基于單片機智能機器人控制系統(tǒng)研究設計

每個繼電器相當于一個單刀雙擲開關(guān)，由此，兩個單刀雙擲開關(guān)，組成電動機正反轉(zhuǎn)控制電路，實現(xiàn)機器人前進、后退動作。

2.2 視覺電路

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

兩個紅外線傳感器安裝在機器人前方的兩側(cè)，在機器人工作時，兩個傳感器始終向外發(fā)射紅外線探測信號，當其中一個傳感器接收到反饋信號時，便向單片機發(fā)出高電平信號，告知單片機該方向發(fā)現(xiàn)目標，單片機經(jīng)過判斷后，控制電動機向該方向轉(zhuǎn)向，以實現(xiàn)跟蹤功能。當兩個傳感器都感應到目標時，機器人便向著目標直著前進，直到撞上目標。

2.3 步伐調(diào)整電路

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

2.4顯示電路

本功能主要實現(xiàn)了人機交互的視覺平臺。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(nèi)部含有英文字庫，使用方便，價格便宜。液晶顯示功能是配合語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)，以實現(xiàn)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，電路更加簡潔。在該電路中，P1口給顯示屏輸送數(shù)據(jù)，P3.0到P3.2則控制向該顯示屏讀寫數(shù)據(jù)的狀態(tài)。VL管腳過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