【正文】 圖 ATmega8515/ ATmega16/ ATmeg32/ ATmega8535 的引腳圖 直流步進電機驅(qū)動 雙列直插式 LG9110 電機驅(qū)動集成芯片 本設(shè)計采用雙列直插式 LG9110 電機驅(qū)動集成芯片。 全靜態(tài)工作：工作于 16MHz 時，性能高達 16MIPS；只需要兩個時鐘周期的硬件乘法器。由于單片機具有功能強、體積小、可靠性高和價格便宜等有點，使之成為許多電子控制裝置的首選控制器。 dr(1) dc(1) (f) X Y (e) Y d1(1) dc dr(1) (d) dr dc d1(1) Y dr d1(1) dc Y (c) X (b) X dr d1 Y X Y (a) d1 dc dr X X d1 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 NO: 13 S L 1 C N Y 70 S M 1 C N Y 70 S R 1 C N Y 70R42 20 K ΩR75 6K ΩR52 20 K ΩR85 6K ΩR62 20 K ΩR95 6K Ω+ 5VPC_7PC_6PC_5 圖 紅外光電收發(fā)管電路原理圖 其中： SL1 左光電管，用于左側(cè)尋跡識別，由程序設(shè)定電機動作。 (3)僅一個傳感器的值不等于 1:圖 (e)和圖 (f)均是這種情況，對于圖 (e)中情況，左右都不存在障礙，則默認(rèn)右 轉(zhuǎn)；圖 (f)中， dc=dr=1,則右轉(zhuǎn)，對稱可知，dc=dl=1，則左轉(zhuǎn)。在本設(shè)計中我們選用了被動式檢測手段。在測定范圍內(nèi)可以發(fā)現(xiàn)障礙物 ,測定障礙物距離達到避障目的 。 場景圖 機器人障礙物白色邊界白色線障礙物障礙物障礙物白色線場景描述 用白色線將設(shè)在一個空房間內(nèi) 4個障礙物及一條白色線圍起來 ,機器人從 A 點出發(fā)繞過障礙物及避過白線到達 B 點 。中國人工智能學(xué)會智能機器人學(xué)會也于 1993 年成立。在前蘇聯(lián)國家，機器人的應(yīng)用范圍包括鐘表和汽車零件的組裝、原子能電站的維護、鍛壓加工、水下作業(yè)、裝卸作業(yè)以及對人體有害物資的化學(xué)處理等。到 80 年代中期機器人制造業(yè)成為發(fā)展最快和最好的經(jīng)濟部門之一。日本由于制造、使用機器人，增大了國力，獲得了巨 大的好處，迫使美、英、法等許多國家不得不采取措施，奮起直追第一臺工業(yè)機器人問世后頭十年，從 20 世紀(jì) 60 年代初期到 70 年代初期，機器人技術(shù)的發(fā)展較為緩慢，許多研究單位和公司所做的努力均未獲得成功。 這一系列扶植政策，使日本機器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來，經(jīng)過短短的十幾年，到 80 年代中期，已一躍而為“機器人王國”，其機器人的產(chǎn)量和安裝的臺數(shù)在國際上躍居首位。就目前來看，我們應(yīng)從生產(chǎn)和應(yīng)用的角度出發(fā)，結(jié)合我國國情，加快生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的實用型機器人和某些特種機器人。這是一種誤解。 在前蘇聯(lián)（主要是在俄羅斯），從理論和實踐上探討機器人技術(shù)是從 50 年代后半期開始的。因為戰(zhàn)爭，導(dǎo)致勞動力短缺，以及國民技術(shù)水平高，都是實現(xiàn)使用機器人的有利條件。這主要歸功于法國政府一開始就比較重視機器人技術(shù) ，特別是把重點放在開展機器人的應(yīng)用研究上。其技術(shù)全面、先進，適應(yīng)性也很強。綜觀它的發(fā)展史，道路是曲折的，不平 坦的。 顯然，這一定義與美國機器人協(xié)會的定義相似。 或者分為兩種情況來定義： (a)工業(yè)機器人是“一種能夠進行編程并在自動控制下執(zhí)行某些操作和移動作業(yè)任務(wù)的機器裝置”。 這一定義并不完全正確，因為還不存在與人類相似的機器人在運行。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計）或與該論文（設(shè)計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，單位署名為 。這是一種理想的機器人。 (b)智能機器人是“一種具有感覺和識別能力 ,并能夠控制自身行為的機器”。 （ 6）關(guān)于我國機器人的定義。 由于美國政府從 60 年代到 70 年代中的十幾年期間，并沒有把工業(yè)機器人列入重點發(fā)展項目，只是在幾所大學(xué)和少數(shù)公司開展了一些研究工作。具體表現(xiàn)在： 1)性能可靠，功能全面，精確度高； 2)機器人語言研究發(fā)展較快，語言類型多、應(yīng)用廣，水平高居世界之首； 3)智能技術(shù)發(fā)展快，其視覺、觸覺等人工智能技術(shù)已在航天、汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用； 4)高智能、高難度的軍用機器人、太空機器人等發(fā)展迅速 ，主要用于掃雷、布雷、偵察、站崗及太空探測方面。 法國機器人的發(fā)展比較順利，主要原因是通過政府大力支持的研究計劃，建立起一個完整的科學(xué)技術(shù)體系。到了 70 年代中后期，政府采用行 政手段為機器人的推廣開辟道路；在 改善勞動條件計劃 中規(guī)定，對于一些有危險、有毒、有害的工作崗位，必須以機器人來代替普通人的勞動。到了 50 年代后期開始了機器人樣 機的研究工作。在我國，社會主義制度的優(yōu)越性決定了機器人能夠充分發(fā)揮其長處。 日本在 60 年代末正處于經(jīng)濟高度發(fā)展時期，年增長率達 11％。按照日本產(chǎn)業(yè)機器人工業(yè)會常務(wù)理事米本完二的說法：“日本機器人的發(fā)展經(jīng)過了 60年代的搖籃期， 70 年代的實用 期，到 80 年代進人普及提高期。這一階段的主要成果有美國斯坦福國際研究所（ SRI）于 1968 年研制的移動式智能機器人夏凱（ Shakey）和辛辛那提 .米拉克龍（ Cincinnati Milacron）公司于 1973 年制成的第一臺適于投放市場的機器人 T3 等。 到 20 世紀(jì) 80年代后期，由于傳統(tǒng)機器人用戶應(yīng)用工業(yè)機器人已趨飽和，從而造成工業(yè)機器人產(chǎn)品的積壓，不少機器人廠家倒閉或被兼并，使國際機器人學(xué)研究和機器人產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)不景氣。 —— 機器人學(xué) 機器人技術(shù)的迅速發(fā)展，已對許多國家的工業(yè)生產(chǎn)、太空和海洋探索、 國防以及整個國民經(jīng)濟和人民生活產(chǎn)生了重大影響，而且這種影響必將進一步擴大。并成功地舉辦了四次全國性的學(xué)術(shù)會議。 其中白線代表懸崖 。 避崖機器人裝有紅外光電收發(fā)一體光電管，用來識別地面黑白顏色。傳感器位置如圖 所示， 4 個傳感器分布在以 為半徑檢測信號 LED，數(shù)碼管屏 ,喇叭 電動機 驅(qū)動電路 控制器 傳感器 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 NO: 11 的圓上，相隔角度為 45 度，前方可測量范圍 120 度，可以計算得到，兩兩傳感器間的死區(qū)為 40cm，測量最大有效距離是 350cm，超過 該值則認(rèn)為前方?jīng)]有障礙物。 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 NO: 12 圖 移動機器人與障礙的相對位置關(guān)系 (4)兩個傳感器感受到障礙物 :圖 (b)d1與 dr之間如有足夠的角度且兩障礙物之間有足夠的距離可以讓機器人通過 ,則機器人調(diào)整方向 ,從中間通過 。 SM1 中間光電管，用于中間或前方尋跡或避崖識別，由程序設(shè)定電機動作。在本文中選用的是美國 ATMEL 公司 1997 年推出的 AVR 單片機系列。 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器： 16KB 系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 擦寫壽命 10000 次；具有獨立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū)，通過片上 Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正地同時讀 /寫操作； 512 字節(jié)的 EEPROM 擦寫壽命： 100000 次； 支持?jǐn)U展的片內(nèi) 調(diào)試功能； 通過 JTAG 接口實現(xiàn)對 Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程。 LG9110 是為控制和驅(qū)動電機設(shè)計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片 IC 之中，可使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。 00為無電流通過電機，電機停止轉(zhuǎn)動。 可將輸入脈寬調(diào)制 (PWM) 為頻率達 250 千赫的電流或速度控制。 S1 為手動復(fù)位初始化， R3起保護作用。 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 NO: 21 系列語言電路實質(zhì)是一個模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用 DTAS(直接模擬量存儲 )技術(shù)，錄放的信息可以直接記錄在芯片內(nèi)部的 EEPROM 中，因而可以較好地 保留語言模擬量中的有效成分，減少音質(zhì)失真，提高錄放質(zhì)量，獲得自然、逼真的音響還原效果。不過，用匯編語言編寫的程序不能由機器直接執(zhí)行，而必須翻譯成由機器代碼組成的目標(biāo)程序，這個翻譯過程稱為匯編。 匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu) 匯編語言程序具有 4種結(jié)構(gòu)形式，即順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和子程序結(jié)構(gòu)。 循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)一般包括下面幾個部分： (1)置循環(huán)初值 對于循環(huán)過程中使用的工作單元，在循環(huán)開始時應(yīng)置初值。這是循環(huán)程序中的一個重要部分，不注意就很容易出錯。這種程序中既無分支、循環(huán)，也不調(diào)用子程序，程序按順序一條一條地執(zhí)行指令。用來把匯編語言編寫的程序自動翻譯成目標(biāo)程序的軟件叫匯編程序。重復(fù)錄音次數(shù)為 l 萬次以上，錄放的信息可以保存 l0 年以上， 斷電后信息不會丟失。 RP1 為 680 歐姆排電阻。 機器人工作電源 機器人工作電源由直流減速電機驅(qū)動電源和單片機工作電源兩部分組成，如圖 ，其中： 湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 NO: 19 1. 直流電機驅(qū)動電源有短路塊 J5 選擇 5V 或者 12V供電工作，以滿足不同用途的需要，避崖機器人中考慮到電機，我們選擇 5V電源。 GND