基于STC12C5A60S2的教育機器人系統電路設計

　　目前許多高等教育院校采用教育機器人進(jìn)行課堂教學(xué)和培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。本文設計的教育機器人通過(guò)紅外光電傳感器陣列檢測路面信息并利用模糊自整定PID算法將采集的路面信息和電機運行數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，實(shí)現教育機器人的智能巡航并將機器人的狀態(tài)顯示輸出。

　　電機驅動(dòng)電路設計

　　本系統使用的直流電機額定電壓為12 V，額定轉速為300 rpm。電機驅動(dòng)電路采用專(zhuān)用芯片L298N作為電機驅動(dòng)芯片。用該芯片作為電機驅動(dòng)，不僅穩定性好，大大地簡(jiǎn)化驅電路，而且驅動(dòng)能力大，有利于電機轉速的穩定。電機驅動(dòng)電路如圖2所示。

　　車(chē)速檢測模塊電路設計

　　教育機器人系統通過(guò)車(chē)速檢測模塊來(lái)讀取當前車(chē)速。采用的方法是在后左右輪上分別粘貼一個(gè)均勻分布有黑白條紋的編碼盤(pán)，利用圖檢測電路來(lái)對編碼盤(pán)上的黑白條紋進(jìn)行檢測。當車(chē)輪轉動(dòng)時(shí)，紅外接收管接收到的反射光強弱高低變化就會(huì )產(chǎn)生與車(chē)輪轉速相對應的脈沖信號，將該脈沖信號進(jìn)行放大整形后輸入單片機的引腳P3.4和P3.5，記錄單位時(shí)間內所得到的脈沖數，就能夠表示出當前車(chē)左右輪子的速度，同時(shí)通過(guò)累加可以計算出小車(chē)所行走的路程。

　　主要介紹以STC12C5A60S2單片機為核心的教育機器人設計，闡述了教育機器人的硬件電路設計、軟件模塊以及控制算法設計。系統設計的紅外光電檢測陣列和模糊自整定PID控制器，使教育機器人在行走時(shí)更平穩，且控制方法簡(jiǎn)單、實(shí)用。該系統可用于無(wú)人駕駛、自動(dòng)探測等人工智能等領(lǐng)域。