机器生命设计方案(机器人).doc

机器生命设计方案这个机器生命方案采用ATmega16单片机做控制器,单片机的8路AD通道和其余24个IO接口都被使用。AVR单片机AD转换频率高于音频,可以用来进行简单的语音采集。机器生命的程序较复杂,而AVR单片机适合进行快速复杂运算。本设计的电路板上除了ATmega16单片机外,还有2个LG9110电机驱动芯片、2个LM386音频功放芯片,和LM393电压比较器芯片,再加上少量电阻电容和三极管,电路简洁,适合初学者和中级爱好者动手制作。      LCD采用通用1602模块,支持3位控制线4位数据线,如果你采用IO口复用技术,可用6条线控制LCD模块。      此方案涉及光电检测、自动充电、语音识别、超声波测距、键盘(4个碰撞开关)、LCD液晶显示、电机驱动等技术,这些都是动手做简单机器人的基本技术,如果爱好者能把这个机器生命做好,那么你的电路设计、调试经验和编程能力都会有很大的提高。      这个机器生命的技术含量相当于20世纪70年代。当时已经有很多非常精密和复杂的工业机器人被应用,但这种简单的机器人怎么能称作先进呢?因为技术的复杂和技术的先进不是一个概念,复杂+精密不一定等于先进。先进的东西不一定复杂和精密。 主要功能:A寻光      我们可以用光电二极管来检测光线强弱。当然也可以用光敏电阻。将光敏电阻和一个固定电阻串联接在电源正负极之间,光敏电阻靠近正极一侧。从光敏电阻和固定电阻连接点引出导线接到ATmega16的AD转换输入口。当强光照在光敏电阻时,光敏电阻阻值变小,因此其压降变小,而固定电阻分压增多,引出的AD检测电位升高,被单片机转化为数字量后判断光线增强。机器生命有5个光电传感器,其中4个面向机器人前后左右四个方向,另一个指向太阳能板所面对的方向。通过编程可以让机器人自主移动到光线最强的地方。B充电      。太阳能电池板正负极通过一个三极管与电池正负极相连。有一个电压比较器比较电池电压与太阳能板的压差,如果压差高于某值,比较器控制三极管导通,太阳能电池板对充电电池充电。充电电池电压上升,当高于某值时控制三极管关断,结束充电。为使太阳能板能对电池组充电,要求太阳能板在阳光直射下输出电压高于8V。 C语音识别      用AVR单片机的高速AD检测功能能实现简单的语音识别。声音信号被驻极体电容话筒接收后送至LM386音频功放芯片放大和过滤后送至单片机AD转换口,单片机对音频信号幅值采样转化为一组数字,然后对这组进行取方差运算,得出一个特征值,该特征值可以用于简单的语音识别。比如你发一个“e”,方差应该比较小,如果你发“p”爆破音,方差应该较大。当然,如果你用更复杂的数据处理,会得到更好的识别效果。本设计使用了2路声音信号,目的是让单片机判断出声源的大体方位。D超声波测距      用AVR的1个IO口输出40KHz信号送至超声波发射电路,当超声波遇到障碍物返回后,被超声波接收头接收,信号经CX20106A解码芯片处理,得到一个低电平脉冲,用该脉冲引发AVR单片机中断,AVR通过检查发波和收到回波之间的时间差即可算出障碍物距离。E电机驱动      本设计采用2片LG9110电机驱动芯片驱动两台直流减速电机。LG9110输出最大电流为800mA,仅需要2条控制线与