基于單片機(jī)的智能遙控機(jī)器人軟件設(shè)計(jì)

1.1 主體設(shè)計(jì)思想及原理

設(shè)計(jì)主要目的是使智能遙控機(jī)器人實(shí)現(xiàn)紅外遙控及循跡行走的功能。使用紅外遙控發(fā)射器發(fā)射紅外遙控信號(hào)，紅外接收頭接收并編譯信號(hào)后傳送給單片機(jī)，單片機(jī)安照設(shè)定程序控制智能機(jī)器人按照遙控的指令運(yùn)行。紅外遙控具有前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、循跡六種指令。

當(dāng)紅外遙控智能機(jī)器人按照遙控指令進(jìn)入循跡模式時(shí)，它能在設(shè)定的白底黑線道路上識(shí)別黑線并按照黑線的路徑行走轉(zhuǎn)彎。設(shè)計(jì)采用紅外發(fā)射、接收器對(duì)黑白環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，紅外檢測(cè)信號(hào)通過端口傳送給單片機(jī)，運(yùn)用單片機(jī)的運(yùn)算和處理能力對(duì)小車進(jìn)行相應(yīng)的控制，并通過蜂鳴器及數(shù)碼管顯示當(dāng)前智能遙控機(jī)器人所處模式。

智能機(jī)器人還配備有光敏元件，用于判斷當(dāng)前環(huán)境光線的強(qiáng)弱，控制小車前方LED燈的開關(guān)。

1.2 總體設(shè)計(jì)方案

智能循跡機(jī)器人主要循跡功能的實(shí)現(xiàn)是通過車輛前方安裝的兩對(duì)紅外發(fā)射和接收探頭完成的。根據(jù)光反射原理，當(dāng)紅外發(fā)射探頭發(fā)射紅外光遇到物體時(shí)，就會(huì)形成反射光線，而反射光線被紅外接收探頭接收，接收到的信號(hào)就會(huì)送至單片機(jī)，并由單片機(jī)通過內(nèi)部程序判斷智能機(jī)器人所處模式，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，以完成小車的前進(jìn)、后退及轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。通過單片機(jī)的控制，智能遙控機(jī)器人能按照設(shè)定的路線行走。系統(tǒng)框架圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)主要功能模塊

2.1 STC89C52單片機(jī)

STC89C52RC單片機(jī)是STC推出的新一代高速、低耗能、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，并由12時(shí)鐘機(jī)器周期和6時(shí)鐘機(jī)器周期可以選擇。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，擁有靈巧的8位CPU和系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有8k字節(jié)程序存儲(chǔ)器，512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz ［2］。單片機(jī)引腳圖如圖2所示。