实验课件实验6用光敏电阻进行导航1章节.pptVIP

实验六、用光敏电阻进行导航（一） 内容 搭建和测试光敏电阻电路 行走和躲避阴影 对光敏电阻的进一步研究 光在机器人和工业控制领域有很广泛的应用。比如在纺织工业中感应织物转筒的边沿，确定一年中不同时期什么时候打开街灯，什么时候拍照或者什么时候给许许多多的庄稼灌溉。 本实验将用光敏电阻让宝贝车检测不同的光亮度水平。光敏电阻是一种其电阻值依赖于光强的光传感器，即其阻值由照射到光检测表面的光的亮度或强度决定（LDR Light Dependent Resistor）。 6.1 搭建和测试光敏电阻电路 原理图 6.1.1 光探测电路是如何工作的 设定为输入的 I/O 口实际上并不需要 5 V 来使其输入寄存器的值为 1，任何大于 1.5V 的电压都会使其寄存器的值为 1。同样的，I/O 口也不是需要 0 V 来使其输入寄存器的值为 0，任何小于 1.5 V 的电压都会使其寄存器的值为 0。 当微控制器的 I/O 口是输入口时，下图是其等效电路。光敏电阻的阻值用字母 R 来表示。如果光特别亮，电阻值非常小，如果是在完全黑暗的环境中，电阻值接近 50 k?。在一个带荧光天花板的光线好的屋子里，电阻值可能小到 1 k?（光线没有任何遮挡）或大到 25k?（阴影遮住了光敏电阻）。 由于光敏电阻的阻值随着光照的强弱而 改变，Vo 点的输出电压也随之改变； 当 R 增大时，Vo 会减小；当 R 减小时， Vo 会增大。Vo 正是当微控制器的 I/O 口作为输入口时检测到的电压。如果电路 连接到 P1_5，当 Vo 的值大于1.5 V 时， P1 寄存器的第 6 位为 1，当Vo 的值小于 1.5 V 时，P1 寄存器的第 6 位为 0。 6.1.2 探测阴影 阴影使光敏电阻的电阻值R增大，反过来使电压Vo减小。在一个灯光比较好的屋子里，2 k?电阻使Vo的值刚好大于1.5 V。如果用手投一个阴影，Vo会小于临界值1.5 V。 参照触须中的例子，编写这样的程序，检测你所搭建的电路对环境是否有效。如果达不到预期的效果，需要调整电路的元件 6.1.3 测试程序 #includeBoeBot.h #includeuart.h int P1_5state(void){ return (P10x20)?1:0; } int P1_6state(void){ return (P10x40)?1:0; } int main(void) { uart_Init(); printf(PHOTORESISTOR STARTES\n); while(1) { printf(L=%d\n,P1_5state()); printf(R=%d\n,P1_6state()); delay_nms(150); } } 6.2 行走和躲避阴影 类似于触须导航的实验，我们用光线也可完成对小车的引导 先实现简单的功能：用手在光敏电阻上投一个阴影时，宝贝车机器人能够避开阴影。试验无阴影，遮住右边的光敏电阻，遮住左边的光敏电阻，同时遮住两个光敏电阻的情况。 程序和触须导航的程序大致相同，你们可以试试。此处略。 触须的作用和光敏电阻毕竟有些不同，一个是接触式的，一个是非接触的，那么，完全的套用触须导航的程序似有不妥，原来的触须程序又需要改动的地方吗？ 看一个条件判断程序段 else if(P1_5state()==0) { Backward();//向后 Right_Turn();//向右 } 通过去掉导航子程序中的for循环，可以使机器人响应更迅速。这对触须导航来说是不可能的，因为宝贝车机器人已经接触到物体，在转向之前必须后退。当用阴影来引导宝贝车时，无论宝贝车在向前移动或者做其他动作，它都会在每个脉冲之间探测是否仍有阴影。 我们尝试用阴影来引导小车 如果没有阴影遮住光敏电阻，宝贝车机器人会静止不动，当同时遮住两个光敏电阻时，宝贝车机器人会向前移动，当只遮住一个光敏电阻时，机器人会向探测到阴影的光敏电阻一侧转动。 看一段程序 if((P1_5state()==0)(P2_3state()==0)) //都探测到阴影，向前运动 { P1_1=1; delay_nus(1700); P1_1=0; P1_0=1; delay_nus(1300); P1_0=0; } else if(…){…} … delay_nms(20); 从光敏电阻电路得到的仅有的信息是光的强度高于还是低于阈值。本实验将介绍一个不同的电路，微控制器能够通过该电路监测并收集足够的信息以确定相对光强。 微控制器从电路得到的值范围从小到大， 小值表明光比较强，大值表明光比较弱。