畢業(yè)設(shè)計---基于能力風(fēng)暴機器人的紅外通訊模塊設(shè)計

1、<p>　　本科畢業(yè)論文 (設(shè)計)</p><p>　　題 目：基于能力風(fēng)暴機器人的紅外通訊模塊設(shè)計</p><p>　　學(xué) 院: 機電工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機械電子工程 </p><p>　　基于能力風(fēng)暴機

2、器人的紅外通訊模塊設(shè)計</p><p>　　The design of IR communication module based on Ability Storm Robot</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　這篇論文介紹了基于能力風(fēng)暴機器人的紅外通訊模塊的設(shè)計，涉及紅外通訊模塊的選擇，與單片機的電路連接，用PR

3、OTEL 99 SE繪制電路原理圖及印制電路板電路以及用VJC1.6編寫的調(diào)試程序等內(nèi)容。該模塊外圍接口芯片少，電路連線簡單，可靠性高，較好的解決了機器人在比賽過程中的通訊協(xié)作問題。</p><p>　　關(guān)鍵詞:紅外通訊模塊；PROTEL 99 SE；VJC1.6；機器人</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　

4、　This paper describes a method of the design of IR communication module,including the selection of IR communication module,the circuit of the MCU and IR communication module, the circuit schematic and printed circuit bo

5、ard are maken out using Protel 99 SE and a simple program using VJC1.6 and so on.This communication module is composed of fewer ciecuit chips and easily linked with higher safety. It solves the communication problem bet

6、ween different robots in the game.</p><p>　　Kerwords: IR communication module; PROTEL 99 SE; VJC1.6;Robots</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒論……………………………………………………………………

7、…………1</p><p>　　1.1 課題來源………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1.1 課題的研究目的和意義………………………………………………1</p><p>　　1.2 目前的國內(nèi)形勢和發(fā)展趨勢………………………………………………2</p><p>　　1.2.1 我國機器人的發(fā)展現(xiàn)狀…

8、……………………………………………2</p><p>　　1.2.2 我國機器人技術(shù)的水平………………………………………………2</p><p>　　1.2.3 我國機器人的發(fā)展趨勢………………………………………………3</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容和實現(xiàn)方案………………………………………………4</p><p>　　2 能力

9、風(fēng)暴機器人概述…………………………………………………………5</p><p>　　2.1 開設(shè)能力風(fēng)暴機器人教育的意義…………………………………………5</p><p>　　2.2 能力風(fēng)暴機器人的外形與結(jié)構(gòu)……………………………………………5</p><p>　　2.2.1 能力風(fēng)暴機器人的外形………………………………………………5</p><

10、p>　　2.2.2 能力風(fēng)暴機器人的結(jié)構(gòu)………………………………………………6</p><p>　　2.3 能力風(fēng)暴機器人的計算機硬件……………………………………………11</p><p>　　2.4 能力風(fēng)暴機器人的開發(fā)能力………………………………………………12</p><p>　　2.4.1 軟件開發(fā)能力…………………………………………………………12&

11、lt;/p><p>　　2.4.2 機械擴展能力…………………………………………………………12</p><p>　　2.4.3 電子擴展能力…………………………………………………………14</p><p>　　3 紅外通訊模塊設(shè)計………………………………………………………………14</p><p>　　3.1 紅外通訊簡介…………………………

12、……………………………………14</p><p>　　3.1.1 紅外通訊歷史…………………………………………………………14</p><p>　　3.1.2 紅外通訊原理…………………………………………………………14</p><p>　　3.1.3 紅外通訊特點…………………………………………………………14</p><p>　　3.2

13、紅外通訊模塊設(shè)計…………………………………………………………14</p><p>　　3.2.1 方案選擇………………………………………………………………14</p><p>　　3.2.2 方案比較………………………………………………………………17</p><p>　　3.2.3 實際方案選擇…………………………………………………………18</p>

14、<p>　　3.3 電路原理圖和PCB電路板的繪制…………………………………………18</p><p>　　3.3.1 EDA技術(shù)概述…………………………………………………………18</p><p>　　3.3.2 PROTEL 99 SE 簡介…………………………………………………19</p><p>　　3.3.3 繪制原理圖………………………………

15、……………………………19</p><p>　　3.3.4 PCB圖繪制……………………………………………………………21</p><p>　　4 紅外通訊模塊的軟件調(diào)試……………………………………………………22</p><p>　　4.1 VJC簡介……………………………………………………………………22</p><p>　　4.2

16、流程圖和JC代碼編寫……………………………………………………22</p><p>　　4.2.1 流程圖編寫…………………………………………………………22</p><p>　　4.2.2 JC代碼編寫…………………………………………………………25</p><p>　　5 結(jié)論…………………………………………………………………………29</p>&

17、lt;p>　　謝詞………………………………………………………………………………30</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………31</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題來源</b></p><p>　

18、　機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。它可以說是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。機器人是近年來的研究熱點，其研究水平是一個國際科技實力的重要標志。</p><p>　　

19、"能力風(fēng)暴"（Ability Storms）機器人由上海廣茂達電子信息有限公司開發(fā)，呈單片機結(jié)構(gòu)，外形酷似宇UFO，是專為個人機器人的需求設(shè)計的, 它是最優(yōu)秀的科技類探索性課程及課外活動的教具，它融合了光學(xué)、機械、電子、計算機等學(xué)科的高科技知識，集輔助教學(xué)和娛樂于一身。能力風(fēng)暴個人機器人的配有5種十幾個傳感器，另外還可以根據(jù)需要擴展其他傳感器，對環(huán)境的感知能力很強。感知環(huán)境的能力是產(chǎn)生智能行為的前提，因此能力風(fēng)暴能產(chǎn)

20、生許多智能性行為。</p><p>　　本課題主要是設(shè)計一塊無線通訊模塊，用于解決“能力風(fēng)暴”大學(xué)版機器人在比賽過程中多機器人協(xié)作的問題</p><p>　　1.1.1課題的研究目的和意義</p><p>　　“機器人產(chǎn)業(yè)在二十一世紀將成為和汽車、電腦并駕齊驅(qū)的主干產(chǎn)業(yè)?！睆凝嫶蟮墓I(yè)機器人到微觀的納米機器人，從代表尖端技術(shù)的仿人型機器人到孩子們喜愛的寵物機器人，機

21、器人正在日益走近我們的生活，成為人類最親密的伙伴。機器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化在中國具有一定的現(xiàn)實基礎(chǔ)和廣闊的市場前景。</p><p>　　開展機器人研究活動，對加強思想道德教育，提高科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展自身潛能，引導(dǎo)更多學(xué)生關(guān)注科技、熱愛科技、走進科技具有重大意義。同時有利于積極推進基礎(chǔ)教育和高等教育改革，滲透科學(xué)技術(shù)教育，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。</p><p>　　本課題通過對基于能力風(fēng)暴機

22、器人的無線通訊模塊的設(shè)計,旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注機器人事業(yè)的發(fā)展，將理論與實踐緊密地結(jié)合起來，提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和綜合能力。為我國機器人領(lǐng)域研究培養(yǎng)后備人才，提高我國在機器人領(lǐng)域的國際地位作出積極貢獻。</p><p>　　1.2 目前國內(nèi)形勢和發(fā)展趨勢</p><p>　　1.2.1 我國機器人的基本狀況</p><p>　　近年來我國的機器人技術(shù)

23、也取得了長足的發(fā)展，但是與世界發(fā)達國家相比，還有一定的差距，如可靠性低于國外產(chǎn)品；機器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。我國目前從事機器人研發(fā)和應(yīng)用工程的單位相對較少，工業(yè)機器人的擁有量遠遠不能滿足需求量，長期大量依靠從國外引進。</p><p>　　我國非常重視機器人的研究。國家“七五”科技攻關(guān)將工業(yè)機器人和水下機器人的研究和開發(fā)列入計劃，組織了點焊、弧焊、噴漆、搬運等型號的工業(yè)機器

24、人的攻關(guān)，使中國工業(yè)機器人一起步就瞄準了實用化方向。</p><p>　　1.2.2 我國機器人技術(shù)的水平</p><p>　　機器人技術(shù)集機械、電子、材料、計算機、傳感器、控制等多門學(xué)科于一體，是國家高科技實力和發(fā)展水平的重要標志。先進機器人技術(shù)不僅是國家工業(yè)關(guān)鍵裝備的重要支撐技術(shù)，也是國家空間計劃、國防裝備以及與社會安全緊密相關(guān)的反恐防爆裝備的核心技術(shù)之一，同時還是國家發(fā)展高技術(shù)服務(wù)

25、業(yè)（如助老助殘機器人、家庭服務(wù)機器人）等新經(jīng)濟增長點的關(guān)鍵技術(shù)。通過研發(fā)機器人技術(shù)，可以提升我國科技競爭力，改善人民生活水平。</p><p>　　中國工業(yè)機器人經(jīng)過“七五”攻關(guān)計劃、“九五”攻關(guān)計劃和863計劃的支持已經(jīng)取得了較大進展,工業(yè)機器人市場也已經(jīng)成熟,應(yīng)用上已經(jīng)遍及各行各業(yè),但進口機器人占了絕大多數(shù)。我國在某些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破,但還缺乏整體核心技術(shù)的突破,具有中國知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機器人則很少。目前我國

26、機器人技術(shù)相當(dāng)于國外發(fā)達國家20世紀80年代初的水平,特別是在制造工藝與裝備方面,不能生產(chǎn)高精密、高速與高效的關(guān)鍵部件。我國目前取得較大進展的機器人技術(shù)有:數(shù)控機床關(guān)鍵技術(shù)與裝備、隧道掘進機器人相關(guān)技術(shù)、工程機械智能化機器人相關(guān)技術(shù)、裝配自動化機器人相關(guān)技術(shù)。現(xiàn)已開發(fā)出金屬焊接、噴涂、澆鑄裝配、搬運、包裝、激光加工、檢驗、真空、自動導(dǎo)引車等的工業(yè)機器人產(chǎn)品,主要應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機械、家電等行業(yè)。 </p><

27、p>　　我國機器人技術(shù)主題發(fā)展的戰(zhàn)略目標是:根據(jù)2l世紀初我國國民經(jīng)濟對先進制造及自動化技術(shù)的需求,瞄準國際前沿高技術(shù)發(fā)展方向創(chuàng)新性地研究和開發(fā)工業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。未來工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展的重點有:第一,危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人;第二,醫(yī)用機器人:主要有腦外科手術(shù)輔助機器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機器人:主要有移動機器人,網(wǎng)絡(luò)遙控操作機器人等

28、。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 1.2.3 我國機器人的發(fā)展趨勢</p><p>　　(1)機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降，平均單機價格從91年的10．3萬美元降至97年的6．5萬美元,而且最近價格降低的速度更是驚人。</p><p>　　(2)機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測

29、系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。</p><p>　　(3)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。</p><p>　　(4)機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配

30、、焊接機器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。</p><p>　　(5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人,不僅節(jié)約了大量的時間和精力,而且方便實用。</p><p>　　

31、(6)當(dāng)代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。</p><p>　　(7)機器人化機械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。</p

32、><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容和實施方案</p><p>　　機器人足球系統(tǒng)的研究涉及非常廣泛的領(lǐng)域，包括機械電子學(xué)、機器人學(xué)、傳感器信息融合、智能控制、通訊、計算機視覺、計算機圖形學(xué)、人工智能等等，吸引了世界各國的廣大科學(xué)研究人員和工程技術(shù)人員的積極參與。更有意義的是，機器人足球比賽的組織者始終奉行研究與教育相結(jié)合的根本宗旨。蓬勃發(fā)展的機器人足球比賽對機器人的研究起到了巨大的推動作用。

33、</p><p>　　在機器人足球比賽中，各機器人之間以及機器人與主機之間的協(xié)調(diào)問題難以解決。為此可以為其設(shè)計一塊無線通訊模塊，該模塊可以解決各機器人之間以及機器人與主機之間的通訊問題，使之相互之間能夠更好的協(xié)作。</p><p>　　第二章 能力風(fēng)暴機器人概述</p><p>　　2.1 開設(shè)能力風(fēng)暴機器人教育的意義</p><p>　　自

34、從20世紀60年代初世界第一臺機器人誕生以后,機器人技術(shù)得到了迅速地發(fā)展.在21世紀,機器人技術(shù)的進步將會對科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響.</p><p>　　高技術(shù)研究發(fā)展計劃("863"計劃)是我國關(guān)于高技術(shù)的中長期研究發(fā)展計劃,智能機器人是自動化領(lǐng)域的主題之一."863"計劃開始實施以來,在特種機器人,機器人應(yīng)用工程,機器人基礎(chǔ)技術(shù)等方面取得了很大成績,組織和培養(yǎng)了一

35、支數(shù)量可觀的研究開發(fā)隊伍,建立了一批各具特色的研究開發(fā)環(huán)境,"863"計劃已成為我國發(fā)展智能機器人技術(shù)的最重要的陣地. 我們非常慶幸有這樣一個平臺能使學(xué)生比較全面綜合地了解現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計,機械,電子,傳感器,計算機軟件,硬件,人機交互,人工智能等諸多領(lǐng)域的先進技術(shù),并親身接觸和體驗現(xiàn)代高新技術(shù),在學(xué)生獲得科技知識和實踐能力的同時,激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造發(fā)明的潛能,這個平臺就是------智能機器人.<

36、/p><p>　　能力風(fēng)暴機器人就是一種非常典型的智能機器人。</p><p>　　能力風(fēng)暴機器人AS-UⅡ（以下簡稱：AS-UⅡ）是上海廣茂達公司生產(chǎn)的專門面向教育的機器人。它融合了現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計、機械、電子、傳感器、計算機和人工智能等諸多領(lǐng)域的先進技術(shù)，學(xué)生可以通過使用能力風(fēng)暴個人機器人接觸到多方面的知識和技術(shù)。它提供了一個接口平臺，可供用戶進行擴展，實現(xiàn)二次開發(fā)，在軟件，機械，電子等方面均

37、有較強的延拓能力。它采用圖形化交互C語言（簡稱VJC）完成AS-UⅡ的軟件開發(fā)，具有基于流程圖的編程語言和交互式C語言(簡稱JC),便于用戶自由發(fā)揮。</p><p>　　開展能力風(fēng)暴機器人研究活動，旨在進一步加強未成年人思想道德教育，提高廣大青少年的科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展自身潛能，引導(dǎo)更多的大中小學(xué)生關(guān)注科技、熱愛科技、走進科技，涌現(xiàn)出更多的未來科學(xué)家和未來工程師。在積極推進基礎(chǔ)教育和高等教育改革的過程中，滲透科學(xué)技術(shù)

38、教育，努力培養(yǎng)大中小學(xué)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。</p><p>　　2.2 能力風(fēng)暴機器人的外形與結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.2.1 能力風(fēng)暴機器人的外形</p><p>　　能力風(fēng)暴機器人外形酷似UFO，圖2.1是能力風(fēng)暴機器人的外觀俯視圖。</p><p>　　2.2.2能力風(fēng)暴機器人的結(jié)構(gòu)</p><p>　

39、　AS-UII 是面向教育的新一代智能移動機器人。AS-UII結(jié)構(gòu)參見圖2.2</p><p>　　圖2.2 AS-UII的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2.1 能力風(fēng)暴機器人的外觀俯視圖</p><p>　　AS-UII有一個功能強大的微處理系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)，而且它還能擴展聽覺、視覺、和觸覺，成為真正意義上的智能機器人。 AS-UII的身體結(jié)構(gòu)主要由控

40、制部分、傳感器部分和執(zhí)行部分三大部分組成。每一部分介紹如下：</p><p><b>　　1．控制部分</b></p><p>　　控制部分是AS-UII機器人的核心組成部分，見圖2.3。</p><p>　　圖2.3 AS-UII的控制部分</p><p>　　從圖中我們可以清楚的看到AS-UII控制部分的主要由以下兩

41、個部分組成：</p><p><b>　　1）主板</b></p><p>　　位于AS-UII“心臟”部位的控制部件是AS-UII的大腦——主板，它由很多電子元器件組成，跟人的大腦一樣，主要完成接收信息、處理信息、發(fā)出指令等一系列過程。AS-UII的大腦有記憶功能，這主要由主板上的內(nèi)存來實現(xiàn)，至于“大腦”的分析、判斷、決斷功能則由主板上的眾多芯片共同完成。</

42、p><p><b>　　2）控制按鍵</b></p><p>　　位于AS-UII背部的控制面板，是AS-UII機器人運行控制部件，具體按鍵分布如下圖所示：</p><p>　　圖2.4 控制按鍵部分</p><p><b>　　開關(guān)按鈕</b></p><p>　　控制AS-U

43、II電源開關(guān)的按鈕，按此按鈕可以打開或關(guān)閉機器人電源。</p><p><b>　　“電源”指示燈</b></p><p>　　按下AS-UII的開關(guān)后，這個燈會發(fā)綠光，這時就可以與機器人進行交流。</p><p><b>　　“充電”指示燈</b></p><p>　　當(dāng)你給機器人充電時，“充電”

44、指示燈發(fā)紅光。</p><p><b>　　“充電口”</b></p><p>　　將充電器的相應(yīng)端插入此口，再將另一端插到電源上即可對機器人充電。</p><p><b>　　“下載口”</b></p><p>　　“充電口”旁邊的“下載口”用于下載程序到機器人主板上，使用時只需將串口連接線的相應(yīng)

45、端插入下載口，另一端與計算機連接好，這樣機器人與計算機就連接起來了。</p><p>　　“復(fù)位/ASOS”按鈕</p><p>　　這是個復(fù)合按鈕，用于下載操作系統(tǒng)和復(fù)位。當(dāng)串口通信線接插在下載口上時，按擊此按鈕，機器人系統(tǒng)默認為此操作為下載操作系統(tǒng)；如果你想使用其復(fù)位功能則需要將通信線拔下，按擊此按鈕，機器人系統(tǒng)認為此操作為系統(tǒng)復(fù)位。</p><p><b

46、>　　“運行”鍵</b></p><p>　　打開電源后，按擊“運行”鍵，機器人就可以運行內(nèi)部已存儲的程序，按照“指令”行動。</p><p><b>　　“通信”指示燈</b></p><p>　　“通信”指示燈位于機器人主板的前方，在給AS-UII下載程序時，這個黃燈會閃爍，這樣就表明下載正常，程序正在進入機器人的“大腦”

47、即CPU。</p><p><b>　　2．傳感器部分</b></p><p>　　AS-UII機器人的傳感器，如圖2.5所示。主要有以下五種傳感器：</p><p><b>　　1）碰撞傳感器</b></p><p>　　AS-UII機器人的下部放置了一個碰撞系統(tǒng)，保證AS-UII機器人的正常活動

48、。AS-UII機器人的碰撞機構(gòu)能夠檢測到來自360°范圍內(nèi)物體的碰撞，使AS-UII機器人遭遇到來自不同方向的碰撞后，能夠轉(zhuǎn)彎避開并保持正常活動。</p><p><b>　　紅外傳感器</b></p><p>　　AS-UII機器人的紅外傳感器共包含兩種器件：紅外發(fā)射管和紅外接收管，看圖2.5就可以發(fā)現(xiàn)紅外接收管位于AS-UII機器人的正前方，兩只紅外發(fā)射

49、管位于紅外接收管的兩側(cè)。紅外發(fā)射管可以發(fā)出紅外線，紅外線在遇到障礙后被反射回來，紅外接收管接收到被反射回來的紅外線以后，通過A/D轉(zhuǎn)換送入CPU進行處理。AS-UII機器人的紅外傳感器能夠看到前方10cm～80cm，90°范圍內(nèi)的比210mmx150mm面積大的障礙物，如果障礙物太小太細、或者在它的可視范圍以外，它可就沒法看到了。在AS-UII機器人的可視范圍內(nèi)，它的可視距離是可以調(diào)整的。</p><p&g

50、t;　　圖2.5 AS-UII傳感器部分</p><p><b>　　3）光敏傳感器</b></p><p>　　光敏傳感器是由兩個光敏電阻組成，它位于機器人的正前方。光敏傳感器能夠探測光線，不過在這里我們是讓它看見特定的顏色。在AS-UII機器人的光敏傳感器罩上了一層濾光紙，通過它的顏色來決定AS-UII機器人能探測什么顏色的光線。</p><p

51、><b>　　話筒</b></p><p>　　AS-UII機器人的話筒的功能很強，它可以感受到聲音的強弱。但AS-UII的話筒和人的耳朵一樣，并不是所有的聲音都能聽得見，能聽見的聲音在一定的頻率范圍內(nèi)，這個范圍和人能聽得到的范圍大致是一樣的，大約是16Hz～20000Hz的機械波。</p><p>　　AS-UII機器人在聽到聲音命令后，會根據(jù)指示（由程序事先

52、輸入）采取行動。5）光電編碼器</p><p>　　在AS-UII機器人里有碼盤和光耦（光電編碼器）。光電編碼器主要作為控制的反饋信號。光耦通過測定隨輪軸一起轉(zhuǎn)動的碼盤的轉(zhuǎn)動角度，得出輪子所轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，從而測定距離。</p><p><b>　　3．執(zhí)行部分</b></p><p>　　AS-UII機器人的執(zhí)行部分是指機器人執(zhí)行具體功能時所要用

53、到的部件，如圖2.6AS-UII執(zhí)行部分所示。</p><p><b>　　LCD</b></p><p>　　圖2.6 AS-UII執(zhí)行部分</p><p><b>　　1）揚聲器</b></p><p>　　AS-UII機器人也可以通過揚聲器發(fā)出一定頻率的聲音，也可以通過編程讓機器人演奏歌曲。&

54、lt;/p><p><b>　　2）LCD</b></p><p>　　AS-UII機器人上的LCD可以顯示除中文外的各種字符。利用LCD可以單步顯示程序運行的中間結(jié)果。</p><p>　　3）主動輪及其驅(qū)動機構(gòu)</p><p>　　AS-UII機器人的主動輪有兩只，能夠完成向前直走，向后轉(zhuǎn)彎，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，原地打轉(zhuǎn)這些平地

55、上的技術(shù)動作；正因為有驅(qū)動機構(gòu)齒輪箱的存在，AS-UII才可以利用直流電機輸出的動力。</p><p><b>　　從動輪</b></p><p>　　AS-UII機器人有2只從動輪，通過安置彈簧，它們可以在垂直與地面的方向上上下移動，保持機器人動態(tài)平衡和實現(xiàn)一定的越障功能。</p><p><b>　　5）直流電機</b>

56、;</p><p>　　在AS-UII機器人上有兩個直流電機。</p><p>　　4．AS-UII的能源</p><p>　　將AS-UII機器人頭朝下翻過來，就能夠看到它的底盤下安裝有一個盒體，這就是電池。見圖2.7 AS-UII的電池。智能機器人的能量就來自于這個電池。</p><p>　　圖2.7 AS-UII的電池</p>

57、;<p>　　2.3 能力風(fēng)暴機器人的計算機硬件</p><p>　　人對周圍環(huán)境的反應(yīng)過程主要是感覺→大腦思考→作出反映，機器人的信息處理流程也是如此。</p><p>　　能力風(fēng)暴智能機器人的配有5種十幾個傳感器，另外還可以根據(jù)需要擴展其他傳感器，對環(huán)境的感知能力很強。感知環(huán)境的能力是產(chǎn)生智能行為的前提，因此能力風(fēng)暴能產(chǎn)生許多智能性行為。</p><p

58、>　　能力風(fēng)暴通過微控制器（microcontroller）來思維。我們采用的是Motorola公司8位單片機中功能最強、集成功能最全的高檔機種。它的可靠性很高，有程序自下載功能。能力風(fēng)暴連上串口線就可自動下載程序。</p><p>　　計算機硬件決定了機器的極限潛能，去開發(fā)這種潛能是軟件的工作。我們?yōu)橛脩籼峁┝私换ナ綀D形化編程C語言—VJC，它使開發(fā)能力風(fēng)暴的高層行為充滿了樂趣。有的低層的驅(qū)動軟件與硬件相

59、關(guān)太緊密或?qū)崟r要求很高，需要用匯編語言來處理。</p><p>　　能力風(fēng)暴智能機器人的執(zhí)行器有：二只高性能直流電機；一只喇叭；一只2*16字符的液晶顯示器。</p><p>　　能力風(fēng)暴機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8 能力風(fēng)暴機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　能力風(fēng)暴計算機硬件的設(shè)計策略是盡量選擇功能齊全

60、、可靠、周邊設(shè)備集成度高的微控制器，價格也需控制，能讓中國的學(xué)生以可以承受的價格獲得世界上先進的智能機器人計算平臺。Motorola生產(chǎn)的68HC11，使我們以極少的周邊芯片獲得了齊全的功能，8個模擬口，5個輸入捕捉，3個PWM輸出，16位地址，8位數(shù)據(jù)總線，串口，以及4個通用I/O。</p><p>　　同時，充分考慮到軟件開發(fā)工具問題。因為沒有優(yōu)秀方便的軟件開發(fā)工具，硬件只能成為專有系統(tǒng)，而無法成為開發(fā)平臺。

61、68HC11的自下載功能，使我們擁有了純軟件開發(fā)調(diào)試的優(yōu)秀工具JC。JC即可用于開發(fā)高層應(yīng)用軟件，又便于開發(fā)低層驅(qū)動，還能交互調(diào)試。</p><p><b>　　1．微控制器</b></p><p>　　68HC11E1有CPU、片內(nèi)存儲器、定時器系統(tǒng)、串行口、A/D、并行I/O口，中斷和復(fù)位系統(tǒng)組成。</p><p><b>　　2

62、. 外部存儲器</b></p><p>　　能力風(fēng)暴智能機器人擴展了32K的靜態(tài)不揮發(fā)RAM。其優(yōu)點是既有靜態(tài)RAM的速度和方便（70ns），又有EEPROM或FlashRom的掉電不丟失性，從而能將程序和數(shù)據(jù)合用一個芯片。AS62256寫入的數(shù)據(jù)可保存十年以上，同時具有可靠的上電、掉電、強靜電等數(shù)據(jù)保護功能。</p><p><b>　　3.電源與復(fù)位電路</

63、b></p><p>　　能力風(fēng)暴控制板采用Maxim603穩(wěn)壓芯片，提供500MA，5V電壓，該芯片自身的功耗很低。低電壓復(fù)位保護電路采用DS1233D-10，當(dāng)電壓低于4.5V，將產(chǎn)生復(fù)位信號，同時紅色RST發(fā)光二極管變亮。</p><p>　　2.4 能力風(fēng)暴機器人的開發(fā)能力</p><p>　　2.4.1軟件開發(fā)能力</p><p&

64、gt;　　標準Ｃ語言子集，簡潔的專業(yè)程序員語言支持浮點運算、指針、多維數(shù)組；先進的多任務(wù)操作系統(tǒng)ＡＳＯＳ；便于學(xué)習(xí)的圖形化交互式Ｃ語言；眾多的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序代碼，在高手的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)編程。</p><p>　　能力風(fēng)暴機器人AS- UⅡ它采用圖形化交互C 語言( 簡稱VJC)完成AS- UⅡ的軟件開發(fā), 具有基于流程圖的編程語言和交互式C 語言(簡稱JC),便于用戶自由發(fā)揮。</p><p&

65、gt;　　2.4.2 機械擴展能力</p><p>　?。敝粒常矀€直流電機；１至４個步進電機交流伺服電機；１至３２個繼電器、電繼閥、記憶合金；１至３２個燈泡、電熱絲、蜂鳴器。擴展實例：滅火風(fēng)扇，機械手臂，裝飾彩燈等。</p><p>　　2.4.3 電子擴展能力</p><p>　?。敝翈装俾罚肝荒M輸入；３至幾十路輸出捕捉；３２路數(shù)字式輸出。擴展實例：超聲測距卡，

66、紅外測距卡，６路伺服電機驅(qū)動卡，８路輸入輸出。</p><p>　　第三章 紅外通訊模塊設(shè)計</p><p><b>　　3.1紅外通訊簡介</b></p><p>　　3.1.1紅外通訊歷史</p><p>　　紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會成立于1993年，起初，采用紅外通訊標準的無線設(shè)備僅能在1m范圍內(nèi)以115.2kb/s的速度傳

67、輸數(shù)據(jù)，很快發(fā)展到4Mb/s。</p><p>　　3.1.2紅外通訊原理</p><p>　　紅外通訊通過使用紅外光進行通訊，發(fā)送設(shè)備將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，接收設(shè)備則再將光信號還原成電信號。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p>　　3.1.3紅外通訊特點</p><p>　　紅外通訊的主要優(yōu)點是無需申請頻率的使用權(quán)，因而成本低廉，并且還具有移動

68、通訊所需的體積小，功耗低，連接方便的特點。此外紅外線發(fā)射角度較小，傳輸安全性高。</p><p>　　紅外傳輸?shù)牟蛔阍谟谒且环N視距傳輸，兩個通訊設(shè)備之間必須對準，中間不能有障礙。</p><p>　　3.2紅外通訊模塊設(shè)計 </p><p><b>　　3.2.1方案選擇</b></p><p>　　3.2.1.1方案

69、Ι：本方案是基于經(jīng)典芯片NE555，單片機89C51以及Vishay公司生產(chǎn)的紅外收發(fā)芯片TSAL6238，TSOP1738的分立式紅外收發(fā)模塊，其電路原理圖如下圖1所示：</p><p>　　其中紅外發(fā)送器電路包括脈沖振蕩器、驅(qū)動管T1和T2、紅外發(fā)送器D1和D2等部分。其中脈沖振蕩器有NE555定時器、電阻（R1、R2）和電容（C1、C2）組成，用以產(chǎn)生38kHZ的脈沖序列作為載波信號；紅外發(fā)射管D1、D2選

70、用Vishay公司生產(chǎn)的TSAL6238，用來向外發(fā)射950nm的紅外光束。</p><p>　　紅外發(fā)送器工作原理為：串行數(shù)據(jù)由單片機的串行輸出端TXD發(fā)送并驅(qū)動T1管，數(shù)位“0”使T1管導(dǎo)通，通過T2管調(diào)制成38kHZ的載波信號，并利用兩個紅外發(fā)射管D1、D2以光脈沖的形式向外發(fā)送。數(shù)位“1”使T1管截止，紅外發(fā)射管D1、D2不發(fā)射紅外光。</p><p>　　紅外接收器工作原理為：紅

71、外接收電路選用Vishay公司生產(chǎn)的專用紅外接收模塊TSOP1738。該模塊是一個三端元件，使用單電源+5V，具有功耗低，輸入靈敏度高，對其他波長紅外線不敏感等特點，其內(nèi)部框圖如下圖3所示：</p><p>　　TSOP1738的工作原理為：首先，通過紅外敏感元件將接收到的頻率為38kHZ的脈沖調(diào)制紅外信號轉(zhuǎn)化為電信號，再由前放大器和自動增益控制電路進行放大處理。然后，通過帶通濾波器進行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電

72、路進行解調(diào)。最后由輸出級電路進行反向放大輸出。</p><p>　　3.2.1.2方案Ⅱ：本方案是基于單片機89C51，紅外收發(fā)芯片ZHX1010的紅外收發(fā)模塊，其接口電路如圖所示：</p><p>　　其中ZHX1010是一個符合IrDA SIR(串行紅外協(xié)議)的收發(fā)芯片，該芯片在1M范圍內(nèi)的最高速度可達115.2kbps。而且他的供電范圍較寬（2.4V-5.5V），可方便的與各種電壓的

73、CPU進行連接。ZHX1010在3V供電時，其典型電流只有90Ua,非常適用于電池供電產(chǎn)品。此外，ZHX1010體積小，僅有9.9mm*3.7mm，且其外圍芯片少（只需一個電阻和一個電容）。</p><p>　　ZHX1010有6個引腳，依次是LEDA/TXD/RXD/SD/Vcc和GND。LEDA內(nèi)部與IRED紅外發(fā)光二極管相連，外部接一限流電阻到Vcc，以給紅外管提供工作電流。但應(yīng)注意提供的最大電流不能超過5

74、00mA.TXD是數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，該引腳內(nèi)部帶有下拉電阻，可以直接接到MCU的數(shù)據(jù)發(fā)送端，當(dāng)器件進入省電模式時，該下拉電阻開路。RXD是接收到紅外數(shù)據(jù)后的輸出腳，他是一個三態(tài)輸出引腳，該引腳無需外接電阻。SD是省電模式控制腳，該引腳輸入高電平時進入省電模式，此時的最大電流只有1uA。</p><p>　　ZHX1010典型應(yīng)用電路</p><p><b>　　3.2.2方案比較&l

75、t;/b></p><p>　　方案Ⅰ雖然也實現(xiàn)了所要求的功能，但其中較多的使用了分立器件，其外圍接口電路復(fù)雜，所需芯片較多。同時由于使用分立元件的緣故，其穩(wěn)定性較差，實際操作時抗干擾能力不足，此外各元件的參數(shù)不清，使用有一定困難。</p><p>　　方案Ⅱ使用了集成芯片ZHX1010，該芯片外圍接口電路簡單，只需一個電阻，一個電容，所需電壓范圍較廣，可以方便的與各種單片機相連，集

76、成度高，性能穩(wěn)定，可以應(yīng)用于較復(fù)雜的工作環(huán)境，抗干擾能力較強，是一種較常用的紅外收發(fā)模塊。</p><p>　　3.2.3實際方案選擇</p><p>　　基于以上論述中方案Ⅱ的優(yōu)點較多，實現(xiàn)較為方便，因此使用方案Ⅱ的模式，但所用單片機應(yīng)換做能力風(fēng)暴機器人的主MCU-MC68HC11,其實際電路連接如下圖所示：</p><p>　　3.3電路原理圖和PCB電路板的繪

77、制</p><p>　　3.3.1 EDA技術(shù)概述</p><p>　　隨著計算機的發(fā)展，某些特殊類型電路的設(shè)計可以通過計算機來完成，但目前能實現(xiàn)完全自動化設(shè)計的電路類型不多，大部分情況下要以“人”為主體，借助計算機完成設(shè)計任務(wù)，這種設(shè)計模式稱作計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，簡稱CAD）。</p><p>　　EDA技術(shù)是計算機在電子工

78、程技術(shù)上的一項重要應(yīng)用，是在電子線路CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機設(shè)計軟件系統(tǒng)，它是計算機技術(shù)、信息技術(shù)和CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）等技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析、器件制作到設(shè)計印制板的整個過程在計算機上自動處理完成。</p><p>　　3.3.2 PROTEL 99

79、 SE簡介</p><p>　　Protel軟件包是90年代初由澳大利亞Protel Technology公司研制開發(fā)的，應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成原理圖、印制板設(shè)計、可編程邏輯器件設(shè)計和電</p><p>　　仿真等，可以設(shè)計32個

80、信號層，16個電源--地層和16個機加工層。</p><p>　　Protel99SE中主要功能模塊如下。</p><p>　?、臕dvanced Schematic 99SE（原理圖設(shè)計系統(tǒng)）</p><p>　　該模塊主要用于電路原理圖設(shè)計、原理圖元件設(shè)計和各種原理圖報表生成等。</p><p>　　⑵Advanced PCB 99SE（

81、印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)）</p><p>　　該模塊提供了一個功能強大和交互友好的PCB設(shè)計環(huán)境，主要用于PCB設(shè)計</p><p>　　元件封裝設(shè)計、報表形成及PCB輸出。</p><p>　?、茿dvanced Route 99SE（自動布線系統(tǒng)）</p><p>　　該模塊是一個集成的無網(wǎng)格自動布線系統(tǒng)，布線效率高。</p>

82、<p>　　⑷Advanced Integrity 99SE（PCB信號完整性分析）</p><p>　　該模塊提供精確的板級物理信號分析，可以檢查出串?dāng)_、過沖、下沖、延時</p><p>　　阻抗等問題，并能自動給出具體解決方案。</p><p>　?、葾dvanced SIM 99SE（電路仿真系統(tǒng)）</p><p>　　該模塊

83、是一個基于最新Spice3.5標準的仿真器，為用戶的設(shè)計前端提供了</p><p>　　整、直觀的解決方案。</p><p>　　⑹Advanced PLD 99SE（可編程邏輯器件設(shè)計系統(tǒng)）</p><p>　　該模塊是一個集成的PLD開發(fā)環(huán)境，可使用原理圖或CUPL硬件描述語言作</p><p>　　設(shè)計前端，能提供工業(yè)標準JEDEC輸出

84、。</p><p>　　3.3.3繪制原理圖</p><p>　　原理圖繪制步驟：利用PROTEL99SE進行電路設(shè)計可分為3個步驟，第一是繪制電路原理圖，第二是根據(jù)原理圖產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表，第三是印制電路板設(shè)計。原理圖繪制是印制板設(shè)計的基礎(chǔ)工作，其設(shè)計步驟如下，根據(jù)實際情況可以進行適當(dāng)調(diào)整。</p><p><b>　　⑴新建原理圖文件。</b>&l

85、t;/p><p>　?、圃O(shè)置圖紙和工作環(huán)境。</p><p><b>　?、茄b載元器件庫。</b></p><p>　　⑷放置所需的元器件、電源符號等。</p><p>　　⑸元器件布局和連線。</p><p>　?、史胖脴俗⑽淖值冗M行電路標注說明。</p><p>　　⑺電氣

86、規(guī)則檢測、線路、標識調(diào)整與修改。</p><p><b>　　⑻產(chǎn)生相關(guān)報表。</b></p><p>　?、碗娐穲D存盤及輸出。</p><p>　　原理圖繪制注意事項總結(jié)： </p><p>　　在繪制原理圖前一般要先設(shè)置文檔參數(shù)和工作系統(tǒng)參數(shù)。</p><p>　　繪制原理圖一般包括參數(shù)設(shè)置、

87、放置元件、元件連線、編輯調(diào)整和打印輸出等步驟。電路的繪制即可以使用菜單命令，也可以使用畫圖工具欄。</p><p>　　原理圖繪制中，總線必須和網(wǎng)絡(luò)標號配合使用，總線不是實際的連線，只是一種示意線，網(wǎng)絡(luò)標號則能體現(xiàn)連接信息，具有相同網(wǎng)絡(luò)標號的連線在電氣性能上是相連的。</p><p>　　在復(fù)雜的電路中，可以采用層次式電路圖來簡化電路，層次圖電路由主圖和若干個子圖構(gòu)成，它們之間的連接通過I

88、/O端口和網(wǎng)絡(luò)標號實現(xiàn)。</p><p>　　電路繪制完畢，通過ERC檢查可以了解電路中有無錯誤。</p><p>　　繪制完畢的電路圖可以生成網(wǎng)絡(luò)表和元件清單，前者包含著元件的封裝信息和連線信息，是聯(lián)系印制板設(shè)計的紐帶；后者主要包含元件的標號、標稱值和數(shù)量等信息。</p><p>　　原理圖繪制完畢可以通過打印機或繪圖儀輸出電路圖。</p><

89、p><b>　　原理圖：</b></p><p>　　根據(jù)方案二，可繪制電路圖如下所示：</p><p>　　此圖中涉及與系統(tǒng)總線BUSA,BUSB的鏈接，相關(guān)資料可查閱參考文獻《能力風(fēng)暴機器人配件手冊》。</p><p>　　3.3.4 PCB圖繪制</p><p><b>　　PCB圖繪制步驟：<

90、;/b></p><p>　　（1）新建一SCH文件，繪制整個電機控制電路的電路原理圖</p><p>　　（2）另新建一SCH文件，繪制用于產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表的擴展卡原理圖</p><p>　　（3）在擴展卡原理圖中定義元件的封裝</p><p><b>　?。?）產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表</b></p><p&g

91、t;　?。?）新建一PCB文件，繪制出電路板邊框，裝載元件封裝庫并加載網(wǎng)絡(luò)表，各元件封裝圖便會出現(xiàn)在該界面上。元件排列雜亂無章，且各元件之間用飛線連接。</p><p>　　（6）手動調(diào)整元件的布局，使各元件擺放盡量整齊美觀。</p><p>　?。?）進行布線，由于設(shè)計并不復(fù)雜，元件較少，可使用自動布線。</p><p>　?。?）對文字、個別元件、走線做些調(diào)整以

92、及敷銅。</p><p>　?。?）檢查核對網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　PCB圖：由電路原理圖，生成PCB圖如下：</p><p>　　其實際尺寸由各元件尺寸及機器人內(nèi)部空間要求記為2000mil*1500mil。</p><p>　　第四章 紅外通訊模塊的軟件調(diào)試</p><p><b>　　4.1 VJC

93、簡介</b></p><p>　　圖形化交互式C語言（簡稱VJC）是用于能力風(fēng)暴智能機器人系列產(chǎn)品的</p><p>　　件開發(fā)系統(tǒng),具有基于流程圖的編程語言和交互式C 語言（簡稱JC）。VJC </p><p>　　開發(fā)智能機器人項目、程序與算法、教學(xué)等提供了簡單而又功能強大的平臺</p><p>　　是全球開創(chuàng)性的具有自主知識

94、產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。</p><p>　　在 VJC 中，不僅可以用直觀的流程圖編程，也可以用JC 語言編寫更高</p><p><b>　　的機器人程序。</b></p><p>　　VJC 操作簡便，有活潑明快的圖案和簡短的文字說明。讀者可以使用圖形</p><p>　　化的模塊，由頂向下搭建流程圖，搭建流程圖的同時，動態(tài)生

95、成無語法錯誤的JC 代碼。流程圖搭建完畢，程序就已經(jīng)編寫完成，可以立即下載到機器人中運行。</p><p>　　4.2 流程圖和JC代碼編寫</p><p>　　4.2.1 流程圖編寫</p><p>　　流程圖是用一些圖形表示各種操作的。用圖形表示算法，直觀形象，易于理解。流程圖能夠比較清楚地顯示程序的邏輯關(guān)系，因此它是表示算法的較好工具。</p>

96、<p>　　一個流程圖包括以下幾個部分：</p><p><b>　　表示相應(yīng)操作的框；</b></p><p><b>　　帶箭頭的流程線；</b></p><p>　　框內(nèi)外必要的文字說明。</p><p>　　其中，“表示相應(yīng)操作的框”有以下四種（見圖4.1），流程圖使用這四種圖框，

97、就能將編程的思想很好地體現(xiàn)出來。</p><p>　　下面就通過一個具體的例子來認識流程圖。</p><p>　　例：在 50 名學(xué)生中，將成績在80 分以上者的學(xué)號和成績打印出來。流程圖表示如圖4.2所示。</p><p>　　用常規(guī)的計算機編程語言（如C、FORTRAN、JAVA）編程，需要輸入復(fù)雜的程序代碼，并且編寫的程序還要符合特定的語法。而流程圖編程不需要

98、記憶計算機語言的語法，不需要使用鍵盤輸入程序代碼，只需要按照“先作什么，后作什么”的設(shè)想，就可以編出程序。VJC正是按這個思想設(shè)計的。使用VJC軟件，學(xué)生們不用關(guān)心語言實現(xiàn)的細節(jié)，同時也有效避免了語法錯誤，有利于集中精力尋求解決問題的方法。</p><p>　　圖4.1 表示相應(yīng)操作的四種圖像</p><p><b>　　圖4.2 流程圖</b></p>

99、<p>　　VJC的流程圖模型由幾種基本形狀的模塊及帶有箭頭的方向線組成。</p><p>　　VJC的模塊包括：執(zhí)行器模塊（藍色矩形）、單功能傳感器模塊（紫色平行四邊形）、帶判斷功能的傳感器模塊(紫色菱形)、控制模塊（紅色菱形）和程序模塊（黃色矩形或橢圓形）五種。</p><p>　　VJC的主要模塊圖如下：</p><p>　　圖4.3 VJC的主

100、要模塊圖</p><p>　　VJC流程圖支持多任務(wù)程序、子程序調(diào)用、浮點數(shù)和整數(shù)、全局變量、簡單表達式、復(fù)合條件判斷以及循環(huán)嵌套等。</p><p>　　每一個模塊都可以完成一定的功能。只要按清晰的思路連接這些模塊，就可以很快地完成一個程序的編寫。</p><p>　　紅外通訊模塊的流程圖如下：</p><p>　　數(shù)據(jù)發(fā)送模塊流程圖

101、 數(shù)據(jù)接收模塊流程圖</p><p>　　4.2.2 JC代碼編寫</p><p>　　交互式C語言（簡稱JC）是用于能力風(fēng)暴智能機器人的專用開發(fā)語言。</p><p>　　JC由兩部分組成：編譯環(huán)境和能力風(fēng)暴操作系統(tǒng)ASOS。JC實現(xiàn)了標準C語言的一個子集，它包括控制語句（for，while，if else）、局部變

102、量和全局變量、數(shù)組、指針、16位和32位整數(shù)以及32位浮點數(shù)。</p><p>　　JC不直接編譯生成針對特定處理器的機器代碼，而是先編譯生成基于堆棧虛擬機的偽代碼。然后這種偽代碼由能力風(fēng)暴操作系統(tǒng)解釋執(zhí)行。JC這種不尋常的編譯方式有以下優(yōu)點：</p><p>　?。?）解釋執(zhí)行：允許檢查運行錯誤。例如：JC在運行時，數(shù)組下標的檢查。</p><p>　?。?）代碼

103、更精簡：偽代碼比機器代碼更簡短。</p><p>　?。?）多任務(wù)：由于偽代碼是完全基于堆棧的，進程狀態(tài)完全由它的堆棧和程序計數(shù)器所決定。因此只需要裝載新的堆棧指針和程序計數(shù)器就可以方便地實現(xiàn)任務(wù)切換。任務(wù)切換由操作系統(tǒng)處理，而不是編譯器。</p><p>　　JC與標準C對比有以下特點：</p><p>　　JC語言是建立在ANSI C標準上的。但是它們有些重要的

104、區(qū)別。</p><p>　　許多區(qū)別是因為JC比標準C更“安全”。例如，JC在運行時要檢查數(shù)組下標，所以數(shù)組不能被變?yōu)橹羔?，也不可以進行指針運算。</p><p>　　另一些區(qū)別是由于JC的運行時間更短更高效。</p><p>　　根據(jù)以上流程圖生成的JC代碼如下：</p><p><b>　　數(shù)據(jù)發(fā)送程序：</b>&l

105、t;/p><p>　　int gi_1=0;</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　hold_serial();</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　

106、　int i_4;</b></p><p>　　for(i_4=0;i_4<100;i_4++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　gi_1=gi_1+1;</p><p>　　serial_putchar(gi_1);</p><p>　　wait(0

107、.300000);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　share_serial();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　數(shù)據(jù)接收程序：</

108、b></p><p>　　int sci_1=0;</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　hold_serial();</p><p><b>　　while(1)</b></p><

109、p><b>　　{</b></p><p>　　sci_1=serial_getchar();</p><p>　　printf(“sci_1=%d\n”,sci_1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　share_serial();</p><

110、p><b>　　}</b></p><p>　　以上給出了數(shù)據(jù)收發(fā)程序的代碼編寫，若要驗證其可行性，還需編寫測試程序，觀察程序執(zhí)行的結(jié)果是否正確，方法如下：</p><p>　　將下面發(fā)送和接收程序分別下載到兩臺裝有紅外通訊模塊的機器人中，</p><p>　　發(fā)送數(shù)據(jù)測試程序wlserial_send.jc</p><

111、;p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i=0;</b></p><p>　　hold_serial();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>

112、<b>　　{</b></p><p>　　serial_putchar(i);</p><p>　　wait(0.2);</p><p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　if(i>255)</b></p><p><

113、;b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　share_serial;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　接收測試程序Test_Rev.jc</p><p>　　void main()&l

114、t;/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i=1;</b></p><p>　　hold_serial();</p><p>　　printf(“Rev...\n”);</p><p><b>　　while(1)</b>

115、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　i=serial_getchar();</p><p><b>　　beef();</b></p><p>　　printf(“Rev=%d\n”,i);</p><p><b>　　}</b>

116、;</p><p>　　share_serial();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　啟動數(shù)據(jù)接收機器人，運行數(shù)據(jù)測試程序，機器人處于數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)接收狀態(tài);啟動數(shù)據(jù)發(fā)送機器人，機器人開始發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收機器人接收到數(shù)據(jù)后會叫一聲，然后將接收到得數(shù)據(jù)顯示出來。</p><p><b>

117、　　第五章 結(jié)論</b></p><p>　　能力風(fēng)暴機器人上的紅外通訊模塊的設(shè)計內(nèi)容至此基本結(jié)束。能力風(fēng)暴智能機器人是上?！皬V茂達”公司開發(fā)的一款基于Motorola單片機應(yīng)用技術(shù)的專門面向教育的機器人。它的強大的擴展功能為我們提供了廣闊的思維空間，我們可以充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力來進行各模塊的設(shè)計。</p><p>　　要設(shè)計一個紅外通訊模塊，首先應(yīng)對能力風(fēng)暴機器人有一個全面