智能機器人單片機控制系統的設計與實現

丘天

摘 要 本文對智能機器人單片機控制系統的設計與實現進行了探究，第一部分對智能機器人進行了簡要闡述，并介紹了智能機器人具有的功能，第二部分從多個方面對智能機器人單片機控制系統的設計進行了探討，最后分析了單片機控制系統智能機器人的應用及價值。

【關鍵詞】智能機器人 單片機控制系統 設計 應用價值

單片機作為自動化技術的重要的組成部分，被廣泛應用于很多領域之中，也是智能機器人控制系統中的關鍵技術。對單片機控制系統進行合理設計，可以使機器人體現出最優的性能。我們高中生作為祖國的棟梁之才，對智能機器人單片機控制系統的設計與實現進行探究，不僅可以推動我國科學技術的發展，而且還為之后的學習與工作打下良好基礎。

1 智能機器人及其功能

1.1 智能機器人

所謂智能機器人，是利用單片機、計算機、傳感器等多種技術研發的機器人。與傳統的機器人相比，智能化程度更高，通過對外界語言、自然環境等多種數據的搜集，對手、腳等部位進行控制，從而無需人員對其進行控制，就能獨自完成各種活動。

1.2 智能機器人功能

智能機器人運行時，主要體現出有兩種功能，一種是語音功能，即在智能機器人進行任務的過程中，利用語音對任務的進程進行提示；另一功能為顯示功能，即根據語音功能的提示，在顯示器中顯示出相應的文字信息。如機器人對物品進行搜索時，會出現“搜索中”的提示音，并在顯示模塊中顯示“Target is in searching”。

2 智能機器人單片機控制系統的設計

2.1 驅動電路設計

驅動模塊是智能機器人中最主要的一個模塊，通過該模塊可以使機器人能夠正常的行走。對驅動模塊進行設計時，選取合理的三極管，對單片機的I/O接口電流進行放大，為驅動器提供充足的電流，從而推動電動機的運行。這種設計不僅可以保證電動機得到較大的電流，但不會對其他模塊產生影響。

2.2 顯示電路設計

智能機器人通過顯示模塊，為機器人的運行提供了良好的視覺平臺。對該模塊進行設計時，選擇了LCM1602液晶屏，這一顯示屏是當前階段性能最好，最為常見的一種顯示屏幕，該種顯示屏中存在相應的英文字庫，不僅使用非常的便捷，而且需要的成本不是很高。

2.3 語言電路設計

為了減少機器人運行過程中的失誤，有必要利用語音提示進行二次提示，因此，需要對語言模塊進行設計。對該模塊設計時，選擇了國美ISD公司生產的ISD25120語音芯片，這一芯片不僅具有高保真的特點，能夠保證機器人的聲音不會發生失真的現象，而且錄放時間較長，可以達到120S，對聲音進行錄音時，在10萬次以上，并能夠同時對很多聲音信息進行處理。

2.4 視覺電路設計

機器人運行的過程中，對機器人發布命令后，只需能夠對自主的發現目標并進行跟蹤即可，無需對目標進行識別。所以，對視覺模塊進行設計時，安裝最常見的紅外線反射傳感設備，通過該傳感設備判斷前方是否存在相應的目標。在該傳感器的內部，存在兩條管線，一條為發射管線，另一條為接收管線，機器人接收到命令后，發射管線發射出紅外線，如前面存在目標，目標就會將紅外線反射回來，通過接收管線進行接收，從而確定存在目標，如不存在目標就不會對紅外線進行反射，接收管線則無法接收到反饋的信息。

2.5 行動調整電路設計

機器人運動的過程中，電機的轉動常常會出現一定差異，從而對運動造成了干擾。因此，機器人當中需要對行動調整模塊進行設計。這一模塊設計當中，利用了兩個光耦，分別安裝在了機器人的腿部，當機器人正常行動時，光耦會進行規則的交替更換，而機器人進行不正常的行動時，則會出現不過則的變換，當出現這一現象時，機器人會自動停止一條腿的運行，等第二條腿移動到相應位置后，會使光耦自動回到規律的狀態，從而對行動進行了調整。

2.6 聲波接受線路設計

機器人當中還存在了一個聲波接受模塊，當外界出現亞超聲時，機器人會自動做出停止或行動的動作，從而使機器人具有聽覺功能。對該模塊設計時，選取了成品的聲波接收板，通過對輸出信號的轉換，完成對該模塊的控制。

3 單片機控制系統智能機器人的應用及價值

3.1 促進我國智能技術的發展

單片機控制系統智能機器人是當前階段最先進的研究項目，通過對機器人的應用，使社會各界更好的對智能機器人進行了解，在對智能化技術研究的過程中，使更多行業的精英人才參與進來，從而促進我國智能化技術更好的發展。

3.2 推進我國智能化革命

當前階段中，我國工業、物流等很多行業當中，都對智能機器人進行了應用，這些機器人的應用，對這些行業傳統的工作方式進行了改變，使社會發展中對智能化進行了更深層次的應用，推動了我國智能化改革的步伐。

3.3 提升我國在新技術革命中的競爭力

智能機器人是具有顯著產業溢出效應的基礎性技術，不僅能夠推動我國多個行業進行變革，而且還能帶動其進行跨越式發展，即最大化的對人們能力邊界進行擴展，從而為技術的創新打下良好基礎，在競爭激烈的市場環境中占據更重要的位置。

4 總結

綜上所述，單片機控制系統智能機器人的應用具有多方面的價值，我們高中生作為祖國未來的建設者，只有跟上時代的步伐，加強對智能機器人進行研究，才能在之后的工作中發揮出最大作用。

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