单片机机器人设计课程设计.docx

单片机机器人设计?课程设计 前言....2 （一） 、机器人的大脑???2 （二） 、机器人的眼睛耳朵???2 （三） 、机器人的腿一一驱动器与驱动轮???3 （四） 、机器人的手臂一一机械传动专制???4 （五） 、机器人的心脏一一电池???4 一、 AT89S51单片机简介?.?5 （一） 、AT89S51主要功能列举如下：???5 （二） AT89S51各引脚功能介绍：???5 二、 控制系统电路图???7 三、 微型伺服马达原理与控制???8 （-）、微型伺服马达内部结构???8 （二）、微行伺服马达的工作原理.?.8 （三）、伺服马达的控制.??9 （四）?选用的伺服马达 刖吕 下面我介绍一下机器人的基本组成部分： （-）、机器人的大脑58 它可以有很多叫法，可以叫做：可编程控制器、微控制器，微处理器，处理器或 者计算器等，不过这都不要紧，通常微处理器是指一块芯片，而其它的是一整套 控制器，包括微处理器和一些别的元件。任何一个机器人大脑就必须要有这块芯 片，不然就称不上机器人了。在选择微控制器的时候，主要要考虑：处理器的速 度，要实现的功能，ROM和RAM的大小，I/O端口类型和数量，编程语言以及功 耗等54。 其主要类型有：单片机、PLC、工控机、PC机等。 单有这些硬件是不够的，机器人的大脑还无法运行。只有在程序的控制下，它才能按我 们的要求去工作。可以说程序就是机器人的灵魂了。而程序是由编程语言所编写的。 编程语言是一个控制器能够接受的语言类型，一般有C语言，汇编语言或者bnsic语言 等，这些通常能被髙级一点的控制器直接执行，因为在高级控制器里面内置了编译器能够直 接把一些高级语言翻译成机器码。微处理器将执行这些机器码，并对机器人进行控制。 机器人发展史 1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔?恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》屮， 根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robomik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机 器人”这个词。 1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它 由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还 差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得史加具体。 1942年美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里 的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。 1948年诺伯特?维纳出版《控制论》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的 神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。 1954年 美国人乔治?德沃尔制造出世界上笫一台可编程的机器人，并注册了专 利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。 1956年在达特茅斯会议上，马文?明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机 器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决 方法”。这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。 1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫?英格伯格联手制造出笫一台工业机器人。 随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂一一Ummation公司。由于英格伯格 对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。 1962年美国AMF公司生产出“VERSTRAN”（意思是万能搬运），与Ummation公 司生产的Unimate-W成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起 了全世界对机器人和机器人研究的热潮。 1962年?1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安 装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼 1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传戚器，而麦卡锡1963年则开 始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965年，帮助MIT推出了世界上第一个 带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。 1965年约翰?霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能 通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期 开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实 验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。 1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感 器，能根据人的指令发现并抓取积木，不过控制它的计算机冇一个房间那么大。 Shakey可以算是世界笫一台智能机器人，拉开了笫三代机器人研发的序幕。 1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加 藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向 以研发仿人机器人和娱乐机器人的技