《循迹小车机器人设计.doc

循迹小车机器人设计 学院：湖南信息职业技术学院 专业：电子信息工程技术 班级：信息0903班 设计人：向全 18 贺际嵘 19 日期：2011 年 10月 27 日 目 录 目 录 2 前言 2 （一）、机器人的大脑 2 （二）、机器人的眼睛 3 （三）、机器人的腿——驱动器与驱动轮 3 （三）、机器人的心脏——电池 3 一、AT89C2051单片机简介 4 （一）、AT89C2051主要性能 4 （二）、AT89C2051的引脚说明 4 （三）、AT89S51各引脚功能介绍： 4 二、控制系统电路图 5 三、 直流电机-马达原理与控制 6 四、控制程序 6 前言 2011年10月，是我们电子信息工程技术专业的实训时间。在这期间，我们的主要任务是根据学校提供的材料，两人一组制作寻迹车。主要过程有中国机器人的发展史、制作工艺的讲解、小车的硬件元器件的焊接、装配成功后进行功能测设、寻迹车的行为控制--编写行为策略控制寻迹车满足完成任务C语言程序编写、编译、烧写、再调试。 下面我介绍一下机器人的基本组成部分： （一）、机器人的大脑 它可以有很多叫法，可以叫做：可编程控制器、微控制器，微处理器，处理器或者计算器等，不过这都不要紧，通常微处理器是指一块芯片，而其它的是一整套控制器，包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯片，不然就称不上机器人了。在选择微控制器的时候，主要要考虑：处理器的速度，要实现的功能，ROM和RAM的大小，I/O端口类型和数量，编程语言以及功耗等。 其主要类型有：单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的，机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下，它才能按我们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型，一般有C语言，汇编语言或者basic语言等，这些通常能被高级一点的控制器直接执行，因为在高级控制器里面内置了编译器能够直接把一些高级语言翻译成机器码。微处理器将执行这些机器码，并对机器人进行控制。 （二）、机器人的眼睛 传感器，是机器人的感觉器官，是机器人和现实世界之间的纽带，使机器人能感知周围的环境情况。其主要有：红外传感器。 红外传感器：红外传感器是用来测量距离和感知周围情况的。因为发射出去的红外信号在一定距离内遇到物体就会反射回来。通过发送红外线信号，并接收反射回来的信号，机器人就可以感知前方或身体周围的情况，做出相应的调整（如：倒退或绕行等）。 （三）、机器人的腿——驱动器与驱动轮 驱动器就是驱动机器人的动的部件。最常用的是电机了。当然还有液压，气动等别的驱动方式。一个机器人最主要的控制量就是控制机器人的移动，无论是自身的移动还是手臂等关节的移动，所以机器人驱动器中最根本和本质的问题就是控制电机，控制电机转的圈数，就可以控制机器人移动的距离和方向，机械手臂的弯曲的程度或者移动的距离等。所以，第一个要解决的问题就是如何让电机能根据自己的意图转动。一般来说，有专门的控制卡和控制芯片来进行控制的。有了这些控制卡和芯片，我们所要做的就是把微控制器和这些连接起来，然后就可以用程序来控制电机了。第二个问题是控制电机的速度，在机器人上的实际表现就是机器人或者手臂的实际运动速度了，机器人走的快慢全靠电机的转速，这样，我们就不要求电机速度控制精确控制，故选用简单的直流电机。 直流电机：这是最最普通的电机了，我们只要控制左右直流电机停止，顺时针转，逆时针转实施简单的控制寻迹车的的前进、左转、停止。 （三）、机器人的心脏——电池 使用2节AA型号电池（5号电池）,调试的时候可以是有恒压源供电。 一、AT89C2051单片机简介 （一）、AT89C2051主要性能 AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)的8位单片机,它具有如下主要特性： ·和MCS-51产品的兼容 ·2K字节可重编程闪速存储器 ·耐久性：1,000写／擦除周期 ·2.7V～6V的操作范围 ·全静态操作：0Hz～24MHz ·两级加密程序存储器 ·128×8位内部RAM ·15根可编程I/O引线 ·两个16位定时器/计数器 ·六个中断源 ·可编程串行UART通道 ·直接LED驱动输出 ·片内模拟比较器 ·低功耗空载和掉电方式 、AT89C2051的引脚说明 AT89C2051是一个有20个引脚的芯片,引脚如图10.1所示,与8051内部结构进行对比可发现,AT89C2051减少了两个对外端口（即P0、P2口）,使它最大可能地减少了对外引脚,因而芯片尺寸有所减少。 （三）、AT89S51各引脚功能介绍：