第2章 方案设计
本设计STC98C52单片机为核心，利用传感器作为机器人的眼睛；单片进行处理判断，然后驱动直流减速电机进行相应的动作，并采用12864液晶显示记录一些有用的信息。
红外对管 光电开关 霍尔传感器 金属接近开关 光敏电阻 A/D 单 片 机
图2.1方案原理图
EEPROM 声光报警 直流减速电机驱动
2.1循迹方案设计
当循迹模块寻到黑线时输出低电平，否则输出高电平，由此驱动电机动作，逻辑功能表如下 循迹电路功能表 传感器 左 右 左 右 左 右 循迹电路输出（低电平动作） 左信号 √ 右信号 √ 右转 左转 前进 待执行命令 注解：“0”表示黑线，“1”表示白线 表2.1循迹电路功能表
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2.2寻光方案设计
寻光电路由三个光敏电阻组成分别位于机器人的、中、右，并通过A/D采集光强同时比较出哪一方向上的光照最强，并作出相应的动作，逻辑表如下所示
传感器 左 中 右 左 中 右 左 中 右 左 中 右 左信号 √ 寻光电路功能表 A/D采集数据比较结果 中信号 √ √
表2.1循迹电路功能表
待执行命令 右信号 √ 右转 左转 右转 前进 注解： “1”表示光最强 2.3机器人按键设计
洗衣机面板上有2个按钮K1、K2、K2 (1)K1是电源的总开关按键。 (2)K2 进入循迹工作模式。 (3)K3 进入寻光工作模式。
第3章 硬件设计
3.1单片机型号方案选择
方案 1：采用 ATmeg16单片机对信号处理，优点速度快，功能强大，但价
格贵，操作较复杂，不适合初学者
方案 2：采用 AT89c51单片机对信号处理，优点操作简单，接口方便，具
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备所有单片机的基本功能，容易学，价格便宜。
经过两个方案对比，应选择方案2，采用简单易学的STC89C52作为本机器人的控制核心。
3.2 显示方案的的选择
方案 1：采用1602液晶显示，优点操作简单，电路简单，小巧，缺点不能
显示汉字。
方案 2：采用12864液晶显示，优点可以串行通信显示，节省I/Ok口，操作
简单，电路简单，自带字库，能显示汉字，缺点体积较大。
经过两个方案对比，应选择方案2，采用可显示汉字的12864液晶进行显示。
3.3循迹传感器方案的选择
方案 1：利用红外发射管和红外一体化接收头做循迹装置，优点距离远，抗
干扰强，电路简单，缺点驱动复杂，发射管需要38KHz脉冲驱动，操作复杂。
方案 2：电子竞赛专用RPR220 反射型光电探测器，灵敏度高，使用方便，
缺点电路较复杂。
经过两个方案对比，应选择方案2，使用电子竞赛专用RPR220 反射型光电
探测器作为循迹传感器。
图3.3循迹传感器
3.4避障传感器方案的选择
方案 1：采用超声波模块避障，优点避障距离精确，操作复杂，实现较困难。
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方案 2：采用光电开关模块，优点操作简单，电路简单，缺点避障距离需要
手动调节。
经过两个方案对比，应选择方案2，采用光电开关模块实现避障、绕障。
3.5金属检测方案的选择
方案 1：采用自制电涡流传感器，可实现金属检测，电路复杂，供电需要交
流电源，实现较困难。
方案 2：采用金属检测开关，优点操作简单，电路简单。经过两个方案对比，
应选择方案2，采用金属检测开关实现金属检测。
3.6寻光电路方案的选择
方案 1：采用由光敏电阻和三极管组成的开关型寻光电路，优点电路简单，
缺点只有开光量输出，没有明显的光强比较。
图3.6.1 寻光开关电路
方案 2：采用半臂测量电路，用A/D进行采集，优点有明显的光强比较，缺
点电路较复杂。
经过两个方案对比，应选择方案2，半臂A/D采集光强。
图3.6.2半臂A/D采集光强
3.7A/D方案的选择
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方案 1：采用ADC0809，八通道8位A/D，并行传输数据，操作简单，但需
要大量I/O口。
方案 2：采用ADC0834，四通道8位串行A/D，可串行通信，节省I/O口资
源。
经过两个方案对比，应选择方案2，采用ADC0834进行A/D转换。
3.8电机方案的选择
方案 1：采用步进电机，定位准确，可以快速急停，缺点电路复杂，控制较难。
方案 2：直流减速电机，控制方便，容易实现。
经过两个方案对比，应选择方案2，采用直流减速电机。
3.9机器人里程测量方案
方案 1：采用光电码盘，计算轮子的圈数，优点计算精确，缺点程序算法复杂，安装不方便。
方案 2：采用霍尔传感器，计算轮子的圈数，优点操作简单，电路容易实现，
缺点只能记车轮的整圈数。
经过两个方案对比，应选择方案2，采用霍尔传感器测量里程，虽然只能计算整全数，但对于本设记，精度已经足够了。
3.10单片机最小系统电路分析
通过AVR单片机对数据处理，为了单片机工作最优状态，复位电路、震荡电路、ISP下载电路选择该公司给出的标准接法。连接电路如图 3.2所示。
图3.10单片机最小系统电路图
3.11液晶显示电路设计与分析
通过12864液晶显示数据，使用串行通信方式控制12864。连接电路如图 3.9
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