基于AVR單片機(jī)的滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：根據(jù)滅火機(jī)器人的競(jìng)賽規(guī)則，給出了滅火機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)流程。所用的機(jī)器人處理器為AVR單片機(jī)，主要利用紅外傳感器、光敏傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，使機(jī)器人在場(chǎng)地中按照預(yù)定的方案尋找火源并撲滅。

關(guān)鍵詞：滅火機(jī)器人；傳感器；ATmega32

1 引言

機(jī)器人競(jìng)賽是近年來(lái)迅速開(kāi)展起來(lái)的一種對(duì)抗活動(dòng)，它涉及人工智能、機(jī)械、電子、傳感器、精密機(jī)械等諸多領(lǐng)域。通過(guò)競(jìng)賽可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)寫作能力等。其中滅火比賽是開(kāi)展范圍最廣、影響最大的機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目之一。

比賽規(guī)則為模仿生活中消防員滅火，機(jī)器人從H點(diǎn)出發(fā)，在四個(gè)房間內(nèi)尋找任意擺放的蠟燭，并且設(shè)法將其滅掉。比賽場(chǎng)地的墻壁高33cm，材質(zhì)為木板，顏色為黑色。尺寸如圖1所示。對(duì)于比賽，得的分越低成績(jī)?cè)胶?。另外根?jù)選擇的模式不同，計(jì)分時(shí)要乘上相應(yīng)的系數(shù)。

圖1比賽場(chǎng)地平面結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以ATmega32單片機(jī)為核心，它是一種基于增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)的、低功耗的8位單片機(jī)。其特點(diǎn)為：①片內(nèi)具有32K字節(jié)的可編程Flash；2K字節(jié)的片內(nèi)SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；1024個(gè)字節(jié)片內(nèi)在線可編程EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。②片內(nèi)含JTAG接口。③外圍接口。兩個(gè)帶有分別獨(dú)立、可設(shè)置預(yù)分頻器的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；四個(gè)通道的PWM輸出；8路10位ADC；32個(gè)可編程的I/O口。④低功耗，最高工作頻率為16MHz。