【正文】 側面的一側在貼邊過程中收到紅外信號時，掃地機器人順時針旋轉90度，并沿著紅外光路靠近充電座，同時檢測充電座充電電壓即可確定是否已經(jīng)對接上。 驅動系統(tǒng)電路驅動系統(tǒng)電路包括驅動器、光電隔離模塊以及驅動器保護電路等部分。在具體電路中，由于單片機使用5V弱電，而電機的驅動電壓為12V或者更高，考慮到單片機會受到驅動部分的干擾，因此采用了光電耦合器TLP521，把控制部分和驅動部分隔離開來。單片機輸出端口的電流一般只有20mA左右，不足以或者不能穩(wěn)定地驅動光電耦合器TLP521工作，因此采用芯片74HC245來增強驅動能力，為光電耦合器TLP521提供合適的驅動電流。驅動器保護電路由8個高速大電流肖恩特二極管1N5822（圖中D1~D8）組成，用來消除電機在起停、制動及換向時產(chǎn)生的反電勢。保護二極管最好采用高速大電流的開關管，否則反向恢復時間太長，L298N內部H橋的上下兩個三極管會因為開閉時序交叉，導致同時打開而短路，長期使用狀態(tài)下會造成L298N發(fā)熱或燒毀。，系統(tǒng)工作時，單片機P1口輸出的控制信號經(jīng)過驅動器芯片74HC245和光電耦合器之后輸入電機驅動芯片L298N，控制電機動作。當需要調速時只需改變PWM調速脈沖（）的占空比即可，理論上可以實現(xiàn)256級調速。，是整個清掃機運行過程的流程圖。其中包括初始化整個系統(tǒng)、啟動各電路模塊、等待接收命令、啟動驅動系統(tǒng)、檢測障礙、啟動清掃避障系統(tǒng)、結束清掃等過程。(1) 首先，啟動清掃機電源，使各模塊持續(xù)供電。 總流程圖(2) 啟動各電路模塊，啟動液晶顯示系統(tǒng)，以便顯示清掃機行進速度及運行時間。此過程通過軟件編程控制液晶顯示系統(tǒng)及驅動系統(tǒng)向單片機控制系統(tǒng)反饋實現(xiàn)。啟動清掃機傳感器系統(tǒng)，此項內容主要作用是使清掃機對周圍環(huán)境有一個了解，通過對周圍環(huán)境的感知來實現(xiàn)測距、清掃、避障。本過程主要是通過單片機控制各傳感器及傳感器向單片機反饋來實現(xiàn)。啟動紅外接收系統(tǒng)，等待接收紅外信號。(3) 當接收到前進指令時，啟動驅動系統(tǒng)。(4) 當遇到障礙時啟動清掃系統(tǒng)及避障系統(tǒng)，此過程是整個清掃系統(tǒng)的關鍵，此過程包括清掃命令接收判斷及是否遇到障礙物判斷。 驅動系統(tǒng)流程；。有按鍵下時產(chǎn)生外部中斷0，寄存器R5和R4中存放的數(shù)據(jù)是用來控制1 min 的定時時間。1 min之內無按鍵，則遙控器進入低功耗狀態(tài)。，此信號為方波信號。外部中斷0的中斷程序用于判斷按鍵并發(fā)射按鍵代碼，同時還包括按鍵去抖動和檢查設置相關標志位。 驅動系統(tǒng)流程首先是系統(tǒng)初始化工作,即設置寄存器、配置GPIO、定時器、A/D轉換器和外部中斷、啟動A/D轉換。然后檢測GPIO有沒有啟動信號,檢測到啟動信號后,從另一個GPIO發(fā)出控制信號給直流電機加電。從A/D轉換器里讀取電流信號數(shù)據(jù),再通過求平均值得到電機的電流值。對輸出脈沖信號的數(shù)據(jù)進行FFT變換,求出基波的頻率,再根據(jù)電機的具體型號乘以一個系數(shù)得到電機的轉速。最后把測試電流和轉速送給液晶顯示系統(tǒng)顯示清掃機行進速度,啟動總線傳輸，把測試結果傳輸?shù)絾纹瑱C,以對數(shù)據(jù)進行保存和分析。 清掃避障系統(tǒng)流程，該流程是智能清掃機執(zhí)行清掃命令及躲避障礙的流程。(1)紅外光電傳感器的紅外發(fā)光管發(fā)射紅外光，光波在遇到障礙物后反射，被紅外接收管接收，產(chǎn)生一個與光強相對應的電流，電流經(jīng)LM358組成的兩極放大電路放大后，輸出一個模擬電壓，經(jīng)A/D轉換后輸入單片機。(2)由接觸傳感器感知障礙物性質，判斷其是否是清掃機可清掃的垃圾。若可清掃則由單片機向清掃機械電機發(fā)出清掃指令，執(zhí)行清掃命令，完成清掃后繼續(xù)等待紅外傳感器接收信號。(3)若不可清掃，判斷其為墻角類障礙，此時累加器累加判斷為墻角的次數(shù)。(4)判斷墻角累加次數(shù)的奇偶，若為奇數(shù)則通過控制電機調速模塊來控制左右輪速度，控制清掃機行進方向，使其左后轉行進。若判斷為偶數(shù)，則使其右后轉行進，本過程實現(xiàn)清掃機的蛇形行進清掃方式，盡可能提高清掃機清掃效率。結論本課題設計結合機器人控制原理，使用機器人開發(fā)平臺，對智能清掃機各部分系統(tǒng)分別作了具體分析。其中包括主控制系統(tǒng)的設計方案，各傳感器電路的選擇，電機驅動及調速方式的選擇，紅外遙控系統(tǒng)的設計。由于單片機是整個智能掃地機的運算處理中心,又是控制中心,是最重要的器件，控制所有模塊，所以對其進行了嚴格挑選。鑒于AT89C51采用高密度、非易失性存儲技術，具有功能強大，靈活性高等優(yōu)點，本課題選用了它。其他電路模塊均在考慮靈敏度高、精度適當、工作穩(wěn)定、可靠性好、經(jīng)濟實惠等原則的基礎上進行了選取。通過本課題的設計，我對單片機及傳感器的相關原理有了更深刻的理解。并且掌握了直流驅動電路及PWM調速電路的工作原理。最主要是提高了本人研究與分析問題的能力。按照論證方案，在完成智能掃地機硬件電路的研制及控制程序的設計后，經(jīng)過一段時間的調試，系統(tǒng)各部分運轉基本正常。驗證了智能掃地機硬件電路設計方案的可行性，達到了預期的目的。但其智能化程度還遠遠不夠。我相信隨著科技的不斷發(fā)展人類的不斷進步智能掃地機的前景會更廣闊。參考文獻[1]譚定忠，王啟明，李金山，[M]. 2004[2]邢敏，蒙梅， cleaner型清潔機器人控制系統(tǒng)設計[M].2006[3]王以倫，鄧寶林，王洪濤，[M].2005[4]石為人，[M].2007[5]譚定忠，王啟明，[M].2004[6]“懶漢時代”[J].2001[7], Mapping for Mobile Robot Obstacle Avoidance[J].IEEE Trans. Robotics and Automation,1991, 7(3)：278288[8]Sewan Cleaning Robot:Roboking System Integration and Overview[A]:Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics 8 Automation New Orleans,2004,4:44374441[9]JosephL，[M].AKPeter，1999.[10] Brian reach the home floor [J].Industrial Robot ,2001,28 (1):2728致謝在作此次畢業(yè)設計的過程中，本人得到了老師的精心指導，正是因為老師不斷的提供大量的資料來源，不僅為我設計出該智能掃地機提供了大量的知識貯備，而且使我學會了從大量的資料中選擇出自己需要的東西。在此感謝老師和同學們的幫助，感謝培養(yǎng)我四年的學校。28