ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΧΡΩΜΑ Φοιτήτρια: Χατζοπούλου Ειρήνη (A.E.M. 1962) Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Δρ. Καρακώτσου Χριστίνα

περιεχΟμενα ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Αρχιτεκτονική μικροελεκτή PIC18F8520 Πρόλογος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Αρχιτεκτονική μικροελεκτή PIC18F8520 Περιβάλλον προγραμματισμού ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Περιγραφή κατασκευής Προγραμματισμός μικροελεκτή PIC18F8520 Συμπεράσματα

Πρόλογος Μικρό ρομποτικό σύστημα που στηρίζεται σε πλατφόρμα μικροελεγκτή PIC ( Vex Robotics) Mικροελεγκτής PIC18F8520 Διαχωριστής αντικειμένων με βάση το χρώμα

Θεωρητικο μεροσ

Αρχιτεκτονική μικροελεγκτή PIC Ολοκληρωμένα κυκλώματα της Microchip Technology Inc Πλήρης ψηφιακό προγραμματιζόμενο σύστημα Κεντρική μονάδα επεξεργασίας & μνήμη Χαμηλό κόστος Απόδοση Αξιοπιστία

Χαρακτηριστικά PIC18F8520 (1) Μέγιστη ταχύτητα χρονισμού 40MHz Τεχνολογίας CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Μνήμη προγράμματος (EEPROM 32K, Program Memory) Mνήμη δεδομένων ή καταχωρητών (RAM 2K, File Registers) Τύπου RISC (Reduced Instruction Set Computer) – σετ 56 εντολών

Χαρακτηριστικά PIC18F8520 (2) Διάδρομος εντολών εύρους 16bits Τάση τροφοδοσίας 2V έως 5.5V Συνολικά 80 ακροδέκτες Αρχιτεκτονική τύπου Harvard

Δομή μικροελεγκτή PIC18F8520 (1) Πυρήνας (core): (CPU, EEPROM, RAM) Περιφερειακές συσκευές (peripheral units): (Θύρες Εισόδων/Εξόδων , Μετρητές χρόνου, Παράλληλες & σειριακές θύρες, Συγκριτές, Μετατροπείς A/D κτλ)

Μνήμη EEPROM Μνήμη RAM Electrically Erasable Programmable ROM Μη πτητική μνήμη (non-volatile) Ηλεκτρικά διαγραφόμενη και προγραμματιζόμενη - Flash EEPROM Μέγεθος μνήμης 32Κb Μνήμη RAM Προσωρινής αποθήκευσης για δεδομένα (μεταβλητές κλπ.) Πτητική μνήμη (volatile) Μέγεθος μνήμης 2Κb Δεσμεύει μνήμη για SFR Δεσμεύει μνήμη για GPR

Εσωτερική Αρχιτεκτονική Οικογένειας PIC18F8x20

Λογική Μονάδα PIC18F8520 1 σειριακή θύρα (serial port) 16 θύρες Αναλογικών/Ψηφιακών σημάτων 8 θύρες για σύνδεση κινητήρων 6 θύρες διακοπών (interrupts) 1 σειριακή θύρα (serial port)

Περιβάλλον Προγραμματισμού Γλώσσα Easy C For V2 της Vex Robotics Διασύνδεση με PC μέσω σειριακής θύρας Αναπτυξιακό περιβάλλον διεπαφών (drag & drop) Χρήση Editor

Γραμμή μενού Γραμμή εργαλείων Παράθυρο απεικόνισης κώδικα σε γλώσσα C Παράθυρο Block συναρτήσεων Παράθυρο προγραμματισμού Παράθυρο σφαλμάτων

Για παράδειγμα υπάρχουν πολλές προτυποποιημένες εντολές όπως για τον έλεγχο των κινητήρων(SetMotor, SetServo), την εισαγωγή τιμών τους από τα αισθητήρια (GetAnalogInput(port), GetDigitalInput(port)) κ. λ. π Όλες οι εντολές συντάσσονται με γραφικό τρόπο. Για παράδειγμα η εντολή του for loop όπως φαίνεται στην εικόνα υλοποιείται με γραφικό τρόπο και ο προγραμματιστής καθορίζει την αρχική τιμή, την τελική τιμή, το βήμα.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ μεροσ Περιγραφή Κατασκευής

ΛΟΓΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗΣ PIC18F8520 ΠΙΣΩ SERVO MOTOR ΚΙΝΗΣΗ ΙΜΑΝΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗ ΜΠΑΤΑΡΙΑ 7.2V NiCd ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ BUMPER SWITCH ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΟΥ ΕΜΠΡΟΣ SERVO MOTOR ΚΙΝΗΣΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑΣ

ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΟ BUMPER SWITCH Σχηματικό Διάγραμμα ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗΣ PIC18F8520 ΠΙΣΩ SERVO MOTOR ΕΜΠΡΟΣ SERVO MOTOR ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΑ ΥΠΕΡΥΘΡΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΟ BUMPER SWITCH ΚΥΚΛΩΜΑ ΑΠΑΡΙΘΜΗΣΗΣ ΘΥΡΑ Ι/Ο 5 ΘΥΡΑ Ι/Ο 1 ΘΥΡΕΣ Ι/Ο 1,2 (ANALOG) ΘΥΡA Ι/Ο 11 (DIGITAL) ΘΥΡΑ 6 & 8

Αισθητήρια Υπερύθρου Αναλογικά αισθητήρια της εταιρίας VEX Robotics, με εύρος ανάδρασης 0 - 1024 Διαθέτουν πομπό LED IR και δέκτη phototransistor IR

Αισθητήρες Διακόπτες Ψηφιακά αισθητήρια της εταιρίας VEX Robotics, Αισθητήρες Διακόπτες Ψηφιακά αισθητήρια της εταιρίας VEX Robotics, πάτημα = ενεργοποίηση Πατημένο bumper = 0, όχι πατημένο bumper = 1

Σερβοκινητήρες Συνεχούς κίνησης (κίνηση ιμάντα) Μη συνεχούς κίνησης (κίνηση μεταλλικής πλάκας από 0ο έως 180ο )

Κύκλωμα Απαριθμητή Δυο συμμετρικά κυκλώματα απαριθμητών, Απαριθμητή 74LS293 Αποκωδικοποιητή BCD (74LS47) LED DISPLAY Καταμέτρηση 0 έως 10 αντικείμενα

Κύκλωμα Απαριθμητή 2 port 6, 8

Εικόνα Απαριθμητή

Διάγραμμα Ροής Προγράμματος

ΑΡΧΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ ΠΑΤΗΘΗΚΕ Ο ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΑΡΧΗ ΑΡΧΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ ΟΧΙ ΑΚΙΝΗΤΟΣ ΙΜΑΝΤΑΣ ΚΙΝΗΣΗ ΙΜΑΝΤΑ ΕΤΡΕΞΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Ν ΦΟΡΕΣ ΜΕΤΡΗΘΗΚΑΝ 10 ΑΣΠΡΑ Η 10 ΜΑΥΡΑ ΠΟΥΛΙΑ ;;; ΟΙ ΜΕΤΡΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΣΠΡΩΝ & ΜΑΥΡΩΝ ΔΙΑΤΗΡΟΥΝ ΤΙΣ ΠΑΛΙΕΣ ΤΙΜΕΣ ΟΙ ΜΕΤΡΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΣΠΡΩΝ & ΜΑΥΡΩΝ ΠΑΙΡΝΟΥΝ ΝΕΕΣ ΤΙΜΕΣ. Ο ΜΕΤΡΗΣΤΗΣ ΠΟΥ ΜΕΤΡΗΣΕ 10 ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΜΗΔΕΝΙΖΕΤΑΙ ΚΑΙ Ο ΑΛΛΟΣ ΚΡΑΤΑ ΤΗΝ ΠΑΛΙΑ ΤΙΜΗ ΝΑΙ LOOP

Ο ΜΕΤΡΗΤΗΣ ΜΑΥΡΟΥ ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΠΑΛΜΟΥ ΣΤΟΝ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗ ΜΑΥΡΩΝ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΩΝ ΟΣΟ ΔΙΕΡΧΕΤΑΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ. ΕΞΑΓΩΓΗ Μ.Ο ΤΙΜΗΣ ΓΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΧΡΩΜΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ Ο ΜΕΤΡΗΤΗΣ ΜΑΥΡΟΥ ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΠΑΛΜΟΥ ΣΤΟΝ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗ ΜΑΥΡΩΝ ΣΤΡΟΦΗ ΤΟΥ ΣΕΡΒΟΚΙΝΗΤΗΡΑ 90Ο ΑΡΙΣΤΕΡΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΣΥΛΛΟΓΗ ΣΕ ΚΟΥΤΙ ΤΟΥ ΜΑΥΡΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΑΣΠΡΟ ΜΑΥΡΟ ΟΧΙ ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΑΠΟ ΤΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΑ Ο ΜΕΤΡΗΤΗΣ ΑΣΠΡΟΥ ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΠΑΛΜΟΥ ΣΤΟΝ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΗ ΑΣΠΡΩΝ ΣΤΡΟΦΗ ΤΟΥ ΣΕΡΒΟΚΙΝΗΤΗΡΑ 90Ο ΔΕΞΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΣΥΛΛΟΓΗ ΣΕ ΚΟΥΤΙ ΤΟΥ ΑΣΠΡΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΤΕΛΟΣ ΝΑΙ Ο ΜΕΤΡΗΤΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΑΥΑΞΑΝΕΤΑΙ

Παρουσίαση τμήματος κώδικα

Επεξήγηση κώδικα Εάν lightf >= 700 && lightf <= 930, το χρώμα είναι “ΜΑΥΡΟ”. Τότε ο σερβοκινητήρας κινείται αριστερά, ( SetServo(5, 200)), οπότε το αντικείμενο οδηγείται στο κουτί συλλογής των μαύρων. Μετά από κατάλληλη χρονική καθυστέρηση, ο σερβοκινητήρας στρέφει την πλατφόρμα πίσω στην οριζόντια θέση. Ο ακροδέκτης 8 του μικροελεγκτή έχει οριστεί ως έξοδος. Μέσω αυτού στέλνεται αρνητικός παλμός στον απαριθμητή για την καταμέτρηση των μαύρων αντικειμένων. Για το λόγο αυτό καλείται η συνάρτηση pulse (port1) η οποία δημιουργεί αρνητικό παλμό στον ακροδέκτη που αντιστοιχεί η μεταβλητή port1. Η μεταβλητή port1 επομένως παίρνει την τιμή 8. Ο απαριθμητής που δέχεται τον αρνητικό παλμό, αυξάνει την τιμή του κατά 1 και την εμφανίζει σε ένα LED. Ταυτόχρονα ο μετρητής met2 αυξάνει την τιμή του κατά 1.

Η συνάρτηση pulse

Επεξήγηση συνάρτησης pulse Γεννήτρια αρνητικού παλμού SetDigitalOutput ( port1 , 1 ), στέλνει στην port1 την τιμή 1 SetDigitalOutput ( port1 , 0 ), στέλνει στην port1 την τιμή 0 Η port1 δέχεται ως ορίσματα τους ακροδέκτες 8 & 6 Καταμέτρηση άσπρων – μαύρων αντικειμένων

Συμπεράσματα Εύκολη εκμάθηση της γραφικής γλώσσας Easy C For V2 Εύκολος επαναπρογραμματισμός μέσω θύρας USB Επιπλέον βελτιώσεις στην κατασκευή Διαχωρισμός αντικειμένων περισσότερων χρωμάτων Τοποθέτηση κάμερας και κατά συνέπεια ανάπτυξη αλγορίθμου επεξεργασίας εικόνας Τοποθέτηση δυο LED Display για καταμέτρηση περισσότερων από δέκα αντικειμένων

ΤΕΛΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ