基于Arduino的智能黑白棋子分拣机器人的设计与制作.pdf

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析1

2设计方案遴选1

2.1开发板、芯片模块的选择1

2.2红外传感器的选择2

2.3系统框图设计2

3产品硬件设计3

3.1Arduinouno开发板介绍3

3.2按键模块设计4

3.3红外传感器设计5

4产品软件设计7

4.1主程序流程图7

4.2产品程序清单9

5产品调试及使用说明9

5.1产品调试9

5.2产品使用说明11

6产品设计技术标准12

参考资料13

附录1元器件清单14

附录2电路原理图15

附录3PCB设计图16

附录4产品实物图17

附录5产品装配图17

附录6程序代码18

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基于Arduino的智能黑白棋子分拣机器人

的设计与制作

1产品功能分析

因为现在越来越多的人开始玩黑白五子棋但有些人就比较懒，不想自己分

拣棋子，就用智能机器人来分拣棋子。黑白棋子智能机器人的设计分为棋子筒、

固定支架和分拣结构几个基本组成部分。通过利用先进的红外传感器，我们可

以准确地识别出棋子的黑白颜色，并利用舵机驱动推杆将其精确地抛向指定的

位置，而且，考虑到重力的影响以及管道的特殊尺寸，我们成功地解决了这一

技术挑战，让棋子一个接一个地掉落。如果发现没有任何棋子，只剩下一个黑

色的，那么挡板就会朝着相反的方向移动；反之，如果发现存在任何白色的棋

子，那么挡板就会朝着相反的方向移动，以此来完成对黑白棋子的识别。

2设计方案遴选

2.1开发板、芯片模块的选择

方案一：采用Arduinouno技术的解决方案，它具有多种多样的传感器，

可以实时监测周围的环境，并且还具备调节灯光、电机等设备的功能，从而对

周围的空气状况产生实时的监测。此外，该技术还支持将Arduino的编程代码

转换为二进制格式，并将其存储在微控制器中。利用Arduino技术，我们能够

使用特定的编程语言和相应的开发环境，创建一个专门针对Arduino的项目。

这个项目不仅仅局限于Arduino，还能够与一些PC端的应用程序相互交互，

从而达到更好的效果。

方案二：STC89C52芯片被认为是一种极其优秀的CMOS8位微控制器，

它不仅节省了大量的电源，而且还配备了8K的可编程flash存储器，它的结构

简洁，操作简便，而且8位CPU的加持，更加强了它的稳定性，从而给许多

嵌入式控制应用带来了极大的便利。

结合实际情况，本方案选择方案一。

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2.2红外传感器的选择

方案一：采用主动式红外传感器技术，将两个相互对称的传感器结合，形

成一个完整的对射系统，其中包括四种主要的传感器：单光束、双光束、三光

束、四光束。根据传感器的布局，这些传感器的布局形态有对称的、有背对的、

有侧面的等。当一个设备的反射性较强时，它可以通过接收反射镜或其他物体

所产生的红外线，并将其转换成可用的电子信息。然而，如果这种设备的反射

性较弱，可能无法将这种电子信息传递给其他设备，从而影响其正常工作。

方案二：被动红外传感器仅检测红外辐射，而不会从LED发出辐射。无源

红外传感器由两条热释电材料构成，其中一条用于传输红外信号，另一条用于

接收其他波长的光，并通过菲涅耳透镜将多个角度的光聚集到一个点上，最后，

外壳单元用于