【正文】 通過這次做論文使我所學(xué)的知識從理論到實(shí)際，鞏固了所學(xué)的知識，提高處理實(shí)際問題的能力，提高專業(yè)技能。 Applications[J] .設(shè)計(jì)應(yīng)用，2008年04月第12卷第3期：25,致謝 感謝*老師在我做畢業(yè)論文的過程中，提供給我的學(xué)習(xí)資料即在做論文的過程中的指導(dǎo)。單片機(jī)在未來的機(jī)器人智能化的研究中，會變的越來越重要。本系統(tǒng)利用雙單片機(jī)通訊較好地處理了各傳感器之間的協(xié)調(diào)問題，以及傳感器之間的優(yōu)先響應(yīng)問題。該部分的實(shí)現(xiàn)采用了成品的亞超聲接收板，在設(shè)計(jì)中，將其輸出的信號經(jīng)過光電開關(guān)轉(zhuǎn)換成可以觸發(fā)單片機(jī)I/O口的低電平開關(guān)信號,以告知單片機(jī)目前亞超聲開關(guān)的狀態(tài)。電路如圖7 所示。 圖6顯示電路原理圖設(shè)計(jì)中, P2 口則是用于與MCU1 通訊, 它始終監(jiān)控著MCU1的狀態(tài), 以保持顯示內(nèi)容和語音同步。BLA 和BLK 則是背光燈電源接口。在該電路中, P1 口給顯示屏輸送數(shù)據(jù), 則控制向該顯示屏讀寫數(shù)據(jù)的狀態(tài)。LCM1602 是一種16 字2 行的字符型液晶模塊, 主要有總線連接方式和模擬口連接方式。本設(shè)計(jì)采用LCM1602 液晶顯示模塊, 該模塊是最常用的英文顯示模塊, 它內(nèi)部含有英文字庫, 使用方便, 價(jià)格便宜。電路如圖5 所示。當(dāng)光耦狀態(tài)出現(xiàn)相同時(shí), 說明機(jī)器人步伐錯亂, 需要校正步伐。如果兩個(gè)光耦的狀態(tài)始終不相同。 步伐調(diào)整電路：當(dāng)機(jī)器人在前進(jìn)過程中, 如果電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致或者在轉(zhuǎn)向過程中打亂了步伐, 這時(shí)便會啟動步伐調(diào)整功能, 該功能是利用兩個(gè)光耦來完成的。兩個(gè)紅外線傳感器安裝在機(jī)器人前方的兩側(cè), 在機(jī)器人工作時(shí), 兩個(gè)傳感器始終向外發(fā)射紅外線探測信號, 當(dāng)其中一個(gè)傳感器接收到反饋信號時(shí), 便向單片機(jī)發(fā)出高電平信號, 告知單片機(jī)該方向發(fā)現(xiàn)目標(biāo), 單片機(jī)經(jīng)過判斷后, 控制電動機(jī)向該方向轉(zhuǎn)向, 以實(shí)現(xiàn)跟蹤功能。發(fā)射管發(fā)出紅外線, 如果其正前方?jīng)]有物體, 那么接收管接收不到紅外線反饋信號。該功能的實(shí)現(xiàn)采用的是兩個(gè)型號為TX05D 的紅外線反射傳感器。 視覺電路：在此設(shè)計(jì)中, 我們僅要求機(jī)器人發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標(biāo), 不需要識別目標(biāo)。如圖4所示。根據(jù)計(jì)算, 送入繼電器的電流是經(jīng)過兩極放大電路放大了約β2 倍, 9014 在此做開關(guān)作用。電動機(jī)驅(qū)動電路采用兩個(gè)NPN 管對單片機(jī)AT89C51 的I/O 口輸出電流信號放大, 利用電阻R1R20 作為三極管基極進(jìn)行保護(hù)。本設(shè)計(jì)利用三極管放大作用對單片機(jī)I/O 口電流進(jìn)行放大, 驅(qū)動繼電器控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動。 如果機(jī)器人在轉(zhuǎn)向過程中, 步伐錯亂, 便會自動執(zhí)行步伐調(diào)整程序, 以校正步伐。 如機(jī)器人撞上目標(biāo), 語音提示: “前方有障礙物”, 液晶顯示: “Obstacles impending”, 機(jī)器人根據(jù)觸角碰撞的先后順序, 向該相反的方向轉(zhuǎn)角約100度, 繼續(xù)前進(jìn)。 液晶顯示: “Find object”, 機(jī)器人自動向該目標(biāo)轉(zhuǎn)向。 實(shí)現(xiàn)功能：機(jī)器人在移動過程中, 會發(fā)出語音提示: “目標(biāo)搜索中”, 同時(shí)液晶顯示: “Target is in searching”。系統(tǒng)框圖如圖3 所示。若兩側(cè)某一傳感器檢測到黑線, 表明小車正脫離軌道, 將3 個(gè)檢測點(diǎn)的結(jié)果融合后作為單片機(jī)的輸入, 機(jī)器人按照單片機(jī)P1 口信息進(jìn)行判斷調(diào)整, 實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤和自動糾偏。設(shè)計(jì)中,在車頭均勻布置三個(gè)光電傳感器, 其中, 中間一個(gè)(Q1)安裝在小車正中央。 接近開關(guān)可探測到軌道下埋藏的金屬片, 發(fā)出聲光信息進(jìn)行指示, 并能實(shí)時(shí)顯示金屬片距起點(diǎn)的位置。反射式紅外光電傳感器檢測引導(dǎo)線, 使機(jī)器人沿軌道自主行走。（二）單片機(jī)技術(shù)在機(jī)器人運(yùn)動系統(tǒng)中的應(yīng)用本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)及多種傳感器, 完成了一個(gè)自主式移動機(jī)器人的制作。它是Intel公司生產(chǎn)的8位微處理器鍵盤/顯示通用接口芯片, 其主要功能是: 接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并作預(yù)處理以及對數(shù)據(jù)顯示的管理和顯示器的控制。T89C52可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng), 縮小系統(tǒng)體積, 提高系統(tǒng)可靠性, 降低系統(tǒng)成本。 在整個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)中, CPU 既是運(yùn)算處理中心, 又是控制中心, 是最關(guān)鍵的器件。工作時(shí),由電磁感應(yīng)傳感器檢測機(jī)器人的位置, 經(jīng)過放大調(diào)理電路和A /D轉(zhuǎn)換, 將位置信號送入單片機(jī)。 由電磁感應(yīng)傳感器、放大調(diào)理電路和A /D轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的前向通道。（一）單片機(jī)技術(shù)在機(jī)器人視覺系統(tǒng)中的應(yīng)用輪式機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的硬件組成如圖1 所示。在遇到外界條件發(fā)生變化時(shí), 該機(jī)器人將采取不同的措施對待, 較好地表現(xiàn)出該機(jī)器人的思考能力。智能機(jī)器人研究在當(dāng)前機(jī)器人研究領(lǐng)域具有十分突出的地位, 其顯著的特點(diǎn)是具有環(huán)境感知、判斷決策、人機(jī)交互等功能。四、單片機(jī)技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)作為自動控制技術(shù)的核心之一, 被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能儀器、機(jī)電產(chǎn)品、家用電器等領(lǐng)域。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成?？梢哉f，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機(jī)對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機(jī)沒有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設(shè)備。 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。根據(jù)這種工作方式，單片機(jī)系統(tǒng)可以劃分為硬件和軟件兩個(gè)組成部分。另外，由于單片機(jī)的體積、結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中可以完全融入應(yīng)用系統(tǒng)之中，故而也稱為嵌入式微控制器(Embedded MicroController)最基本的單片機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)芯片和軟件程序共同組建而成，是用戶為了實(shí)現(xiàn)某種控制用途的需要而設(shè)計(jì)的實(shí)際裝置。單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)分支，是一種專門面向控制的微處理器件，故又稱之為微控制器(Micro Controller Unit，MCU)。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。因此，對單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 ，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。從這一角度來看，I