【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 你，那種感覺(jué)只有寵物的創(chuàng)造者才能體會(huì)……　　　　3 如何實(shí)現(xiàn)？如何設(shè)計(jì)電路？如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)？　　這個(gè)機(jī)器生命方案采用ATmega16單片機(jī)做控制器，單片機(jī)的8路AD通道和其余24個(gè)IO接口都被使用。AVR單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換頻率高于音頻，可以用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的語(yǔ)音采集。機(jī)器生命的程序較復(fù)雜，而AVR單片機(jī)適合進(jìn)行快速?gòu)?fù)雜運(yùn)算。本設(shè)計(jì)的電路板上除了ATmega16單片機(jī)外，還有2個(gè)LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、2個(gè)LM386音頻功放芯片，和LM393電壓比較器芯片，再加上少量電阻電容和三極管，電路簡(jiǎn)潔，適合初學(xué)者和中級(jí)愛(ài)好者動(dòng)手制作?！　CD采用通用1602模塊，支持3位控制線4位數(shù)據(jù)線，如果你采用IO口復(fù)用技術(shù)，可用6條線控制LCD模塊?！　〈朔桨干婕肮怆姍z測(cè)、自動(dòng)充電、語(yǔ)音識(shí)別、超聲波測(cè)距、鍵盤（4個(gè)碰撞開(kāi)關(guān)）、LCD液晶顯示、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)，這些都是動(dòng)手做簡(jiǎn)單機(jī)器人的基本技術(shù)，如果愛(ài)好者能把這個(gè)機(jī)器生命做好，那么你的電路設(shè)計(jì)、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和編程能力都會(huì)有很大的提高?！　∵@個(gè)機(jī)器生命的技術(shù)含量相當(dāng)于20世紀(jì)70年代國(guó)際機(jī)器人領(lǐng)域的先進(jìn)水平。當(dāng)時(shí)已經(jīng)有很多非常精密和復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人被應(yīng)用，但這種簡(jiǎn)單的機(jī)器人怎么能稱作先進(jìn)呢？因?yàn)榧夹g(shù)的復(fù)雜和技術(shù)的先進(jìn)不是一個(gè)概念，復(fù)雜+精密不一定等于先進(jìn)。先進(jìn)的東西不一定復(fù)雜和精密?！　　　 尋光　　我們可以用光電二極管來(lái)檢測(cè)光線強(qiáng)弱。當(dāng)然也可以用光敏電阻。將光敏電阻和一個(gè)固定電阻串聯(lián)接在電源正負(fù)極之間，光敏電阻靠近正極一側(cè)。從光敏電阻和固定電阻連接點(diǎn)引出導(dǎo)線接到ATmega16的AD轉(zhuǎn)換輸入口。當(dāng)強(qiáng)光照在光敏電阻時(shí)，光敏電阻阻值變小，因此其壓降變小，而固定電阻分壓增多，引出的AD檢測(cè)電位升高，被單片機(jī)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后判斷光線增強(qiáng)。機(jī)器生命有5個(gè)光電傳感器，其中4個(gè)面向機(jī)器人前后左右四個(gè)方向，另一個(gè)指向太陽(yáng)能板所面對(duì)的方向。通過(guò)編程可以讓機(jī)器人自主移動(dòng)到光線最強(qiáng)的地方?！　 充電　　。太陽(yáng)能電池板正負(fù)極通過(guò)一個(gè)三極管與電池正負(fù)極相連。有一個(gè)電壓比較器比較電池電壓與太陽(yáng)能板的壓差，如果壓差高于某值，比較器控制三極管導(dǎo)通，太陽(yáng)能電池板對(duì)充電電池充電。充電電池電壓上升，當(dāng)高于某值時(shí)控制三極管關(guān)斷，結(jié)束充電。為使太陽(yáng)能板能對(duì)電池組充電，要求太陽(yáng)能板在陽(yáng)光直射下輸出電壓高于8V?！　 語(yǔ)音識(shí)別　　用AVR單片機(jī)的高速AD檢測(cè)功能能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音識(shí)別。聲音信號(hào)被駐極體電容話筒接收后送至LM386音頻功放芯片放大和過(guò)濾后送至單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換口，單片機(jī)對(duì)音頻信號(hào)幅值采樣轉(zhuǎn)化為一組數(shù)字，然后對(duì)這組進(jìn)行取方差運(yùn)算，得出一個(gè)特征值，該特征值可以用于簡(jiǎn)單的語(yǔ)音識(shí)別。比如你發(fā)一個(gè)“e”，方差應(yīng)該比較小，如果你發(fā)“p”爆破音，方差應(yīng)該較大。當(dāng)然，如果你用更復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，會(huì)得到更好的識(shí)別效果。本設(shè)計(jì)使用了2路聲音信號(hào)，目的是讓單片機(jī)判斷出聲源的大體方位?！　 超聲波測(cè)距　　用AVR的1個(gè)IO口輸出40KHz信號(hào)送至超聲波發(fā)射電路，當(dāng)超聲波遇到障礙物返回后，被超聲波接收頭接收，信號(hào)經(jīng)CX20106A解碼芯片處理，得到一個(gè)低電平脈沖，用該脈沖引發(fā)AVR單片機(jī)中斷，AVR通過(guò)檢查發(fā)波和收到回波之間的時(shí)間差即可算出障礙物距離。　　E 電機(jī)驅(qū)動(dòng)　　本設(shè)計(jì)采用2片LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流減速電機(jī)。LG9110輸出最大電流為800mA，僅需要2條控制線與單片機(jī)IO口直接相連即可控制一臺(tái)電機(jī)正反轉(zhuǎn)或者停止。LG9110僅有8個(gè)引腳，使用非常方便?！　 讓機(jī)器生命更聰明　　我的這個(gè)機(jī)器生命設(shè)計(jì)方案能實(shí)現(xiàn)最酷的效果是：白天，陽(yáng)光明媚，機(jī)器生命跑到陽(yáng)光底下曬太陽(yáng)，太陽(yáng)光會(huì)隨著時(shí)間變化，機(jī)器生命能自動(dòng)跑到最合適的位置享受日光浴。到了晚上，機(jī)器生命會(huì)找個(gè)安靜的地方閉目養(yǎng)神，等待明天太陽(yáng)升起。你可以訓(xùn)練機(jī)器生命，讓它知道自己的名字叫什么。比如你叫著它的名字，同時(shí)站在它面前用強(qiáng)光照射它的太陽(yáng)能電池板，如此反復(fù)訓(xùn)練，會(huì)使機(jī)器生命聽(tīng)到自己名字后向聲源方向跑去，在距離聲源一定遠(yuǎn)處停止，因?yàn)橐酝@樣做它都能享受強(qiáng)光照射并充電。這就如同真正的寵物狗，你叫它名字它就跑到你跟前希望能獲得食物。這一切都是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的，關(guān)鍵就在于編程序?qū)崿F(xiàn)它?！　 想象無(wú)極限，你的機(jī)器寵物將無(wú)所不能　　以上方案中，ATmega16的功能被發(fā)揮到極致，以至于沒(méi)有空閑的IO口，系統(tǒng)不能再擴(kuò)展了。如果你用ATmega128單片機(jī)做，那么它擁有53個(gè)IO口，30多個(gè)中斷，128Kb的程序存儲(chǔ)器，4Kb的RAM，使得你能編寫更復(fù)雜的程序、儲(chǔ)存更多的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、連接更多的外設(shè)，你的機(jī)器生命將變得非常有生命力。比如加入三軸加速度傳感器、地磁傳感器、GPS定位、雨水傳感器甚至攝像頭、無(wú)線通信模塊等，重新設(shè)計(jì)一個(gè)堅(jiān)固和強(qiáng)勁的底盤，你的機(jī)器生命就可以在室外自由探索了。　　以上芯片外設(shè)來(lái)源說(shuō)明：在淘寶上購(gòu)買很容易　　底盤：340元的高級(jí)履帶式1：16電動(dòng)坦克模型　　加速度傳感器、地磁傳感器：美國(guó)AD公司的40元ADXL330加速度傳感器　　GPS定位：幾十元的車載外置GPS天線　　最后，我想說(shuō)，機(jī)器人是非常好玩的，只要你有想象力，有毅力，努力研究實(shí)踐就能創(chuàng)造奇跡。　　二、工程師分享的單片機(jī)學(xué)習(xí)步驟　　有了單片機(jī)學(xué)習(xí)板之后你就要多練習(xí)，把學(xué)習(xí)板和電腦連好，打開(kāi)調(diào)試軟件坐在電腦前，先學(xué)會(huì)怎么用調(diào)試軟件，然后從最簡(jiǎn)單的流水燈實(shí)驗(yàn)做起，等你能讓那八個(gè)流水燈按照你的意愿隨意流動(dòng)時(shí)你已經(jīng)入門了，你會(huì)發(fā)現(xiàn)單片機(jī)是多么迷人的東西啊，太好玩了，這不是在學(xué)習(xí)知識(shí)，而是在玩，當(dāng)你編寫的程序按你的意愿實(shí)現(xiàn)時(shí)你比做什么事都開(kāi)心，你會(huì)上癮的，真的。做電子類的人真的會(huì)上癮。然后讓數(shù)碼管亮起來(lái)，這兩項(xiàng)會(huì)了后，你已經(jīng)不能自拔了，你已經(jīng)開(kāi)始考慮你這輩子要走哪一行了。就是要這樣練習(xí)，在寫程序的時(shí)候你肯定會(huì)遇到很多問(wèn)題，而這時(shí)你再去翻書找，或是問(wèn)別人，當(dāng)?shù)玫浇獯鸷竽銜?huì)記住一輩子的，知識(shí)必須用于現(xiàn)實(shí)生活中，解決實(shí)際問(wèn)題，這樣才能發(fā)揮它的作用。另外我再說(shuō)說(shuō)用匯編和C語(yǔ)言編程的問(wèn)題。很多同學(xué)大一二就開(kāi)設(shè)了C語(yǔ)言的課 ，我也上過(guò)，我知道那時(shí)天天就是幾乘幾，幾加幾啊，求個(gè)階乘啊。學(xué)完了有什么用？讓你用C語(yǔ)言編單片機(jī)的程序你是不是就傻了？書上的東西我們必須要會(huì)運(yùn)用。單片機(jī)編程用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言都可以，但是我建議用C語(yǔ)言比較好，如果原來(lái)有C語(yǔ)言的基礎(chǔ)那學(xué)起來(lái)會(huì)更好，如果沒(méi)有，也可以邊學(xué)單片機(jī)邊學(xué)C語(yǔ)言，C 語(yǔ)言也挺簡(jiǎn)單，只是一門工具而已，我勸你最好學(xué)會(huì)，將來(lái)肯定用得著，要不你以后也得學(xué)，你一點(diǎn)匯編都不會(huì)根本無(wú)所謂，但你一點(diǎn)C語(yǔ)言都不會(huì)那你將來(lái)會(huì)吃苦頭。匯編寫程序代碼效率高，但相對(duì)難度較大，而且很羅嗦，尤其是遇到算法方面的問(wèn)題時(shí)，根本是麻煩的不得了，現(xiàn)在單片機(jī)的主頻在不斷的提高，我們完全不需要那么高效率的代碼，因?yàn)橛懈哳l率的時(shí)鐘，單片機(jī)的ROM也在不斷的提高，足夠裝得下你用C語(yǔ)言寫的任何代碼，C語(yǔ)言的資料又多又好找，將來(lái)可移植性非常好，只需要變一個(gè)IO口寫個(gè)溫度傳感器的程序在哪里都能用，所以我勸大家用C語(yǔ)言。總結(jié)上面，只要你有信心，做事能堅(jiān)持到底，有不成功不放棄的強(qiáng)烈意志，那學(xué)個(gè)單片機(jī)來(lái)說(shuō)就是件非常容 易的事?！　〔襟E：　　，大概了解就行。不用都看懂的?！　。瑢W(xué)單片機(jī)就是練編程序，遇到不會(huì)的再問(wèn)人或查書?！　　：负煤笞约赫{(diào)試，熟悉過(guò)程?！　?，產(chǎn)品。你已經(jīng)是高手了　　^_^。 ?！　W(xué)習(xí)單片機(jī)的八大步驟　　學(xué)習(xí)使用單片機(jī)就是理解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，以及內(nèi)部資源的應(yīng)用，在匯編或C語(yǔ)言中學(xué)會(huì)各種功能的初始化設(shè)置，以及實(shí)現(xiàn)各種功能的程序編制?！　〉谝徊剑簲?shù)字I/O的使用　　使用按鈕輸入信號(hào)，發(fā)光二極管顯示輸出電平，就可以學(xué)習(xí)引腳的數(shù)字I/O功能，在按下某個(gè)按鈕后，某發(fā)光二極管發(fā)亮，這就是數(shù)字電路中組合邏輯的功能，雖然很簡(jiǎn)單，但是可以學(xué)習(xí)一般的單片機(jī)編程思想，例如，必須設(shè)置很多寄存器對(duì)引腳進(jìn)行初始化處理，才能使引腳具備有數(shù)字輸入和輸出輸出功能。每使用單片機(jī)的一個(gè)功能，就要對(duì)控制該功能的寄存器進(jìn)行設(shè)置，這就是單片機(jī)編程的特點(diǎn)，千萬(wàn)不要怕麻煩，所有的單片機(jī)都是這樣?！　〉诙剑憾〞r(shí)器的使用　　學(xué)會(huì)定時(shí)器的使用，就可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，時(shí)序電路的功能是強(qiáng)大的，在工業(yè)、家用電氣設(shè)備的控制中有很多應(yīng)用，例如，可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一個(gè)按鈕的樓道燈開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)在按鈕按下一次后，燈亮3分鐘后自動(dòng)滅，當(dāng)按鈕連續(xù)按下兩次后，燈常亮不滅，當(dāng)按鈕按下時(shí)間超過(guò)2s，則燈滅。數(shù)字集成電路可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，可編程邏輯器件（PLD）可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，可編程控制器（PLC）也可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，但是只有單片機(jī)實(shí)現(xiàn)起來(lái)最簡(jiǎn)單，成本最低。定時(shí)器的使用是非常重要的，邏輯加時(shí)間控制是單片機(jī)使用的基礎(chǔ)?！　〉谌剑褐袛唷　纹瑱C(jī)的特點(diǎn)是一段程序反復(fù)執(zhí)行，程序中的每個(gè)指令的執(zhí)行都需要一定的執(zhí)行時(shí)間，如果程序沒(méi)有執(zhí)行到某指令，則該指令的動(dòng)作就不會(huì)發(fā)生，這樣就會(huì)耽誤很多快速發(fā)生的事情，例如，按鈕按下時(shí)的下降沿。要使單片機(jī)在程序正常運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)快速動(dòng)作做出反應(yīng)，就必須使用單片機(jī)的中斷功能，該功能就是在快速動(dòng)作發(fā)生后，單片機(jī)中斷正常運(yùn)行的程