基于AT89C52智能吸尘器控制系统
摘要 本设计的智能吸尘器控制系统与智能小车的控制系统相似。是以AT89C52单片机为
控制核心，加以步进电机、光电传感器、超声波传感器、压敏传感器和电源电路以及其他电路构成。系统是由AT89C52单片机通过IO口控制吸尘器的前进后退以及转向。寻迹由RPR220型光电对管完成。超声波传感器是用来躲避障碍物，而压敏传感器是用来检测吸尘器的垃圾桶是否装满再经过蜂鸣器进行报警提示。显示台是由四位LED数码显示管和【定时/OFF】【时】【分】【ON/OFF】四个按键进行吸尘器的定时工作状态显示和启动控制。
关键词 AT89S52单片机 8255 步进电机 传感器 数码管
The intelligent control system of dust catcher
Abstract The design of intelligent control systems and intelligent vacuum cleaner car similar to the
control system. SCM is AT89C52 for the control of the core, to stepper motor, photoelectric sensors, ultrasonic sensors, pressure-sensitive sensors and power circuit, as well as other circuit. SCM system is adopted by the AT89C52 IO I control the vacuum cleaner back and forward to. RPR220 track finding by the completion of the photoelectric type. Ultrasonic sensors are used to avoid obstacles, and pressure-sensitive sensor is used to detect the vacuum cleaner is filled with trash again after a warning buzzer tips。Taiwan is displayed by four LED digital display and 【Timing/OFF】【When】【min】【ON/OFF】four buttons to control the timing of vacuum cleaners and working status shows start control。
Keywords AT89S52 SCM 8255 The stepper motor Sensor Digital pipe
目 录
引 言 ............................................................................................................................................. 5 第一章 系统的设计及模块方案的论证 ....................................................................................... 6
1.1 系统方框图 ....................................................................................................................... 6 1.2 模块方案比较与论证 ....................................................................................................... 6
1.2.1 主控器模块 ............................................................................................................. 6 1.2.2 寻迹模块 ................................................................................................................. 7 1.2.3 避障模块 ................................................................................................................. 8 1.2.4 垃圾桶检测装置 ..................................................................................................... 8 1.2.5 电机模块 ................................................................................................................. 8 1.2.6 电机驱动模块 ......................................................................................................... 9 1.2.7 显示台显示模块 ..................................................................................................... 9 1.2.8 电源模块 ................................................................................................................. 9 1.2.9 延时时钟电路 ......................................................................................................... 9 1.2.10 最终方案 ............................................................................................................. 10
第二章 硬件的实现及单元电路的设计 ..................................................................................... 10
2.1 微控制器模块的设计 ..................................................................................................... 10 2.2 光电对管寻迹电路的设计 ............................................................................................. 11
2.2.1 光电对管寻迹电路的设计分析 ........................................................................... 11 2.2.2 寻迹光电对管的安装 ........................................................................................... 12 2.3 超声波避障电路的设计 ................................................................................................. 13
2.3.1 超声波传感器的基本原理 ................................................................................... 13 2.3.2 超声波发射电路和设计 ....................................................................................... 13 2.3.3 超声波接收电路的设计 ....................................................................................... 14 2.3.4 超声波传感的安装 ............................................................................................... 15 2.4 垃圾桶检测装置的设计 ................................................................................................. 15
2.4.1 应变式传感器原理 ............................................................................................... 15 2.4.2 垃圾桶检测装置电路的分析 ............................................................................... 15 2.4.3 电阻应变片传感器的安装 ................................................................................... 16 2.5 电机驱动电路的设计 ..................................................................................................... 16 2.6 显示电路的设计 ............................................................................................................. 17 2.7 时钟电路的设计 ............................................................................................................. 17 2.8 电源电路的设计 ............................................................................................................. 18 2.9 报警电路的设计 ............................................................................................................. 19 2.10 按键盘的设计 ............................................................................................................... 19 第三章 软件设计 ......................................................................................................................... 20
3.1 智能吸尘器主软体的设计 ............................................................................................. 20 3.2 定时设置软体的设计 ..................................................................................................... 21 3. 3 吸尘器工作1软体的设计 ............................................................................................ 22 3. 4 吸尘器工作2软体的设计 ............................................................................................ 23 总 结 ........................................................................................................................................... 24 致谢语 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 ....................................................................................................................................... 25 附 件 ........................................................................................................................................... 26
附录1 智能吸尘器控制系统供电流程图 ........................................................................... 26 附录2 智能吸尘器控制系统总原理图 ............................................................................... 27 附录3 智能吸尘器控制系统的软体 ................................................................................... 30
引 言
随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A／D转换器、D／A转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人。
自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。
随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。
机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。自动寻迹是基于自动导引小车（AGV—auto-guided vehicle）系统，实现小车自动识别路线，判断并自动规避障碍，选择正确的行进路线。采用与地面颜色有较大差别的线条作引导，使用传感器感知导引线和障碍判断。
智能吸尘器就依据自动小车的智能行走技术来改制而成，这种技术现在被泛的电器所采用。利用传感的探测外界环境的状况在通过PC的处理来实现不用人功操作下智能的完成要打成的目的或任务。这就是所谓的机器人的技术。