訊口(見圖1.1)。
圖1.1 ASURO結構框圖
由西北工業大學計算機學院程式設計教學組(CP Team)對ASURO進行了升級改造,定名為ASURO-S版本。該版本洗掉了:線性跟蹤器,變更為“超聲波測距器”,即損失了“尋跡”功能,增加了“有距離避障”(原先為“碰撞避障”)。
圖1.2 ASURO電路布局圖
1.1 編程介面
ASURO采用Atmel公司AVR系列Tmega8L芯片作為微處理,其編程環境為WinAVR(Code::Blocks支持)。
1.1.1 介面函式
ASURO介面函式定義在asuro.h,實作在asuro.c,編程時需將該介面加入工程中。
1.Init函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void Init(void);
函式功能:
用來將小車的微處理器復位到初始狀態,它是程式真正開始前必須執行的一個函式,如果沒有這個函式,那么處理器就不知道如何作業。
示例代碼:
#include "asuro.h"
int main()
{ //asuro hello,world
//定義變數
Init();
//插入自己撰寫的程式
while(1); // 無限回圈
return 0; //這一步永遠不會被執行
}
為什么我們要在main函式的末尾加上一個無限回圈呢?這是因為正常情況下,main函式會通過回傳值0結束——return標志著程式的結束,但是在 asuro中,我們以前傳入進去的程式可能仍然在微處理器的存盤器中,也可能會被執行,這可能會導致一些不可預料的結果。為避免這些老的程式片斷被執行, 我們在程式當中加上一個無限回圈,使這些程式片斷永遠沒有機會被執行到,這樣程式就可以按照我們預定的方式結束。
2.StatusLED函式
函式原型:
#include “asuro.h”
inline void StatusLED(unsigned char color);
函式功能:
用來控制狀態燈(D12)的開與關,合法引數是:OFF, GREEN, RED 和 YELLOW。
示例代碼:
#include "asuro.h"
int main()
{
// 定義變數
Init();
StatusLED(RED); //將狀態燈變成紅色
while(1); // 無限回圈
return 0; //這一步永遠不會被執行
}
3.FrontLED函式
函式原型:
#include “asuro.h”
inline void FrontLED(unsigned char status);
函式功能:
用來控制前面的燈(D11)的開與關,合法引數是:OFF和ON。例如:FrontLED(ON)。
4.BackLED函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void BackLED(unsigned char left, unsigned char right);
函式功能:
用來控制后面兩個燈(D15和D16)的開與關,其中第一個引數描述后面左邊的燈D15的狀態,而第二個引數描述的后面右邊的燈D15的狀態,合法引數是:OFF和ON。例如:BackLED(OFF,ON);左邊的燈滅,而右邊的燈亮。
5.Sleep函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void Sleep(unsigned char timer36kHz);
函式功能:
這個函式可以使處理器等待一段時間。處理器等待的時間由一個引數決定,而這個引數的最大值只能是255,并且從一個72kHz(或36kHz)的定時器計算周期。
例如:這個計算器會等待3ms,0.003S/(1/72KHz)=216,所以,Sleep(216)會迫使處理器等待3ms。
6.MotorDir函式
函式原型:
#include “asuro.h”
inline void MotorDir(unsigned char left_dir, unsigned char right_dir);
函式功能:
這個函式控制小車兩個輪子的旋轉方向,一般在速度控制函式之前使用,合法引數FWD (向前), RWD (向后), BREAK (停止)和FREE (慣性滑行)。例如:MotorDir(FWD,BREAK);將會使左邊的輪子向前,而右邊的輪子停止。
7.MotorSpeed函式
函式原型:
#include “asuro.h”
inline void MotorSpeed(unsigned char left_speed, unsigned char right_speed);
函式功能:
這個函式用來控制兩個輪子的速度,最大速度是255。根據機械條件,發動機將會以大約60的值旋轉。這個引數的值實際上控制的是發動機的功率,而實際的轉速還受很多其他因素的限制,不如說摩擦力和坡面的傾斜度。
MotorSpeed (255,0);左邊的輪子以最大速度轉動,而右邊的輪子不動,當然在這個函式呼叫之前,要有MotorDir()來設定輪子轉動的方向。
8.SerWrite函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void SerWrite(unsigned char *data,unsigned char length);
函式功能:
這個函式通過串行介面IR,以2400Bit/s,8位資料位,無奇偶校驗,停止位1,無資料流的方 式從ASURO接收資料。引數描述呢要傳送的字符,和傳送的長度。例如:SerWrite("Hello how are you?",18);如果啟動超級中斷,這時小車會將Hello how are you?傳送到超級終端
9.SerRead函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void SerRead(unsigned char *data, unsigned char length, unsigned int timeout);
函式功能:
與上面的函式相反,這個函式的作用是用于ASURO接收我們發出去的字串,第一個引數用來保存字串指標,第二個引數描述希望小車接收到多少個字串,第三個引數描述的是延時時間。
Timeout引數用來防止當小車沒有接收到足夠多的字符的時候,無限等待。如果在延時時間之內沒有足夠多的字符接收到,那么這個函式將會被忽略,而接收到的字符將會被‘T’(=Timeout)代替。如果你把Timeout引數定義為0,那么這個函式將會一直等待,直到接收到所有期望的字符。
示例代碼:
#include "asuro.h"
int main()
{
char data; //用于存放接收到的字串
Init();
SerRead(data,1,0); //讀取資料
If(data=https://bbs.csdn.net/topics/=’G’) {
//如果接收到的字符是G那么小車就向前走
MotorDir(FWD,FWD);
MotorSpeed(120,120);
}
while(1); // 無限回圈
return 0; //這一步永遠不會被執行
}
10.LineData函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void LineData(unsigned int *data);
函式功能:
這個函式用來讀取在小車車底兩側光敏晶體管的強度。
你首先必須要定義一個能夠存放兩個int型資料的指標。這個函式將兩個光敏晶體管的模擬量轉換成數字量,而陣列里面的第一個值存放的就是左邊晶體管的數字量,第二個存放的是右邊的。最大強度是1023,而全黑的時候,就是0。
例如:
unsigned int data[2];
LineData(data);
data[0] 描述左邊晶體管的強度
data[1] 描述右邊晶體管的強度
通常情況下,不會有這些極限資料檢測到,而實際能夠檢測到的值就是在0到1023之間。
示例代碼:
#include "asuro.h"
int main()
{
char data; //用于存放接收到的字串
Init();
SerRead(data,1,0); //讀取資料
If(data=https://bbs.csdn.net/topics/=’G’) {
//如果接收到的字符是G那么小車就向前走
MotorDir(FWD,FWD);
MotorSpeed(120,120);
}
while(1); // 無限回圈
return 0; //這一步永遠不會被執行
}
11.OdometrieData函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void OdometrieData(unsigned int *data);
函式功能:
這個函式掃描反射的光敏元件(D13, D14)。當這兩個傳感器是激活的,那么這個函式就回傳光敏傳感器(T11, T12)的數模轉換值。和LineData()函式一樣,這些資料同樣的放在data陣列中,其中第一個整數描述的是左邊的傳感器(T11)的數模轉換 值,而第二個整數描述的是右邊(T12)的值。其中,最大的亮度是0,而全黑的時候就是1023。通常情況下,不會有這些極限資料檢測到,而實際能夠檢測 到的值就是在0到1023之間。
例如:
unsigned int data[2];
OdometrieData(data);
data[0] 描述左邊晶體管的強度
data[1] 描述右邊晶體管的強度
注意:這個函式并不是提供的旋轉的資料,而實際上描述的是反射的光敏元件的資料。通過辨別明暗,計算明暗過渡的次數,而要計算旋轉的次數,這個就留給編程員自己去做了。
12.PollSwitch函式
函式原型:
#include “asuro.h”
unsigned char PollSwitch (void);
函式功能:
這個函式掃描接觸開關(K1-K6),并且回傳一個位元組,這個位元組描述了哪個開關被觸碰了。其中K1對應的是位元組的第0位,K2對應第1位,依次類推K6對應位元組第5位。所以有下面結論:
? Bit0 (1) -> K6
? Bit1 (2) -> K5
? Bit2 (4) -> K4
? Bit3 (8) -> K3
? Bit4 (16) -> K2
? Bit5 (32) -> K1
所以如果開關1、3、5被觸碰,那么回傳的值就是42 (32+8+2 = 42)。
注意:如果想得到準確資料,電容C7必須要先放電,這可能要花費你一些時間。
13.StartSwitch函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void StartSwitch(void);
函式功能:
當接觸開關(K1-K6)按下時,產生中斷。
14.StopSwitch函式
函式原型:
#include “asuro.h”
void StopSwitch(void);
函式功能:
停止接觸開關(K1-K6)發出中斷。
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