【正文】 在此感謝老師和同學(xué)們的幫助，感謝培養(yǎng)我四年的學(xué)校。我相信隨著科技的不斷發(fā)展人類的不斷進(jìn)步智能掃地機的前景會更廣闊。驗證了智能掃地機硬件電路設(shè)計方案的可行性，達(dá)到了預(yù)期的目的。最主要是提高了本人研究與分析問題的能力。通過本課題的設(shè)計，我對單片機及傳感器的相關(guān)原理有了更深刻的理解。鑒于AT89C51采用高密度、非易失性存儲技術(shù)，具有功能強大，靈活性高等優(yōu)點，本課題選用了它。其中包括主控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，各傳感器電路的選擇，電機驅(qū)動及調(diào)速方式的選擇，紅外遙控系統(tǒng)的設(shè)計。若判斷為偶數(shù)，則使其右后轉(zhuǎn)行進(jìn)，本過程實現(xiàn)清掃機的蛇形行進(jìn)清掃方式，盡可能提高清掃機清掃效率。(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)。(2)由接觸傳感器感知障礙物性質(zhì)，判斷其是否是清掃機可清掃的垃圾。 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。對輸出脈沖信號的數(shù)據(jù)進(jìn)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(zhuǎn)速。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。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(shè)置相關(guān)標(biāo)志位。1 min之內(nèi)無按鍵，則遙控器進(jìn)入低功耗狀態(tài)。 驅(qū)動系統(tǒng)流程；。(3) 當(dāng)接收到前進(jìn)指令時，啟動驅(qū)動系統(tǒng)。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)。此過程通過軟件編程控制液晶顯示系統(tǒng)及驅(qū)動系統(tǒng)向單片機控制系統(tǒng)反饋實現(xiàn)。(1) 首先，啟動清掃機電源，使各模塊持續(xù)供電。，是整個清掃機運行過程的流程圖。，系統(tǒng)工作時，單片機P1口輸出的控制信號經(jīng)過驅(qū)動器芯片74HC245和光電耦合器之后輸入電機驅(qū)動芯片L298N，控制電機動作。驅(qū)動器保護(hù)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。在具體電路中，由于單片機使用5V弱電，而電機的驅(qū)動電壓為12V或者更高，考慮到單片機會受到驅(qū)動部分的干擾，因此采用了光電耦合器TLP521，把控制部分和驅(qū)動部分隔離開來。一般掃地機器人按右手法則尋找充電座，所以在掃地機器人貼墻的一側(cè)（選左側(cè)）和后部各裝有一個紅外接收傳感器，當(dāng)側(cè)面的一側(cè)在貼邊過程中收到紅外信號時，掃地機器人順時針旋轉(zhuǎn)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。4 智能掃地機的設(shè)計 自動充電系統(tǒng) 自動充電是用對接充電來實現(xiàn)的，對接充電過程主要用了紅外信號，在智能吸塵機器人的左側(cè)和后面都有紅外接收器，發(fā)射傳感器則安裝在充電座上，對接充電對掃地機是非常重要的，因為機器人自帶的充電電池電量有限，不一定能保證完成清掃工作，這就需要機器人能自動對接充電。它由以下幾個部件組成：單片機AT89C5液晶字符顯示部件DM16電源供電部分。在使用的過程中，還得注意的一點是，可能是顯示驅(qū)動電壓的不穩(wěn)定性，或者是由于驅(qū)動電壓的過高，會形成一種“鬼影”的現(xiàn)象，因此需要手動對10K的電位器進(jìn)行對比度調(diào)整以達(dá)到顯示的良好效果。因此，在使用之前先確定使用的目的，選擇好顯示的方式，當(dāng)然得找出相應(yīng)的顯示字符的字符代碼及在DM162液晶顯示模塊的相應(yīng)顯示位置的RAM地址。如靜態(tài)的顯示，還是動態(tài)的左移或者右移顯示。這里采用2行16個字的DM162液晶模塊，通過與單片機連接，編程，完成顯示時間及清掃機行進(jìn)速度的功能。IMP813L是一體積小、功耗低、性價比高的帶看門狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片；它使用簡單、方便，它所提供的復(fù)位信號為高電平，因而是應(yīng)用于復(fù)位信號為高電平場合的單片機系統(tǒng)的理想芯片。當(dāng)PFI低于1．25V時，電源故障輸出腳第5腳PF0變低，可引起AT89C51中斷，進(jìn)行電源故障處理，或?qū)⒅匾獢?shù)據(jù)保存下來。另外，IMP813L也產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機處于復(fù)位狀態(tài)，不執(zhí)行任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常，可有效防止因電源電壓較低時單片機產(chǎn)生錯誤的動作。在軟件設(shè)計中，如果因某種原因單片機進(jìn)入死循環(huán)。圖中單片機以AT89C51為例，IMP813L的第1腳與第8腳相連。第5腳輸出一個低電平信號。 IMP813L的典型應(yīng)用電路(3)手動復(fù)位輸入，低電平有效，即第1腳輸入一個低電平，則第7腳產(chǎn)生復(fù)位輸出。(2)看門狗電路輸出。IMP813L的性能特點：，具有以下主要性能特點：由圖可知該芯片具有以下主要性能特點：(1)復(fù)位輸出。IMP813L剛好能滿足這些要求，下面具體介紹該芯片的性能特點及使用方法。防跌落功能有效的保護(hù)了掃地機各部位免遭摔壞，所以是必不可少的。四個紅外接收管的信號通過與門與芯片的輸入端SI相連，使得解碼芯片在接收到任意方向的紅外線信號時都能正常工作 。解碼芯片是REALTEK公司生產(chǎn)的一種用于遙控小卡車的CMOS大規(guī)模集成電路RX6B，它有七個控制鍵來控制小卡車的移動 。紅外接收芯片選用TFMS5380。遙控發(fā)射器遙控接收器 紅外遙控系統(tǒng)通常紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編碼/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控能可靠且有效地隔離電氣干擾。 紅外遙控系統(tǒng)紅外遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。選用的輪子驅(qū)動電機即為無刷直流電機，其工作電壓是10~15V，有專門的換向控制引腳，高低電平控制正反轉(zhuǎn)。無刷直流電動機簡稱BLDC，學(xué)名是無換向器電機或無整流子電機，是一種新型的無級變速電機。通過單片機的初始化設(shè)置，使其自動發(fā)生脈沖波，只有在改變脈沖寬度時才進(jìn)行干預(yù)，該方法控制直流電動機轉(zhuǎn)速簡單、可靠。采用專用的 PWM 集成電路芯片，該方法功能強，但增加了調(diào)速系統(tǒng)的成本開銷；(4)單片機的PWM口。這種方式是用分立的邏輯電子元件組成信號電路，是較早采用的方法，可靠性、可調(diào)性較差；(2)軟件模擬式。所謂 PWM 控制技術(shù)，就是通過控制半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，把直流電壓變成電壓脈沖序列并通過控制電壓脈沖寬度或周期以達(dá)到變壓的目的。雖然近年不斷受到其他電動機如交流變頻電動機、步進(jìn)電動機的挑戰(zhàn)，但直流電動機仍然是許多調(diào)速控制電動機的最優(yōu)選擇，在生產(chǎn)、生活中仍有著廣泛的應(yīng)用。其中左右輪為主動輪，需要用可調(diào)速的電機控制，前面的轉(zhuǎn)向輪為從動輪，便于機器人的轉(zhuǎn)向。吸塵器內(nèi)的風(fēng)機和帶動毛刷的電機都使用直流電機，由于不需要調(diào)速、換向，因此控制方法比較簡單。使用單片機輔以外圍處理電路的方法，其測頻、換相、控制調(diào)節(jié)等均由軟件實現(xiàn)。無刷直流電機具有良好的調(diào)速性能，由于它采用電子換向，脈寬調(diào)制脈沖調(diào)速，在進(jìn)一步提高直