智能清潔機(jī)器人

1、摘要智能清潔機(jī)器人是通過(guò)一個(gè)控制芯片和其他模塊結(jié)合，能夠自動(dòng)清掃家居環(huán)境，減少清掃難度所設(shè)計(jì)出來(lái)的智能機(jī)器人。本文將會(huì)對(duì)基于ATmega16為核心的智能清潔機(jī)器人的研發(fā)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的介紹，對(duì)該設(shè)計(jì)的所涉及的原理進(jìn)行深入的分析。文章的基本組成包括系統(tǒng)方案的論證、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的測(cè)試、總結(jié)等內(nèi)容。本設(shè)計(jì)最終將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按照特定路線進(jìn)行清掃工作、低電壓自動(dòng)充電的功能。本系統(tǒng)采用的系統(tǒng)控制核心為ATmege16，通過(guò)超聲波模塊自身發(fā)射聲波，依靠超聲波的反射和接收的原理,可以簡(jiǎn)單計(jì)算出機(jī)器人和障礙物的距離，設(shè)定安全距離來(lái)躲避障礙物，可以達(dá)到避障的目的;通過(guò)在充電處放置一個(gè)紅外發(fā)射模塊

2、，發(fā)射特定的38KHZ的紅外線，在清潔機(jī)器人上放置紅外接受模塊，當(dāng)機(jī)器人的主控芯片單片機(jī)檢測(cè)到電量低于百分之二十時(shí)，可以自動(dòng)行駛到充電插座處執(zhí)行自動(dòng)充電。通過(guò)設(shè)定特殊的行走路線使智能清潔機(jī)器人更高效的進(jìn)行清掃工作。清潔機(jī)器人使用的清掃工具為一個(gè)真空吸塵模塊。關(guān)鍵詞：智能清潔機(jī)器人；自動(dòng)充電；超聲波避障；紅外模塊Cleaning Robot Based on AVR Single-chip ProcessorAbstractIntelligent cleaning robot is controlled by a chip is combined with other modules, auto

3、matically cleaning the household environment, reduce the difficulty of cleaning the design of intelligent robot.This paper will be based on ATmega16 as the core of intelligent cleaning robot research and development process in detail, involved in the design of the principle of in-depth analysis. Art

4、icle includes the basic component of system demonstration, design of hardware system, software system design, system testing, summary and so on. This design will automatically according to the specific route for cleaning work, low voltage automatic charging function.This system adopts the system con

5、trol core for ATmege16, through ultrasonic module emits sound waves, rely on the principle of ultrasonic reflection and receiving, can calculate the distance of the mobile robot and obstacles, simple setting safe distance to avoid obstacles, can achieve the purpose of obstacle avoidance; By charging

6、 put an infrared emission module, specific 38 KHZ ir, placed on the robot cleaner infrared receiving module, through the MCU A/D conversion,when the power is less than the aggregate percentage, and can be run automatically to the outlet to perform automatic charging. By setting special route to make

7、 intelligent cleaning robot for cleaning work more efficient. Cleaning robot cleaning tools to a vacuum dust collection module.Keywords: intelligent cleaning robot; automatic charging; ultrasonic obstacle avoidance; infrared module目錄第一章 前言11.1 清潔機(jī)器人研究背景11.2 研究的實(shí)際意義1第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的論證32.1 核心控制模塊的論證與選擇32.2

8、 避障模塊的論證和選擇32.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的論證和選擇4第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 ATmega16單片機(jī)的簡(jiǎn)介53.2 ATmega16單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.3 超聲波避障模塊63.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)73.5紅外線發(fā)射、接收模塊設(shè)計(jì)83.6 無(wú)線控制模塊設(shè)計(jì)103.7防跌落裝置113.8碰撞開(kāi)關(guān)裝置設(shè)計(jì)123.9吸塵模塊設(shè)計(jì)12第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)134.1 系統(tǒng)程序簡(jiǎn)介134.2 程序的流程圖134.3 自動(dòng)充電流程的設(shè)計(jì)174.4清掃路線的設(shè)定184.5電量測(cè)量的程序設(shè)計(jì)21第五章 系統(tǒng)的測(cè)試和總結(jié)225.1主控模塊的測(cè)試225.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的測(cè)試225.3超聲波避障模塊的測(cè)試22

9、5.4紅外線發(fā)射模塊測(cè)試23第六章 結(jié)束語(yǔ)25參考文獻(xiàn)26附錄（一）電路圖27附錄（二）主程序29致謝374第一章 前言1.1 清潔機(jī)器人研究背景社會(huì)在進(jìn)步,人們對(duì)物質(zhì)和精神生活質(zhì)量的要求不斷提高,對(duì)于一些自動(dòng)化的產(chǎn)品的需求也不斷提升。人們希望有一種機(jī)器能夠自動(dòng)智能的在自己的家中進(jìn)行環(huán)境打掃的工作。智能清潔機(jī)器人就是這樣孕育而生的眾多產(chǎn)品中的一種。它將現(xiàn)代智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)和真空吸塵技術(shù)合理的運(yùn)用起來(lái)，并將它們合二為一,成功的解除了人們室內(nèi)清掃對(duì)雙手的依賴性。智能清潔機(jī)器人在現(xiàn)如今的世界中具有廣闊的市場(chǎng)前景，人們對(duì)一些自動(dòng)智能化家具的依賴性逐年遞增，隨我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)水平的不斷進(jìn)步,產(chǎn)品制作能力的

10、不斷提升，使得吸塵器的產(chǎn)銷量也大幅增加,對(duì)家庭的清掃工作也產(chǎn)生了很大的變化。吸塵器對(duì)現(xiàn)代家庭生活中處在一個(gè)不可或缺的地位，傳統(tǒng)的吸塵器一般都是半自動(dòng)的工作方式，這就意味著人們還是需要花費(fèi)自身的時(shí)間來(lái)清掃在家的室內(nèi)環(huán)境。然而這一些傳統(tǒng)吸塵器仍然不能有效的清掃掉室內(nèi)的灰塵，當(dāng)你辛辛苦苦清掃玩這一邊時(shí)，另一邊又會(huì)布滿了剛才你揚(yáng)起來(lái)的灰塵。然而智能清潔機(jī)器人可以幫你完美的解決這一麻煩，你只需要簡(jiǎn)單的摁下開(kāi)始鍵，它便可以立即進(jìn)行室內(nèi)清潔工作。每天出門(mén)上班的時(shí)候打開(kāi)它，回家后迎接你的是一個(gè)清潔無(wú)塵的環(huán)境。 在二十一世紀(jì)以來(lái),工業(yè)發(fā)展迅猛的世界已經(jīng)為人們研發(fā)出多種符合老百姓需求的智能清潔機(jī)器人。而所謂的智能

11、清潔機(jī)器人是指能夠在無(wú)人指導(dǎo)的情況下對(duì)房間地面進(jìn)行清掃的智能機(jī)器人系統(tǒng)1。它們一般內(nèi)置高能芯片，可以準(zhǔn)確計(jì)算出房間的大小與障礙物區(qū)域，配合設(shè)計(jì)員預(yù)定多種情節(jié)模式，自動(dòng)調(diào)節(jié)清掃房間；能夠自動(dòng)偵測(cè)地板表面的高低情況，自動(dòng)調(diào)整速度和吸力來(lái)更好地清掃房間，清掃任務(wù)完成后自動(dòng)回到充電座進(jìn)行充電待機(jī)2。隨著科技力量的不斷壯大，清潔機(jī)器人不僅僅只用于清掃室內(nèi)環(huán)境，在原本吸塵清掃的基礎(chǔ)上加了許多功能，例如：增加一個(gè)防水套后智能清潔機(jī)器人可以搖身變成一個(gè)能夠用于吸水的清潔機(jī)器人，再比如在清潔機(jī)器人的機(jī)身上放置一些清香劑，可以使清潔機(jī)器人一邊工作一個(gè)還可以進(jìn)行室內(nèi)空氣的清潔工作。可以看出，在現(xiàn)代清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)在

12、慢慢向其他拓展性功能前進(jìn)，已經(jīng)不僅僅在于完成清潔衛(wèi)生這一功能需求，而是在盡最大的可能去迎合現(xiàn)代消費(fèi)者在各個(gè)感官和情感上的感受，從而提升自己在行業(yè)里面的競(jìng)爭(zhēng)力。1.2 研究的實(shí)際意義隨著生活壓力越來(lái)越大，人們都向往更加便捷的生活方式都希望一些麻煩事例如一些家務(wù)事能夠不需要經(jīng)過(guò)自己的雙手便可以解決，比如打掃室內(nèi)衛(wèi)生對(duì)人們來(lái)說(shuō)是一個(gè)大麻煩，特別是在完成繁重的工作之后，仍需要花費(fèi)大量的時(shí)間很精力去打掃衛(wèi)生，那樣肯定會(huì)讓你更加勞累。對(duì)大多數(shù)城市家庭來(lái)說(shuō)，吸塵器已經(jīng)成為家庭清潔必不可缺少的工具，但是普通的吸塵器不僅體積大，而且工作的時(shí)候噪音很大，嚴(yán)重影響其他人的休息。同時(shí)還需要人為的去操作控制，使得清潔衛(wèi)

13、生仍是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。正是因?yàn)槿绱?，人們發(fā)明出了一種通過(guò)微控制芯片控制的智能掃地機(jī)器人進(jìn)行室內(nèi)的清掃工作。目前在歐洲、北美洲等許多的發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)于智能清潔機(jī)器人的研發(fā)和使用起步得較早，可以說(shuō)在智能清潔方面已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)巔峰的境界。在這幾年的研發(fā)過(guò)程中,個(gè)別發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種面向市場(chǎng)需求的智能清潔機(jī)器人，其中最有代表的是澳大利亞一公司研制出來(lái)的一種名叫V4的可自動(dòng)行駛并打掃房間的機(jī)器人，這種全自動(dòng)清潔機(jī)器人的外形光滑,體積小,大多數(shù)呈圓形和橢圓形,在機(jī)身內(nèi)部配置雷達(dá)探測(cè),可以搜索并行走在各種房間里的每一處包括一些死角、樓梯口等一些難以移動(dòng)的地方，并且可以準(zhǔn)確的躲避家具或其它障礙物并且能夠

14、出色的完成清掃工作。智能清潔機(jī)器人最核心的部件就是裝置在其中的一個(gè)微處理小電腦，通過(guò)對(duì)這一微小芯片的編程和設(shè)定，使它能夠在遇到障礙物的時(shí)候更智能的選擇前進(jìn)的路線，達(dá)到高效清潔的效果。使用時(shí)只需要將清潔機(jī)器人放置在地面上，打開(kāi)開(kāi)關(guān)后它自身所帶的雷達(dá)會(huì)探測(cè)距離自己最近的墻壁，隨后便會(huì)沿著墻壁經(jīng)行清掃，將附近的灰塵異物通過(guò)真空吸塵部件吸入臟物袋。然后再移動(dòng)到室內(nèi)的其他位置，在接近家居和其他障礙物時(shí)能夠迅速的轉(zhuǎn)向，確保自身和障礙物不會(huì)發(fā)生碰撞。在清潔機(jī)器人的四周都裝有障礙物傳感器，使得清潔機(jī)器人能夠一邊清掃一邊躲避墻壁和障礙物等物品。當(dāng)清潔任務(wù)完成或者清潔機(jī)器人本身的電量不足時(shí)，機(jī)器人便會(huì)自動(dòng)返回充電

15、座處，能夠自動(dòng)的讓自己找到充電處完成充電然后返回繼續(xù)清掃工作。在有現(xiàn)代技術(shù)的支持，智能清潔機(jī)器人不需要任何的編程，在它沿著房間行駛一周后，它會(huì)自動(dòng)的建立一個(gè)地圖，引導(dǎo)自身哪里可以去，哪里需要躲避。所以對(duì)人們來(lái)說(shuō)操作智能清潔機(jī)器人只有三個(gè)按鈕，即“開(kāi)始”、“暫?！?、“結(jié)束”。你所要做的事便是將清潔機(jī)器人帶到你要清潔的房間放下，摁下開(kāi)始按鈕即可。第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的論證 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要是以ATmega16為主要控制核心，其他次要模塊有避障模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)充電模塊等。以下是對(duì)本設(shè)計(jì)方案的論證。2.1 核心控制模塊的論證與選擇方案一：采用AT89S52單片機(jī)。AT89S52單片機(jī)是ATM

16、EL公司最先研究出的一款性能強(qiáng)大而功耗卻十分低的CMOS 8位微型控制芯片，具有大小為8K的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash、與MCS-51系列的單片機(jī)產(chǎn)品兼容，它具有了256字節(jié)內(nèi)部RAM、32根可編程的I/O線、16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器共有三個(gè)、1個(gè)全雙工UART串行的通道等性能。然而由于S51系列單片機(jī)指令周期很長(zhǎng)，執(zhí)行速度較慢，可用I/O口較少，內(nèi)部Flash容量小等缺點(diǎn)基本上不滿足本設(shè)計(jì)的要求。 方案二：采用ATmega16單片機(jī)。ATmega16單片機(jī)是一款性能強(qiáng)大而功耗卻十分低的CMOS 8位微型控制芯片，它具有高達(dá)16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)部Flash、512字節(jié)的EEPROM同時(shí)擁有32個(gè)通用的

17、I/O口且可設(shè)置上拉電阻、能夠單獨(dú)設(shè)定為輸入/輸出、驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)，擁有三個(gè)具有比較模式的定時(shí)器、有1個(gè)可編程串行的USART通道、一個(gè)SPI 串行端口等性能，ATmege16 I/O口資源豐富，自帶AD采集數(shù)據(jù)功能，運(yùn)行速度較快驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可在線仿真調(diào)試。大大減少了系統(tǒng)調(diào)試和研發(fā)的復(fù)雜度3。相比較于AT89S52，它最主要的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度快，可編程Flash的大小是AT89S52的兩倍。 方案三： 采用STM32處理器。STM32F103VC是一款基于ARM CortexM3內(nèi)核的STM32F103的增強(qiáng)型32位的處理器。它的最高工作頻率可以達(dá)到72MHz以上，具有從256K至512K字節(jié)閃存

18、儲(chǔ)器以及豐富的片內(nèi)資源，相對(duì)于AT89S52單片機(jī)及ATmega16、ATmega128L單片機(jī)來(lái)說(shuō)STM32具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力。但是結(jié)合自身對(duì)該芯片的熟悉程度，我并不打算使用此芯片作為本設(shè)計(jì)的主要芯片。 經(jīng)過(guò)對(duì)這以上芯片性能、價(jià)格的對(duì)比和熟悉程度，再結(jié)合本人所掌握的知識(shí)等及本系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)控制芯片的要求。決定采用ATmega16芯片作為本系統(tǒng)的主要控制核心。2.2 避障模塊的論證和選擇 方案一：紅外線避障。紅外線避障是利用光線反射的原理，通過(guò)使用單片機(jī)產(chǎn)生信號(hào)讓紅外線發(fā)射管調(diào)試發(fā)射，發(fā)射出去的紅外線在遇到障礙物后便會(huì)發(fā)射回來(lái)，紅外接受管可以對(duì)反射回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行接受和解調(diào)然后輸出低電平信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)是易

19、于實(shí)現(xiàn)，價(jià)格便宜。然而在灰塵多的空間紅外線的發(fā)射和反射會(huì)收到嚴(yán)重的干擾，從而影響到清潔機(jī)器人對(duì)行進(jìn)路線的判斷力。方案二：超聲波避障。超聲波避障方法是根據(jù)生物學(xué)的方法，類似于蝙蝠的捕食方法，通過(guò)發(fā)射器不斷發(fā)射超聲波脈沖，當(dāng)聲波被障礙物反射回來(lái)會(huì)被安裝在清潔機(jī)器人上的接收器接收，通過(guò)記錄聲波發(fā)出和返回的時(shí)間差，便可以得到障礙物與超聲波發(fā)射時(shí)位置的距離。超聲波避障的優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格便宜，而且受環(huán)境的影響特別是在灰塵多的環(huán)境寫(xiě)所受影響比較小。缺點(diǎn)是有一定的盲區(qū)。 經(jīng)過(guò)對(duì)以上模塊的對(duì)比，考慮到機(jī)器人運(yùn)行的環(huán)境。決定采用超聲波避障，對(duì)于超聲波的缺點(diǎn)，可以在機(jī)器人前端加兩個(gè)碰撞開(kāi)關(guān)來(lái)彌補(bǔ)。2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的

20、論證和選擇方案一：L298N。L298N是一種能夠產(chǎn)生高電壓和大電流的驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，主要特點(diǎn)是工作電壓高，輸出電流大，該芯片能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。缺點(diǎn)是當(dāng)工作電流過(guò)大時(shí)候會(huì)對(duì)單片機(jī)的運(yùn)作造成干擾，所以當(dāng)要求穩(wěn)定性比較高的時(shí)候建議使用帶光耦的L298N。方案二：MC33886驅(qū)動(dòng)。MC33886是一種H橋式小功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其特性為：工作電壓：5-40V 導(dǎo)通電阻：120 毫歐姆 輸入信號(hào)：TTL/CMOS PWM 頻率：<10KHz 具有短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)的

21、特點(diǎn)。但是具有啟動(dòng)加速慢，制動(dòng)不足等問(wèn)題，而且MC33886是全橋的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，工作電流最高可達(dá)5A，這也就導(dǎo)致了該芯片發(fā)熱量較大，建議使用時(shí)簡(jiǎn)易加上一個(gè)扇熱片，芯片的價(jià)格適中。方案三:BTS7960驅(qū)動(dòng)模塊。其特性為：工作電壓：5-40V 導(dǎo)通電阻：120 毫歐姆 輸入信號(hào)：TTL/CMOS PWM 頻率：<10KHz 具有短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)比如單片33886芯片可持續(xù)供應(yīng)電流只有5A，其內(nèi)阻更是有120m，這樣導(dǎo)致了由該芯片帶動(dòng)電機(jī)時(shí)，啟動(dòng)加速慢，制動(dòng)不足等問(wèn)題。MC33886是全橋的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，電流最高5A，

22、發(fā)熱量較大。價(jià)格適中。通過(guò)比較上面的幾個(gè)芯片，考慮到各個(gè)方面的問(wèn)題，最后決定選擇的是L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因?yàn)樵撾姍C(jī)驅(qū)動(dòng)的價(jià)格便宜而且電路圖簡(jiǎn)單。驅(qū)動(dòng)能力也很不錯(cuò)。所以，我最后選擇的是使用L298N做清潔機(jī)器人的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 在這一章會(huì)詳細(xì)的介紹整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。主要是主控系統(tǒng)模塊的構(gòu)造、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造、吸塵模塊的原理和電源模塊的設(shè)計(jì)等?？偪驁D見(jiàn)圖3-1。超聲波避障、紅外接收ATmega16單片機(jī)吸塵模塊電源模塊無(wú)線控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)圖 3-1系統(tǒng)總框圖通過(guò)上圖可以看出來(lái) ，單片機(jī)通過(guò)電源供電后驅(qū)動(dòng)其他模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行和停止。當(dāng)智能清潔機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)超聲波避障模塊開(kāi)始

23、啟動(dòng)，檢測(cè)前方是否有障礙物；同時(shí)該機(jī)器人按照設(shè)定好的線路經(jīng)行行走，通過(guò)一個(gè)真空吸塵模塊對(duì)所走過(guò)的區(qū)域進(jìn)行清掃工作。3.1 ATmega16單片機(jī)的簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)采用的ATmega16芯片是一種低功耗8位COMS微型控制芯片，其主要優(yōu)勢(shì)為處理速度快，數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHZ，從而提高系統(tǒng)的處理速度和降低系統(tǒng)的功耗。芯片內(nèi)置16KB的內(nèi)可編程Flash，擁有512字節(jié)的EEPORM，可以完美的滿足你對(duì)程序編寫(xiě)的內(nèi)容的大小，32個(gè)通用I/O接口線和32個(gè)通用寄存器，所有的寄存器都可以直接和運(yùn)算的單元進(jìn)行對(duì)接，提高了運(yùn)行速度。擁有用于邊界掃描的JTAG接口，支持片內(nèi)調(diào)試和編程，提高了設(shè)計(jì)的調(diào)試和

24、研發(fā)速度，3個(gè)具有比較模式的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T/C），片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，通用兩線串行接口，8路10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益的ADC。 3.2 ATmega16單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) ATmega16單片機(jī)的設(shè)計(jì)PCB原理圖見(jiàn)圖3-2所示，ATmega16最小系統(tǒng)包括了ISP下載、晶振、復(fù)位按鈕和一些擴(kuò)展接口等。圖 3-2 最小系統(tǒng)3.3 超聲波避障模塊超聲波測(cè)距的專業(yè)說(shuō)法是渡越時(shí)間檢測(cè)法，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是利用速度、時(shí)間的關(guān)系來(lái)求出距離，而速度便是聲波傳輸?shù)乃俣龋瑫r(shí)間便是發(fā)射和返回接受到的時(shí)間。其基本原理是：超聲波傳感器由強(qiáng)電脈沖信號(hào)激勵(lì)，向外發(fā)射超聲波，而超聲波在向外傳輸?shù)倪^(guò)程

25、中遇到障礙物的話就會(huì)被反射回來(lái)，超聲波接受器接收到反射回波，再根據(jù)發(fā)射與接受的時(shí)間差來(lái)計(jì)算被測(cè)物體的距離4。 超聲波避障模塊的實(shí)物圖如圖3-3：圖 3-3 超聲波模塊實(shí)物圖 使用AVR單片機(jī)來(lái)控制超聲波模塊進(jìn)行避障的原理其實(shí)是很簡(jiǎn)單的主要是利用了單片機(jī)內(nèi)部的的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器這兩個(gè)功能。我們知道聲速在空氣中傳播的速度可以達(dá)到340m/s，在根據(jù)聲波發(fā)射和接收的時(shí)間差，就可以知道發(fā)射超聲波的位置到障礙物的距離其公式為：S=340*t/2。當(dāng)清潔機(jī)器人在工作的時(shí)候，超聲波模塊本身會(huì)持續(xù)發(fā)射出8個(gè)40KHZ方波并且不斷檢測(cè)是否有超聲波信號(hào)返回，當(dāng)檢測(cè)到有信號(hào)返回的時(shí)候便會(huì)輸出一高電平，通過(guò)高電平持續(xù)的

26、時(shí)間便可以知道超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間從而算出距離障礙物的距離并控制清潔機(jī)器人是否需要轉(zhuǎn)向避讓。3.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)在這次的設(shè)計(jì)所使用的L298N一種高性能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝，主要特點(diǎn)是：主要特點(diǎn)是工作電壓高，輸出電流大。該芯片能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)或繼電器線圈等感性負(fù)載，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)，可以說(shuō)L298N這塊小小的芯片具有你意想不到的能力。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制，可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。直流電機(jī)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、平滑性好的特點(diǎn)而且價(jià)格相對(duì)便宜5。所以我們一般采用直流電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖如下圖3-4圖3

27、-4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖實(shí)物圖如圖3-5圖3-5 L298N 實(shí)物圖在L298N中6和11引腳為的使能端，所謂的使能端就是要改芯片運(yùn)行，你首先需要的條件是激活這兩個(gè)端口，所以只有當(dāng)它們都為高電平的時(shí)候兩個(gè)電機(jī)才有可能工作，一個(gè)使能端可以控制一個(gè)直流電機(jī)，5、7、10、12是L298N的信號(hào)輸入端和單片機(jī)的IO口相連。因?yàn)樵撔酒ぷ鞯碾妷焊撸娏鞔笏砸话阍撔酒瑫?huì)產(chǎn)生大量的熱量，嚴(yán)重的時(shí)候可能會(huì)燒掉芯片，所以我們?cè)谑褂眠@一芯片的時(shí)候一般都會(huì)加上一個(gè)扇熱片來(lái)進(jìn)行保護(hù)芯片的作用。3.5紅外線發(fā)射模塊與接收模塊設(shè)計(jì) 紅外發(fā)射模塊主是用5MM發(fā)射管 940nm紅外發(fā)射管，接受模塊主要是用0038萬(wàn)能一體化接

28、收頭。如圖3-6、3-7所示：圖3-6 紅外發(fā)射管圖3-7 紅外接收管當(dāng)紅外線接受管HS0038接收到紅外信號(hào)時(shí)，接受管會(huì)將這一信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳送給與自己相連接的放大電路中，在結(jié)果放大電路的放大后傳輸給單片機(jī)進(jìn)行處理。沒(méi)有收到紅外線時(shí)解調(diào)電路無(wú)輸出，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，1腳輸出高電平6。因?yàn)檫@一紅外接收管對(duì)38KHZ的紅外信號(hào)敏感，而且只對(duì)其具有轉(zhuǎn)換能力，所以我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)模塊來(lái)產(chǎn)生特定的38KHZ方波。555定時(shí)器是一款操作簡(jiǎn)單功能強(qiáng)大的芯片，而且價(jià)格便宜所以本設(shè)計(jì)采用555定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生38KHZ的脈沖。電路圖為3-8所示：圖3-8紅外發(fā)射原理圖發(fā)射部分采用的是NE555芯片與外圍電路來(lái)

29、組成一個(gè)振蕩電路來(lái)產(chǎn)生頻率為38KHZ的信號(hào)，其中占空比為30%，振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)3號(hào)角輸出加載至8050基極，由8050驅(qū)動(dòng)外圍LED燈，而接收頭HS0038在沒(méi)有接收到信號(hào)的時(shí)候輸出為高電平，接收到信號(hào)后輸出為低電平。通過(guò)這一原理可以在電源處放置一個(gè)紅外發(fā)射信號(hào)，當(dāng)清潔機(jī)器人電量低于20%左右的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)尋找信號(hào)發(fā)射源，通過(guò)紅外接受口的不斷引導(dǎo)和超聲波的避障，使清潔機(jī)器人安全的到達(dá)電源充電處，進(jìn)行對(duì)接充電。 3.6 無(wú)線控制模塊設(shè)計(jì)本次使用的無(wú)線遙控只要是紅外遙控的方式，紅外遙控方式是以紅外線作為載體來(lái)傳送控制信息的，因此具有反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)7。無(wú)線控制模塊接收器和

30、發(fā)射器如圖3-9所示：圖3-9無(wú)線控制模塊 當(dāng)按鍵摁下時(shí)接受部分輸出為高電平，當(dāng)摁鍵沒(méi)有摁下時(shí)一直保持低電平狀態(tài)，接收管腳的對(duì)應(yīng)說(shuō)明如表3-1所示：腳位名稱功能說(shuō)明1VCC電源正極2GND電源負(fù)極3D0數(shù)據(jù)輸出4D1數(shù)據(jù)輸出5D2數(shù)據(jù)輸出6D3數(shù)據(jù)輸出7D4數(shù)據(jù)輸出8D5數(shù)據(jù)輸出9VT輸出狀態(tài)指示摁鍵對(duì)應(yīng)I/O口輸出1C2高電平2C0高電平3C1高電平4C3高電平5C4高電平6C5高電平表3-1 摁鍵對(duì)應(yīng)電平變化情況3.7防跌落裝置防跌落裝置如圖3-10所示：圖3-10 防跌落裝置防跌落裝置的原理主要是運(yùn)用紅外線發(fā)射和接收的原理，模塊本身的紅外線發(fā)射裝置發(fā)射出紅外線，因?yàn)榧t外線傳輸受障礙物的影

31、響，所以在遇到障礙物后便會(huì)反射回來(lái)，接收口接收到紅外線后便會(huì)保持一個(gè)低電平的狀態(tài)，直到不再接受到紅外信號(hào)，接受不到時(shí)輸出高電平。將該裝置裝在清潔機(jī)器人的輪子前端，確保不影響輪子正常運(yùn)作的情況下，調(diào)節(jié)搞好可以接收到紅外線反射，當(dāng)清潔機(jī)器人走到懸空地方的時(shí)候，接收口因?yàn)榻邮懿坏椒祷氐募t外線便會(huì)輸出一個(gè)高電平，這時(shí)小車(chē)只需后退并轉(zhuǎn)向就可以躲過(guò)懸空的地方。3.8碰撞開(kāi)關(guān)裝置設(shè)計(jì)碰撞開(kāi)關(guān)裝置如圖3-11所示：圖3-11 碰撞裝置 碰撞開(kāi)關(guān)的管腳有三個(gè)，分別是：VCC、GND、OUT，將碰撞開(kāi)關(guān)放置在清潔機(jī)器人前方當(dāng)沒(méi)有觸碰開(kāi)關(guān)時(shí)輸出高電平，此時(shí)清潔機(jī)器人可以繼續(xù)前進(jìn)；當(dāng)觸碰的時(shí)候便會(huì)保持低電平使單片機(jī)檢

32、測(cè)到，單片機(jī)便會(huì)控制清潔機(jī)器人退后并轉(zhuǎn)向來(lái)繞過(guò)障礙物。3.9吸塵模塊設(shè)計(jì)吸塵模塊的組成是一個(gè)簡(jiǎn)單的風(fēng)扇和一個(gè)密閉儲(chǔ)物的空間，利用真空吸塵的原理，通過(guò)風(fēng)扇將的儲(chǔ)物盒內(nèi)部的空氣迅速排出，使得儲(chǔ)物盒內(nèi)部突然形成真空，因?yàn)閮?chǔ)物盒內(nèi)部與外部存在氣壓差的關(guān)系便會(huì)在吸入口處產(chǎn)生一定的吸力，在吸力的作用下便可以輕松的帶入灰塵和其他垃圾異物等，這樣便達(dá)到吸塵的作用。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的完美運(yùn)行靠的是硬件和軟件之間完美的結(jié)合，二者具有相輔相成的關(guān)系。如果將一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)成人的話，硬件就是一個(gè)人的軀干，而軟件就是一個(gè)人的大腦，軟件準(zhǔn)確的可以操控硬件完成想完成的動(dòng)作，而硬件可以幫助軟件做到它想做到的事。兩者可以

33、說(shuō)是缺一不可。系統(tǒng)部分主要由主控部分和其他子程序組成。主程序控制子程序的運(yùn)行，子程序?qū)崿F(xiàn)各個(gè)模塊具體的性質(zhì)功能，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的整體效果。4.1 系統(tǒng)程序簡(jiǎn)介硬件制作完成后，大概的程序框架設(shè)定也已經(jīng)定下來(lái)，系統(tǒng)程序的大概走向也比較清晰明了。軟件的設(shè)計(jì)必須是建立在硬件的布局上的，而軟件設(shè)計(jì)的最佳方法是利用模塊化設(shè)計(jì)的方法來(lái)試驗(yàn)，因?yàn)槟K化的程序易于編程和調(diào)試，而且可以減少程序故障率和保證程序的成功率。本次清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)所采用的主控芯片是ATmega16單片機(jī)，通過(guò)該單片機(jī)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向和行走，保護(hù)機(jī)器人免受外界環(huán)境的損害，設(shè)計(jì)特定的路線來(lái)使機(jī)器人提高清潔效率，在機(jī)器人電量過(guò)低的時(shí)候能夠行駛到電

34、源處自動(dòng)充電。4.2 程序的流程圖 圖4-1為本設(shè)計(jì)的大概流程圖，開(kāi)始啟動(dòng)清潔機(jī)器人時(shí)系統(tǒng)會(huì)對(duì)單片機(jī)上的各個(gè)I/O進(jìn)行初始化，之后便會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)檢測(cè)是否PC5口是否為高電平和檢測(cè)電池電量是否低于百分之二十。檢測(cè)PC5口是否為高電平為是否需要進(jìn)行遙控操作。當(dāng)PC5口為低電平切電池電量高于百分之二十便會(huì)進(jìn)行清掃工作，按照特定的路線經(jīng)行清掃知道清掃完成。程序主要流程圖如4-1所示：I/O口初始化I/O口初始化開(kāi)始啟動(dòng)超聲波測(cè)距檢測(cè)是否啟動(dòng)遙控器執(zhí)行手動(dòng)操作YN檢測(cè)電池電量是否低于20%前往充電YN開(kāi)始清掃工作充電完成清掃完成結(jié)束圖4-1程序主流程圖部分主程序如下：int main( ) PORT

35、B &= 0XFF;PORTC=0X00; init_devices(); while(1) Forward();if(PINC&0X20)=0X20) /當(dāng)遙控6鍵按下while(1)if(PINC&0X04)=0X04)Forward();if(PINC&0X01)=0X01)Backward();if(PINC&0X02)=0X02)right();if(PINC&0X08)=0X08)left();if(PINC&0X10)=0X10)Stop(); elseif( MEASURE_FLAG = TRUE ) MEASURE_FL

36、AG = FALSE;if(ShouldTurn()switch(FLAG)case 1: TCCR0 = 0x00; /stop Turn( RIGHT );Delay_us(1000);BACKWARD_R; FORWARD_L; Delay_us(1000); Delay_ms(1500); Forward(); Delay_ms(3000); Stop(); Delay_ms(1000); BACKWARD_R; FORWARD_L; Delay_ms(2500); FLAG=2;TCNT0 = 0XCE; /將定時(shí)器 0重置初值TCCR0 = 0x02; /start timerbr

37、eak; case 2: TCCR0 = 0x00; /stop Turn( LEFT );Delay_us(1000);BACKWARD_L; FORWARD_R; Delay_us(1000); Delay_ms(1500); Forward(); Delay_ms(3000); Stop(); Delay_ms(1000); BACKWARD_L; FORWARD_R; Delay_ms(2500); FLAG=1;TCNT0 = 0XCE; /將定時(shí)器 0重置初值TCCR0 = 0x02; /start timerbreak;default: break; return 0;4.3 自

38、動(dòng)充電流程的設(shè)計(jì)當(dāng)清潔機(jī)器人檢測(cè)到自身電量低于自身設(shè)定的最低電量要求時(shí)，便會(huì)執(zhí)行自動(dòng)充電的功能。首先清潔機(jī)器人通過(guò)放置于前方的紅外線接收器找到充電器所在的位置，通過(guò)超聲波的避障順利到達(dá)充電處進(jìn)行對(duì)接充電。主要流程圖如4-2：前往充電前往充電充電完成對(duì)接充電檢測(cè)電池電量是否低于20%開(kāi)始YN圖4.2 自動(dòng)充電流程圖4.4清掃路線的設(shè)定設(shè)定清潔機(jī)器人的路線一般都會(huì)涉及到路徑規(guī)劃，而路徑規(guī)劃在探索領(lǐng)域應(yīng)用得非常廣泛，一般的路徑規(guī)劃指的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的路徑規(guī)劃，這種路徑規(guī)劃是指智能移動(dòng)設(shè)備根據(jù)已知地圖或者某些提示信息的引導(dǎo)下尋求一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的避開(kāi)障礙物的可行路徑，同時(shí)完成指定的任務(wù)8。清掃的路線主要分

39、為兩種模式，一種是隨機(jī)清掃的模式，主要是在清潔機(jī)器人在遇到障礙物后隨機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度后繼續(xù)前進(jìn)，這樣的清掃效率比較低，但是比較簡(jiǎn)單，第一次清掃的范圍覆蓋可達(dá)60%，第四次清掃時(shí)清掃的范圍可覆蓋80%左右。第二種模式是高效清潔模式，把需要清掃的房間看成是一個(gè)矩形，開(kāi)始清潔時(shí)機(jī)器人處以整個(gè)房間的右端，貼近墻前進(jìn)，當(dāng)?shù)谝淮斡龅角懊娴膲r(shí)向左轉(zhuǎn)彎九十度，前行一個(gè)身位后再向左轉(zhuǎn)向九十度；當(dāng)?shù)诙闻龅綁Ρ跁r(shí)也是先向右轉(zhuǎn)彎九十度，前進(jìn)一個(gè)身位后再向右轉(zhuǎn)彎九十度后繼續(xù)前進(jìn)，直到碰到下一個(gè)墻壁后再向左轉(zhuǎn)，如此下去。相對(duì)來(lái)說(shuō)第二種清掃的模式比較快，而且覆蓋率也比較高。所以我們選擇第二種模式為主要清掃模式。程序流程圖

40、如4-3所示：開(kāi)始檢測(cè)碰到的次數(shù)是否為奇數(shù)遇到障礙物開(kāi)始清掃想走轉(zhuǎn)并前進(jìn)一個(gè)身位向左轉(zhuǎn)并前進(jìn)一個(gè)身位繼續(xù)繼續(xù)l l NY圖 4-3 清掃流程圖部分程序如下：if( MEASURE_FLAG = TRUE ) MEASURE_FLAG = FALSE;if(ShouldTurn()switch(FLAG)case 1: TCCR0 = 0x00; /stop Turn( RIGHT );Delay_us(1000);BACKWARD_R; FORWARD_L; Delay_us(1000); Delay_ms(1500); Forward(); Delay_ms(3000); Stop(); D

41、elay_ms(1000); BACKWARD_R; FORWARD_L; Delay_ms(2500); FLAG=2;TCNT0 = 0XCE; /將定時(shí)器 0重置初值TCCR0 = 0x02; /start timerbreak; case 2: TCCR0 = 0x00; /stop Turn( LEFT );Delay_us(1000);BACKWARD_L; FORWARD_R; Delay_us(1000); Delay_ms(1500); Forward(); Delay_ms(3000); Stop(); Delay_ms(1000); BACKWARD_L; FORWARD

42、_R; Delay_ms(2500); FLAG=1;TCNT0 = 0XCE; /將定時(shí)器 0重置初值TCCR0 = 0x02; /start timerbreak;default: break; return 0;4.5電量測(cè)量的程序設(shè)計(jì)電量測(cè)量的程序主要是運(yùn)用AVR單片機(jī)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換的功能，由于AVR單片機(jī)只能單純的處理數(shù)字信號(hào)而不能處理模擬量，即單片機(jī)的I/O口所能處理的只是0、1這些簡(jiǎn)單的數(shù)字組成而已，對(duì)于其他的信息無(wú)從下手。所以一般的外部的模擬信號(hào)量一般都需要是用A/D轉(zhuǎn)變功能來(lái)處理，使得模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量才能進(jìn)一步的被單片機(jī)進(jìn)行處理。ATmega16單片機(jī)內(nèi)部集成有一個(gè)10

43、位逐次比較ADC電路，因此AVR可以非常方便地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。電源所采用的電池是用的5顆4.2V的鋰電池進(jìn)行并聯(lián)供電，而我們可以知道鋰電池的電壓與電量成正比關(guān)系，當(dāng)電池的電量降到百分之二十左右時(shí)電池的電壓大概為3.7V，電池滿電量的時(shí)候電壓接近4V。采用這一特性，可以大概測(cè)出機(jī)器人電池電量的多少。程序流程圖如4-4所示：開(kāi)始I/O口初始化，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換檢測(cè)電量是否低于百分之二十前往充電Y檢測(cè)充電完成清掃工作NN圖 4-4 自動(dòng)充電流程圖第五章 系統(tǒng)的測(cè)試和總結(jié)本次所設(shè)定的系統(tǒng)的模塊主要分為主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、超聲波避障模塊、紅外線發(fā)射模塊等，所需要測(cè)量的模塊就是上面這幾種。當(dāng)然

44、還包括整體性能的實(shí)現(xiàn)。5.1主控模塊的測(cè)試當(dāng)所有的原件都已經(jīng)焊接完成，我們需要檢測(cè)的首先是是否有虛接和漏接的原件。本原件主要是采用5顆4.2v的鋰電池經(jīng)過(guò)升壓穩(wěn)壓后給系統(tǒng)供電。穩(wěn)定輸出是5v。然后對(duì)其他原件進(jìn)行性能的檢測(cè)，主要是看原件能否按要求達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求。經(jīng)過(guò)檢測(cè)和測(cè)量，所有的原件都沒(méi)有問(wèn)題，能夠正常的工作。當(dāng)檢測(cè)元件是否正常后，我們接下來(lái)測(cè)量的是單片機(jī)能否正常的下載程序，經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)無(wú)法連接到電腦，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)是主控板上的ISP接口有個(gè)地方接錯(cuò)，導(dǎo)致了主控板無(wú)法正常的連接到電腦。在將錯(cuò)接的電路改回來(lái)后能夠正常的下載程序和測(cè)試。說(shuō)明了自己所做的系統(tǒng)板正常，能達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求。5.2電

45、機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的測(cè)試 測(cè)試電機(jī)模塊的好壞，主要是測(cè)試該芯片能否正常驅(qū)動(dòng)電機(jī)行駛和轉(zhuǎn)向，在通過(guò)單片機(jī)下載程序后連接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)能夠正常的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的行駛和轉(zhuǎn)向，但是行駛的速度比較緩慢，在增大了電壓后電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到了提高。所以經(jīng)過(guò)測(cè)試，電機(jī)模塊能夠正常的運(yùn)行，能夠達(dá)到本次設(shè)計(jì)所需要的要求。5.3超聲波避障模塊的測(cè)試與結(jié)果測(cè)試超聲波模塊的好壞，主要是測(cè)試該模塊的觸發(fā)端和接收端能否正常工作。通過(guò)單片機(jī)下載程序，向觸發(fā)端發(fā)送不少于10us的高電平信號(hào)，然后在超聲波模塊前放置一塊擋板，使用電表對(duì)接收端進(jìn)行檢測(cè)，主要是檢測(cè)在接受到超聲波信號(hào)返回時(shí)是否有高電平的變化，在接受端高電平所持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)

46、射位置發(fā)出到碰到障礙物返回到原位置所花費(fèi)的時(shí)間。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)超聲波模塊能夠正常的發(fā)射和接收信號(hào)，電平的變化顯示正常，障礙物距離與高電平持續(xù)的時(shí)間也和公式S=t*340/2符合。測(cè)試過(guò)程和結(jié)果如下5-1 超聲波模塊測(cè)試結(jié)果理論S/cm時(shí)間t/s實(shí)際S/cm200.0011817400.0023539600.0035357800.00471781000.00588965-2 超聲波模塊測(cè)試過(guò)程5.4紅外線發(fā)射模塊測(cè)試測(cè)試紅外線的好壞，主要是測(cè)試是否能夠發(fā)射出紅外線，而且該紅外線是否達(dá)到本設(shè)計(jì)所要求的頻率。在檢測(cè)好各個(gè)原件都正常而且沒(méi)有出現(xiàn)虛接和漏接的情況下，通過(guò)示波器來(lái)觀察和檢測(cè)是否能夠發(fā)射出38

47、KHZ的紅外線。剛開(kāi)始測(cè)量時(shí)，頻率無(wú)法達(dá)到所需要的38KHZ，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)電阻R2，并根據(jù)公式：頻率= 1.44 /（R1 + R2 + R2）* C）求出電阻R2。最后該模塊能夠產(chǎn)生38KHZ紅外線，所以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，測(cè)試表格和結(jié)果如下：5-3 紅外發(fā)射模塊測(cè)試結(jié)果R1/KR2/KC/ufF/HZ1030.0195991060.0168571090.01533310120.01436310140.01389610160.0135125-3 38KHZ波形圖第六章 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次設(shè)計(jì)的制作，論文編寫(xiě)和程序設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步了解到自身的各種不足，特別是自己在程序編寫(xiě)方面的不足，導(dǎo)致本次設(shè)計(jì)的結(jié)束很晚才

48、完成。在最后通過(guò)老師和同學(xué)的幫助，通過(guò)自己查閱大量的資料和網(wǎng)上查詢 。才彌補(bǔ)了這一不足。這是我明白了在平時(shí)應(yīng)當(dāng)多積累自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)不懂問(wèn)題應(yīng)該及時(shí)向老師同學(xué)詢問(wèn)。在本次設(shè)計(jì)的制作過(guò)程中碰到了不少的困難，了解了自己在很多方面的不足，需要改進(jìn)的還有很多，只有不斷的改進(jìn)自身的不足，才能不斷的進(jìn)步。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我對(duì)電子設(shè)計(jì)這一方面更進(jìn)一步的了解和加強(qiáng)。了解了DXP繪制電路圖所需要注意的各種問(wèn)題，原件所接線的粗細(xì)、焊板空的大小、元器件的擺放、管腳的要求等。能夠在這么快的時(shí)間內(nèi)了解這些問(wèn)題，離不開(kāi)的是身邊同學(xué)們的幫助。很欣喜的是經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)的制作，我感覺(jué)自身的動(dòng)手能力等到了很大的提升。在專業(yè)知識(shí)

49、上使我再一次深入的了解了AVR單片機(jī)的強(qiáng)大，明白了單片機(jī)的運(yùn)用。總之，在完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中使我收獲很多，在這過(guò)程中不僅運(yùn)用到了在大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)也提高了我自身的動(dòng)手能力。當(dāng)然本次的設(shè)計(jì)也還有許多的不足需要改進(jìn)，這還需要老師的多多指導(dǎo)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)的制作，使我的能力提升了不少，我相信這些經(jīng)驗(yàn)會(huì)給我以后的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)很大的幫助。參考文獻(xiàn)1 李志華.基于人工智能技術(shù)的嵌入式真空吸塵器研究.J.電子制作.2014.09：67-682 王洛.新一代家庭保姆:智能機(jī)器人吸塵器.J.大眾電器2014.08：373 李輝.基于AVR單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì).J.才智.2011.29：374 張海

50、鷹.超聲波測(cè)距技術(shù)研究.J.儀表技術(shù).2011.09：58-605 雷震.基于AVR單片機(jī)的智能尋線小車(chē)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).J信息系統(tǒng)工程.2012.10：76-786 吳震.基于AVR單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.J.蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2011.03：37-407 王紅美.基于單片機(jī)的紅外線遙控器控制.J.自動(dòng)化應(yīng)用.2013.09：31-328 馬正華.智能吸塵器全覆蓋遍歷路徑規(guī)劃及仿真實(shí)現(xiàn).J計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.2012.02：99-1029 孔凡新.無(wú)線控制紅外線避障小車(chē).J科學(xué)信息.2011.36：512-51310 富大鵬 .基于AVR單片機(jī)的無(wú)線遙控智能小車(chē).J.世界電子元器件201

51、4.01：44-4611 張飛云.基于AVR單片機(jī)的兩輪自平衡小車(chē)設(shè)計(jì).J河南工程學(xué)院報(bào).2013.01：59-60 12 Anonymous.Atmel and Arduino Collaborate on AVR and ARM-based Development Platforms.J.Wireless News.2011.13 余翔翔.無(wú)線電遙控式直流電機(jī)控制系統(tǒng).J.杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào).2013.05：191-19414 朱小燕.淺談智能控制小車(chē)的設(shè)計(jì).J.機(jī)電信息.2011.11：180-18215 胡大力.基于熱釋電傳感器的人體輻射檢測(cè)電路設(shè)計(jì).J.電子技術(shù).2013.02：34-35附錄（一）電路圖1、 ATmega16最小系統(tǒng)：2、 紅外線發(fā)射電路3、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路4、 避障、紅外接收電路附錄（二）主程序#include <iom16v.h>#include <macros.h>/觸發(fā)端口：PB0/回應(yīng)端口：PD3#define ECHO PD3#define START_TRIG PORTB |= 0X01#define STOP_TRIG PORTB &= 0XFE#define CLEAR_TRIG STOP_TRIG#define CLEAR_ECHO PORTD &= (