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基于51单片机扫地机器人电路设计

摘要： 

目前，各式各样的服务机器人越来越多的运用到人们的日常生活中，从事于人们生活相关的服务工作，极大提高了人们的生活质量。本文以家用扫地机器人为背景。介绍了扫地机器人的组成部件及各部件的功能，并设计了机器人的避障系统，使其能够做简单动作。

本文设计是基于AT89C51的扫地机器人。采用超声波传感器来进行前方障碍物检测，然后通过单片机来控制两个直流电机实现左、右转弯来避开障碍物。

本文最后提出了在扫地机器人底部增加超声波及紫外线灯，可以有效的清洁地毯，沙发等纺织品上的细菌、螨虫。这为以后的扫地机器人的开发提供了一个可行方向。

关键词：扫地机器人 单片机 直流电机 设计

 

目次  

1  绪论 1

2  扫地机器人的机械结构 4

2.1 机械结构组成 4

2.2 扫地机器人的移动方式 5

3  扫地机器人的关键技术 6

3.1 控制系统 6

3.1.1 AT89C51系列单片机简介 6

3.1.2 AT89C51系列单片机芯片的信号引脚 7

3.2电源电路 7

3.3传感技术 8

3.3.1 超声波测距原理 9

3.3.2 系统硬件电路设计 9

3.3.3 防止干扰 10

3.4 驱动系统 10

3.4.1 直流电机 10

3.4.2 电机驱动 12

3.5仿真 12

4  程序设计 14

4.1 流程图的设计 14

4.2 原理图的设计 15

4.3 程序设计 15

4.4 仿真 18

结  论 21

致  谢 22

参考文献 23

 

结  论

本设计到此就全部结束了，该设计结合市场上已有的扫地机器人的模型，加上作者自己的设计构思，终于完成。本设计涉及传感器、电机、单片机、模具等多方面知识。

此次设计主要重点是分析扫地机器人的关键技术，利用超声波测距技术来避障、防跌落；用电动机配合齿轮来驱动整个机器，并用电机配合风扇达到吸尘效果；用单片机控制电路，将传感信号反馈并作用于电机，使得机器转弯，避开障碍物。但本设计也有许多不足之处，例如不携带语音功能，不能自动充电，程序只设计了避障这一个功能。

扫地机器人的市场前景十分广阔，还有很多的方面有待开发。就像开头提到的，可以在其底部增加杀菌功能，也可以在其顶部增加增湿设施，来增加室内湿度。相信随着科学技术的进步，这些技术都会被开发出来，扫地机器人的应用定将越来越全面。

 

参 考 文 献：

[1] 沈中城. 检测技术与仪器[M]. 北京：高等教育出版社，2003.

[2] 陶亦亦. 电气控制与PLC应用[M]. 北京：清华大学出版社,2010. 

[3] 李俊德. 电机控制与维修[M]. 北京：化学工业出版社,2009(8).

[4] 鲁伦文. 单片机原理及应用[M]. 北京：北京科学技术出版社，2010.

[5] 张培仁. 基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用[M]. 北京：清华大学出版社,2002.

[6] 王守中. 一读就通51单片机开发[M]. 北京：电子工业出版社，2011.

[7] 边莉. 51单片机基础与实例进阶[M]. 北京：清华大学出版社，2012.

[8] 宗光华. 机器人的创意设计及实践[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2004

[9] 谭庆昌. 机械设计[M]. 长春：吉林科学技术出版社，2000