基于單片機智能機器人控制系統研究設計

每個(gè)繼電器相當于一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，由此，兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，組成電動(dòng)機正反轉控制電路，實(shí)現機器人前進(jìn)、后退動(dòng)作。

2.2 視覺(jué)電路

在此設計中，我們僅要求機器人發(fā)現并跟蹤目標，不需要識別目標。因此采用最常用的紅外線(xiàn)反射傳感器來(lái)作為機器人的視覺(jué)功能，檢測機器人前方是否有目標。該功能的實(shí)現采用的是兩個(gè)型號為T(mén)X05D的紅外線(xiàn)反射傳感器[4]。TX05D常用的紅外反射式接近開(kāi)關(guān)，它內部有一紅外線(xiàn)發(fā)射管和一紅外線(xiàn)接收管。發(fā)射管發(fā)出紅外線(xiàn)，如果其正前方?jīng)]有物體，那么接收管接收不到紅外線(xiàn)反饋信號。當前方出現物體時(shí)，紅外線(xiàn)信號經(jīng)過(guò)物體被反射了回來(lái)，這時(shí)接收管接收到信號，向單片機發(fā)出高電平信號，以告知單片機其前方出現障礙物。

兩個(gè)紅外線(xiàn)傳感器安裝在機器人前方的兩側，在機器人工作時(shí)，兩個(gè)傳感器始終向外發(fā)射紅外線(xiàn)探測信號，當其中一個(gè)傳感器接收到反饋信號時(shí)，便向單片機發(fā)出高電平信號，告知單片機該方向發(fā)現目標，單片機經(jīng)過(guò)判斷后，控制電動(dòng)機向該方向轉向，以實(shí)現跟蹤功能。當兩個(gè)傳感器都感應到目標時(shí)，機器人便向著(zhù)目標直著(zhù)前進(jìn)，直到撞上目標。

2.3 步伐調整電路

當機器人在前進(jìn)過(guò)程中，如果電機轉速不一致或者在轉向過(guò)程中打亂了步伐，這時(shí)便會(huì )啟動(dòng)步伐調整功能，該功能是利用兩個(gè)光耦來(lái)完成的。在機器人腿部，裝有兩片通過(guò)光耦的擋片，當機器人正常行走時(shí)，擋片會(huì )交替的打開(kāi)和關(guān)閉光耦。如果兩個(gè)光耦的狀態(tài)始終不相同。那么就說(shuō)明該機器人步伐正常。當光耦狀態(tài)出現相同時(shí)，說(shuō)明機器人步伐錯亂，需要校正步伐。這時(shí)便會(huì )隨機停下一條“腿”，等另一條“腿”走在合適位置，即光耦狀態(tài)相反時(shí)，再作出同步前進(jìn)。電路如圖3所示。

2.4顯示電路

本功能主要實(shí)現了人機交互的視覺(jué)平臺。本設計采用LCM1602液晶顯示模塊，該模塊是最常用的英文顯示模塊，它內部含有英文字庫，使用方便，價(jià)格便宜。液晶顯示功能是配合語(yǔ)音功能共同使用的附加功能，它的作用就是可以顯示當前的狀態(tài)，以實(shí)現機器人的人機交互顯示功能。

LCM1602是一種16字×2行的字符型液晶模塊[5]，主要有總線(xiàn)連接方式和模擬口連接方式。本設計采用的是模擬口連接方式，它和前者相比，電路更加簡(jiǎn)潔。在該電路中，P1口給顯示屏輸送數據，P3.0到P3.2則控制向該顯示屏讀寫(xiě)數據的狀態(tài)。VL管腳過(guò)1K電阻接地，作用是限制液晶顯示的色度深淺。BLA和BLK則是背光燈電源接口。電路如圖4所示。

圖4 顯示電路原理圖