基于单片机智能机器人控制系统研究设计

每个继电器相当于一个单刀双掷开关，由此，两个单刀双掷开关，组成电动机正反转控制电路，实现机器人前进、后退动作。

2.2 视觉电路

在此设计中，我们仅要求机器人发现并跟踪目标，不需要识别目标。因此采用最常用的红外线反射传感器来作为机器人的视觉功能，检测机器人前方是否有目标。该功能的实现采用的是两个型号为TX05D的红外线反射传感器[4]。TX05D常用的红外反射式接近开关，它内部有一红外线发射管和一红外线接收管。发射管发出红外线，如果其正前方没有物体，那么接收管接收不到红外线反馈信号。当前方出现物体时，红外线信号经过物体被反射了回来，这时接收管接收到信号，向单片机发出高电平信号，以告知单片机其前方出现障碍物。

两个红外线传感器安装在机器人前方的两侧，在机器人工作时，两个传感器始终向外发射红外线探测信号，当其中一个传感器接收到反馈信号时，便向单片机发出高电平信号，告知单片机该方向发现目标，单片机经过判断后，控制电动机向该方向转向，以实现跟踪功能。当两个传感器都感应到目标时，机器人便向着目标直着前进，直到撞上目标。

2.3 步伐调整电路

当机器人在前进过程中，如果电机转速不一致或者在转向过程中打乱了步伐，这时便会启动步伐调整功能，该功能是利用两个光耦来完成的。在机器人腿部，装有两片通过光耦的挡片，当机器人正常行走时，挡片会交替的打开和关闭光耦。如果两个光耦的状态始终不相同。那么就说明该机器人步伐正常。当光耦状态出现相同时，说明机器人步伐错乱，需要校正步伐。这时便会随机停下一条“腿”，等另一条“腿”走在合适位置，即光耦状态相反时，再作出同步前进。电路如图3所示。

2.4显示电路

本功能主要实现了人机交互的视觉平台。本设计采用LCM1602液晶显示模块，该模块是最常用的英文显示模块，它内部含有英文字库，使用方便，价格便宜。液晶显示功能是配合语音功能共同使用的附加功能，它的作用就是可以显示当前的状态，以实现机器人的人机交互显示功能。

LCM1602是一种16字×2行的字符型液晶模块[5]，主要有总线连接方式和模拟口连接方式。本设计采用的是模拟口连接方式，它和前者相比，电路更加简洁。在该电路中，P1口给显示屏输送数据，P3.0到P3.2则控制向该显示屏读写数据的状态。VL管脚过1K电阻接地，作用是限制液晶显示的色度深浅。BLA和BLK则是背光灯电源接口。电路如图4所示。

图4 显示电路原理图