***EXPLICACIÓN DEL PROGRAMA:***

Transcripción

1 El sistema de búsqueda de la salida por el microbot se basará en medidas del nivel acústico de ultrasonidos en las calles de cada cruce. La utilización de ultrasonidos en lugar de sonidos de una frecuencia menor, audibles por el hombre tiene varias ventajas. La utilización de ondas de frecuencia relativamente alta hace que su longitud de onda sea lo suficientemente pequeña para que las ondas no puedan atravesar las cajas de cartón, al menos no lo consiguen atravesar en un porcentaje de potencia suficiente para la interferencia con las medidas en otros cruces. Y así el único camino válido tendrá una potencia acústica, debida a los rebotes, mayor que cualquier otro camino. El problema fundamental esta en la dispersión por el aire, que hará que alejado el suficiente trecho de la salida, los niveles acústicos no sean suficientemente detectables. Con ondas acústicas audibles habría un importante problema, la interferencia por la infinidad de sucesos que provocan ondas acústicas a frecuencias audibles, entre las que destacan las conversaciones humanas. Además la utilización de una frecuencia no audible tiene la ventaja de no ser molesto al oído humano incluso con grandes potencias. Para la detección de la localización de los cruces se han utilizado infrarrojos. Se trata de un sistema ya implementado de serie en el microbot, para la distinción entre negro y blanco de las guías del suelo. La política de localización de los sensores de infrarrojos, así como la forma de hacer el mapa de caminos de cada cruce se explican a continuación sobre las líneas de programa ensamblador. ***EXPLICACIÓN DEL PROGRAMA:*** Como podemos ver a continuación el programa fue optimizado para poder introducirlo en la memoria Ram del microbot. Esto es bastante bueno para el desgaste de la memoria de este, que es un material prestado por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de Málaga. Por ello el programa empieza con una directiva ORG a la dirección $0000, la dirección de la memoria Ram. Todos los registros y puertos que se utilizaran en el programa, a excepción del los registro índices y acumulador, tienen direcciones superiores y cercanas a la dirección $1000, por ello se carga en el registro X el valor $1000. ORG $0000 LDX #$1000 inicio STAA $0,X BRSET $0,X $04 calledch BRSET $0,X $80 calleizq BRSET $0,X $03 avanza BRSET $0,X $01 derecha BRSET $0,X $02 izquierda BRSET $0,X $00 callej En principio el programa debe basarse en recorrer una línea negra, colocada por el centro de todas las calles, hasta encontrar unos eventos que interrumpirán este proceso. Estos eventos solos son tres: -El encontrarse con un cruce: Esto hará que se hagan las medidas acústicas necesarias y que se tomen la decisiones pertinentes.

2 -El encontrarse con una curva: Entendiendo con esto un giro de 90º. Donde no se realizarán medidas acústicas. -El encontrarse con una calle sin salida: Donde solo se realizará un giro de 180º sin comprobación alguna. Los primeros dos eventos provocarán la interrupción del programa principal por detectarse en alguno de los sensores colocados más hacia los lados. Mientras que se entrará en el tratamiento del último de los tres casos cuando no se hallan detectado negro ni en los sensores infrarrojos laterales ni en los centrales. Debemos preparar subrutinas estándar para el tratamiento de los giros. Son subrutinas muy recurridas durante la elección del camino en un cruce y se utilizarán de una manera ingente. Esto nos hace comprimir el código aún más. GIRO LDY #$CFFF GIRO1 STAA $1000 DEY BGT GIRO1 DEX BGT GIRO LDX #$1000 RTS El tratamiento del tercer evento, la calle sin salida, se hace a continuación, utilizando la subrutina anteriormente creada para realizar un giro de 180º y colocar el microbot en condiciones de seguir la línea negra. callej LDX #$D LDAA #$58 JSR GIRO El grueso del programa de guiado por una línea negra es sencillo. Ambos sensores centrales deberán estar dentro de la línea, detectando negro. Si uno de ellos se sale de la línea, los motores deberán girar el microbot para introducirlo dentro de la línea. derecha LDAA #$58 izquierda LDAA #$38 avanza LDAA #$18 La filosofía que se utilizará para la creación del mapa de cada cruce es la siguiente. Cuando uno de los sensores laterales detecte negro es que ha detectado una calle que se cruza con la que en estos momento sigue el microbot. Deberá comprobarse si el otro sensor lateral también detecta calle para saber por que lado hay camino. Posteriormente se hará avanzar al microbot para que detecte si en frente sigue habiendo calle, y así dejar en una situación óptima para realizar el giro, para cualquiera de los dos caminos laterales.

3 Así pues deberemos crear otra subrutina que nos permita avanzar en una cantidad prefijada. Esta se utilizará para la correcta detección del cruce, es decir, cuando uno de los sensores laterales detecte cruce se deberá llamar a esta subrutina para que se adentre en el cruce y el otro sensor también detecte si por su lado hay calle. Y posteriormente para la localización del microbot en la situación óptima de giro. AVANCI LDY #$5FFF bucle1 LDAA #$18 STAA $0,X DEY BGT bucle1 LDY #$AFFF RTS En las siguientes líneas podemos leer como se hace el mapa del cruce sobre el registro B. En el bit menos significativo, B0, se guardará la existencia o no de calle por la derecha. En B1 se guardará la existencia de calle por la izquierda. Y finalmente, en B2 se guardará la existencia de calle al frente. La subrutina funciona de la siguiente manera. Si se detecta calle por alguno de los dos sensores laterales entramos en situación de cruce. Saltará a calledch o calleizq dependiendo de que sensor lo haya detectado. Avanzaremos con la subrutina AVANCI y comprobaremos si hay calle también en el otro sentido al detectado. Si hay calle por el otro sentido al detectado saltaremos a ambos y si no registraremos en B la situación detectada. calledch JSR AVANCI BRSET $0,X $80 ambos LDB #$01 BRA delante calleizq ambos JSR AVANCI BRSET $0,X $04 ambos LDB #$02 BRA delante LDB #$03 Mas tarde, para detectar si el camino sigue de frente habremos de avanzar. Esto es una ventaja para posteriormente poder realizar el giro, porque este avance nos coloca en una mejor situación para con un giro de 90º encontrarnos en el camino elegido, en caso de ser una de las calles laterales. Además dejará nuestros sensores de ultrasonidos más centrados en sus respectivas calles a escuchar. Para registrar que hay calle en frente simplemente sumaremos $4. delante JSR AVANCI BRSET $0,X $03 hay BRA final hay ADDB #$04 BRA final Al finalizar esta última línea, tendremos en el registro B el mapa del cruce.

4 No siempre tendremos suficiente potencia o nivel sonoro como para considerarlo fiable, es decir, distinguible del ruido. En esos momento deberemos seguir la regla de la mano derecha o de la mano izquierda según se configure en las siguientes líneas. Esta simple subrutina DECISIÓN, es la que hace que el microbot siga esta regla. Si se ha detectado cruce, algo que es distinto de una simple curva, si el cruce es el que hay calle en frente y a la izquierda, única posibilidad de cruce sin calle a la derecha, sigue de frente y si no, gira a la derecha. Como previa a la ejecución de esta subrutina, en el caso en que se le llame, se han hecho modificaciones sobre el registro B, previamente eliminamos del registro las divagaciones que habíamos realizado antes de saber que el nivel acústico era insuficiente. Esto se hace con la primera instrucción ANDB #$3. Dejando de nuevo en B únicamente el mapa del cruce. DECISION ANDB #$03 CMPB #$06 BEQ tifrent giderec ANDB #$E7 ORAB #$08 BRA finac tifrent ORAB #$18 ;pone a 11 los bits de B finac RTS Una vez con el mapa de cruce hecho, podremos distinguir casos sencillos en los que es innecesaria una conversión analógica digital para la comprobación del nivel sonoro de la calles, algo que retrasa, por la cantidad de ciclo de reloj que necesita, el movimiento del microbot. Esos casos son las curvas, giros de 90º de la línea negra, que únicamente tienen una posibilidad. final CMPB #$01 BEQ final1 CMPB #$02 BEQ final2 Si no ha sido ninguna de esas dos posibilidades, habrán de hacerse las conversiones oportunas, para lo que activamos y configuramos el conversor. Para activarlo se realizan los cambios oportunos en el registro Option ($1039), en el que se incluyen más opciones del microbot que no habrán de cambiarse de su estado original por no ser referentes a la conversión analógica digital. Para ello cargamos el registro Option en A y lo modificamos con una función OR, en el que se activará el conversor, con la velocidad más rápida (CSEL=1). Y la configuración será la de una sola conversión en cuatro de la entradas analógicas, las 4 primeras. LDX #$1000 LDAA $39,X ORA #$C0 STAA $39,X LDAA #$10 STAA $30,X

5 Antes de continuar con el programa se ha de esperar a que termine la conversión. espera BRCLR $30,X $80 espera Una vez se tienen los valores de los niveles acústicos en las distintas calles, se han de realizar las comparaciones oportunas sobre los registros ADRx, para determinar en que calle se encuentra el nivel más alto. No realizaremos comparaciones sobre los laterales que no lleven a ninguna calles, es decir, se comprobará únicamente el nivel acústico de los caminos detectados en el mapa cruce. Las siguientes líneas serían sustancialmente menos, si se hubiera dispuesto de más registros, y de haber tenido la suficiente información sobre el ensamblador de este microcontrolador, en concreto sobre la instrucción BITB, para la comprobación de los niveles lógicos de un determinado bit del registro B. Aún así se ha reducido el código del resto del programa haciendo que el total quepa en la memoria RAM. Lo que se hace en las siguientes líneas es lo siguiente. Utilizando el mapa del cruce se comprueba si hay calle por cada lateral del microbot. Si la hay se compara con el valor ya existente en el registro A, que guardará el mayor nivel de los registrados. En cada comparación, se marca en el registro B, en los bits B3 y B4, el camino que por el momento tiene el mayor nivel acústico. ANDB #$E7 ANDB #$01 CMPB #$01 BNE frente ORAB #$08 LDAA $31,X ANDB #$04 CMPB #$04 BNE cmpuno LDB $32,X CBA BHI cmpuno frente ORAB #$18 LDAA $32,X cmpuno ANDB #$02 CMPB #$02 BNE cmpdos LDAB $33,X CBA BHI cmpdos ANDB #$E7 ORAB #$10 LDAA $33,X

6 En una última comparación, se comprobará si se sobrepasa un cierto nivel acústico que da la seguridad de que lo detectado es señal y no ruido. Ese nivel lo hemos fijado a $0001, que es un valor cercano a los 20mV. Como se ha utilizado en el diseño de los sensores componentes de mucha precisión ( resistencias de tolerancia 1%, Amplificadores Operacionales de bajo ruido y otros especiales para una conversión de alterna a contínua de mucha precisión) este es un nivel demasiado elevado para que sea ruido. Si no se supera este nivel, se realiza la decisión en el cruce según el criterio antes mencionado. cmpdos LDAB #$0002 CBA BHI seguir JSR DECISION seguir Una vez realizadas las comprobaciones pertinentes y decidido, de la forma que sea, el camino a tomar, este está guardado en el registro B, en los bits B3 y B4. Realizamos una operación AND para eliminar la parte del registro que no nos interesa, la correspondiente al mapa del cruce, y actuamos en consecuencia, según el contenido de los bits que indican el camino a tomar. ANDB #$18 CMPB #$18 BEQ final3 CMPB #$08 BEQ final1 Para realizar los giros se utiliza la subrutina GIRO anteriormente creada, y para seguir de frente, se vuelve al programa principal para seguir la línea negra. final2 LDX #$4 giroizq LDAA #$38 JSR GIRO final3 LDAA #$18 BRA fin final1 LDX #$4 girodch LDAA #$58 JSR GIRO fin JMP inicio END