單片機控制系統在智能機器人中的應用研究

張建輝

摘 要：隨著國民經濟的不斷增長，科學技術的不斷創新，智能機器人被廣泛應用在各個行業領域中，創造出了眾多的現實價值。單片機控制系統合理應用作為現代智能機器人制造生產過程的重中之重，是一個不可或缺的關鍵內容，直接關系到機器人生產的智能化、信息化以及人性化發展，實現智能機器人自動化控制水平的全面提升。因此，有關部門必須加強對單片機控制系統的創新研發工作，有效該項技術融入到智能機器人控制系統中，充分保障機器人工作的智能性與可靠性。本文將進一步對單片機控制系統在智能機器人中的應用展開分析與探討。

關鍵詞：單片機控制系統;智能機器人;實踐應用

機器人工程作為一門現代社會新興的綜合性科學，它綜合了自動化控制、電子技術以及機械理論等不同學科，是培養智能機器人實踐創新人才的核心內容。而單片機控制系統是實現智能機器人自動化控制的關鍵技術，能夠幫助人類有效提升智能機器人運行操作過程的智能信息化水平，賦予機器人更加完善的控制功能。單片機控制技術能夠將網絡、聲音以及圖像進行科學有效集成，這樣一來可以促進企業為智能機器人優化設計出更加強大的控制系統，提高機器人控制運作的精確度。

一、單片機控制系統下的智能機器人

（一）單片機控制系統下的智能機器人結構

智能機器人結構的構成主要包括了兩個不同的單片機，它們分別是MCU1和MCU2，其中MCU1單片機的工作職能是完成對單片機整個系統的科學控制目標，MCU2單片機的工作職能是完成對液晶屏工作的科學有效控制，工作人員可以通過采用I/O方式實現對這兩個單片機之間的通訊連接，這樣一來就能夠促進不同結構部位功能的協調作業，避免操作矛盾現象的發生，影響到智能機器人系統的正常穩定運行。

（二）電路模塊與單片之間的連接技術

1.智能機器人探測地面模塊電路技術

技術工作人員要想實現智能機器人的探測地面功能，就必須合理將亞超聲模塊融入到智能機器人結構中，當機器人控制系統成功接收到外界傳來的亞超聲時，就會在第一時間根據亞超聲信息準確作出相對應的動作，完成全面模擬人類的聽覺功能[1]。結合相關試驗得知，亞超聲信號的有效輸出必須依賴于設置開關模塊，只要信號成功傳遞到光電開關就能夠實現觸發單片機控制系統的相關功能，單片機超聲模塊能夠基于低電平信號，促使光電開關狀態在模塊開關中一直進行維持。

2.智能機器人視覺模塊連接技術

智能機器人視覺模塊就是人們眼中所謂的導航系統，當工作人員啟動智能機器人展開相關指令操作時，會在傳感器作用下完成對機器人實際位置的準確檢測，同時對機器人位置信號進行優化調整，再將其成功放大后就能夠展開A/D轉換，并將轉換后的信號有效輸入到單片機控制系統中。單片機控制系統會對輸入的信號展開科學過濾和深入計算分析工作，這樣就能夠得到對應的調頻信號，將調頻信號輸出后就可以經過頻率完成對電機轉速的高效準確控制，引導智能機器人進行移動操作[2]。技術人員為智能機器人系統裝配了各種傳感器，并且基于單片機控制系統的輔助應用下能夠對機器人前方障礙物進行判斷，及時作出優化調整位置，并以此來模擬現實中人們的日常行為。

3.單片機控制系統顯示模塊電路

技術人員通過將單片機控制系統有效設置在智能機器人結構中，能夠實現智能機器人與人類展開簡單的溝通交流。根據長期實踐工作經驗顯示，單片機結構位置和外接端子會在液晶模塊作用下進行編制，通常情況下是系統顯示方式是利用輸出英文的方式，而英文字庫又通常是設置在液晶顯示模塊的內部，這樣有利于智能機器人的調度操作使用。單片機控制系統顯示模塊電路是經過模擬方式進行有效連接的，系統顯示屏能夠成功接收到來自外界的各種信號，而液晶顯示屏則是在單片機控制系統運行過程中保持讀寫數據的情況進行存在。

4.控制系統中驅動模塊電路

智能機器人系統中模塊電路的有效驅動離不開單片機控制技術的科學高效應用，單片機控制技術能夠實現將弱電流信號進行快速穩定傳輸，并經過相對應的管材增強放大弱電流信息號，這樣一來電機強度受到驅動繼電器全面控制操作得以實現。智能機器人驅動模塊電路中的三極管可以發揮出良好的保護基極的作用，而雙擲開關與繼電器的作用是一樣的，繼電器可以有效構成正反轉的電機[3]，同時對回路展開準確高效控制，促使智能機器人可以靈活自如的完成前進與后退的行動操作。在單片機控制系統中科學采用驅動模塊線路，能夠充分保障當電流信號輸入時不會影響到整個控制系統，并且還可以為驅動電機持續運行提供一定的電流，防止智能機器人日常運行出現斷路問題，延誤了企業的生產操作周期。

5.智能機器人步伐校正模塊

現代智能機器人的移動通常是由兩個不通電機進行動力支持的，技術工作人員要想確保機器人能夠在正常穩定的進行步伐移動，就必須將兩個電機的轉速維持在同一數值，不然就容易導致機器人發生步伐混亂的問題，影響到工作人員操控機器人進行生產活動。技術人員通常將光耦合理安裝在智能機器人的腿部擋片中，當機器人在步伐移動過程中，如果當單片機實際接收的信號狀態呈現出不一致的情況，則證明了機器人的步伐移動是正常的。如果單片機實際接收信號狀態是一致的，那么則證明了該機器人的步伐是混亂的，單片機控制系統會自動發揮出對應的精確控制指令，完成對智能機器人的步伐矯正作業，促使機器人能夠重新恢復到正常的步伐移動。

二、單片機控制系統在智能機器人中的應用功能分析

當智能機器人啟動開始正常運行時，機器人在實際移動過程中會展開對目標的搜索，同時還會在液晶顯示頻上呈現出對應的英文字樣，也就是“Target is in searching”，當智能機器人在移動過程中一旦發現了對應的搜索目標，就會立即在顯示屏上呈現出“發現目標”的英文字樣，并且智能機器人員會自動跟著搜索目標方向進行移動前進。如果智能機器人在步伐移動中遇到了一定的障礙，基于單片機控制系統輔助應用下，智能機器人可以自動完成運行路線的優化改變，同時還會在顯示屏上呈現反映出前方障礙物信息[4]，智能機器人會對著障礙物進行反轉移動，然后繼續保持前進方向。如果智能機器人前方位置產生了斷面情況，機器人顯示屏上同樣會有著對應的英文字樣提示，在接收到單片機控制系統發出的相關命令后會進行移動步伐的準確改變，以此來保證智能機器人能夠持續維持正常的移動操作。除此之外，就算是智能機器人在步伐移動過程中發生了步伐混亂的問題，在單片機控制系統作用下也會進行自動優化調整，避免機器人出現程序運行絮亂的現象。

三、結束語

綜上所述，在智能機器人創新研究應用發展工作中，單片機控制系統的應用能夠起到很大的優勢作用，相關工作人員必須正確認識到單片機控制系統在智能機器人研發中應用的重要性。基于單片機控制系統輔助下，智能機器人能夠保持運行的穩定可靠性，并大大提高機器人步伐移動的靈活性，促進不同傳感器之間的協調作業。

參考文獻：

[1]胡蓉，劉敬露.機器人中單片機控制系統的應用分析[J].信息技術，2015（08）：83-85.

[2]呂國策.對單片機的控制系統在智能機器人中的應用研究，2016（08）：95-96.

[3]程玉凱，陸倩.基于單片機控制的智能機器人系統設計[J].寧波職業技術學院學報，2015（05）：245-246.

[4]王志明，李磊，朱敬德.基于主從式單片機機器人多關節聯動控制系統[J].機器人技術2014（4）：71-73.