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单片机在智能机器人中的应用

单片机全称叫单片微型计算机，它是一种集成电路芯片，把多种功能集成到

一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前单片机渗透到我们生活的各

个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。特别是pic系列单片机在智

能机器人中的应用获得广泛关注。

在20世纪90年代智能机器人开始进入教育领域，韩国，日本，美国相继举

办大学生智能机器人比赛，我国也在2002年举办了机器人篮球比赛，这些参赛

队的机器人很多构成部分都应用上了pic系列的单片机。

智能机器人的控制部分采用pic16f877单片机芯片，其控制电路的原理：mic

输入采用驻极体式麦克风，可以使用不同的哨音和约定完成规定的队列和动作：

光电信号开关输入接口，机器人运行时的主要输入信号，大部分都是用光电传感

器收集的；继电器输出接口用于控制直流电动机的启动，正反转;模拟信号输入

端接口，控制版上的预留了模拟信号的输入端口，可以用来增加组件，检测机器

人的接触和压力测控；电源，智能机器人采用满维护的密封式蓄电池来供电

pic16f877单片机和光感器均采用5v供电。

具体来讲单片机在智能机器人设计时的应用有以下两点，首先，供球机是可

以自动完成机器人在比赛时球位检测，放球，报警，和多球分离等动作的机器人

附属机器。它主要由单片机，直流减速电动机和执行螺旋桨组成。当赛球没有被

拿走时由于自身重力使微动触头开关处于接通状态，其输出端到pic16f877单片

机的rc1=0而当比赛用球被拿走时，由于失去重力的作用，微动开关处于断开

状态便向rc1发出一个跳变脉冲，pic16f877单片机不断来回巡回检测当发现这

个电平变化时，将rc1的状态与先前的状态相比较，确认起rc1的电平发生改变

时自动启动闸门供球电动机，在旋翼机构的钳制和赛球的自重，滚下下一个赛球

到球位处并向rc1发出一个跳变脉冲发出赛球到位信号。同时供球闸门有直流电

动机，行星此轮减速器和旋转翼片组成为减少控制难度和电子元件的数量，采用

定时关闭电机的方案，即电动机的启动由单片机的微动开关sw=1来触发，延时

若干时间后自动关闭，以防止在同一位置放两个球。

其次，另外机器人的结构及电源的很多组成部分也有单片机控制，智能机器

人采用铝合金型材和金属底板为主的结构，动力电源采用可充电的直流电源，控

制部分是基于单片机基本最小pic16f877的单片机的基本最小系统版。机器人在

pic16f877单片机的控制下可以完成直线，矩形，圆形，原地九十度，或一百八

十度原地旋转，以配合音乐完成舞蹈动作和抓投赛球的运动方式。

11级机制3班

龚文曦

201140614321