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单片机自动清洁机器人设计(电路图+原理图+流程图+源程序)-课程设计单片机自动清洁机器人设计最近在电视看到一款能够遥控移动的吸尘器，圆形的和遥控汽车差不多，我感觉到如果再不把自己的想法写出来，自己的创意会被很多人实现，我几年前就想设计一款能够打扫卫生的机器人，直到看到电视里的那个东西，我意识到，我要自己做一个出来。
移动机构是清洁机器人的主体，决定了清洁机器人的运动空间，一般采用轮式结构。
传感器系统一般采用超声波传感器、红外光电传感器、接触传感器等构成多传感器系统。
随着近年来控制技术、传感技术以及移动机器人技术等技术的迅速发展,智能清洁机器人控制系统的研究和开发已具备了坚实的基础和良好的发展前景。
吸尘系统在原理上与传统立式吸尘器相同，主要是在结构设计上更多考虑结构尺寸、集成度以及一些辅助机构的合理布置和利用，以此来提高能源利用率和工作效率。
现在的智能清洁机器人通过软硬件的合理设计，使其能够自动避开障碍物，实现一般家居环境下的自主清洁工作。
它的主要功能有: 1 能够自动熟悉地形，了解房间布局，感知自己的方位，记录和分析环境卫生状况，容易脏的地方多打扫，干净的地方少打扫，节省能源。
2能够自动补充能量。
当检测到电源不足时，自动找到电源，并充电。
充电结束自动专为待机状态。
3当垃圾装满后自动打包，并将垃圾放到主人指定的地点。
4能够检测主人是否在家，只有当主人不在家时，才出来打扫卫生，主人在家时机器人休息。
保证不影响主人的正常生活。
可行性分析:1应用超声波测距和滚轮定位就可以测到自己的位置，给据吸入垃圾量的多少，就可以分析出，那干净那里脏.2应用简单的空中加油技术就可以把自动充电搞定。
检测电源能量多少，和是否充满就更简单了.3垃圾打包只用简单的打包技术就可以解决.4机器人上装上热释红外探测器就知道主人在不在了..5剩下的功能，好多玩具里都有，只要把吸尘器和遥控车结合起来就搞定了1 系统整体方案设计1．1 制作清洁机器人的任务与要求：任务: 清洁机器人在场地上任意运动并吸尘，当遇到障碍物时，可自主避开障碍物绕道继续运动（轨迹由团队设定）。
AT89S51单片机实验及实践系统板（以后简介系统板）集成多个硬件资源模块，每个模块各自可以成为独立的单元，也可以相互组合，因此，可以为不同阶层的单片机爱好者及单片机开发者提供不同的开发环境。
每个硬件模块介绍如下：1．继电器控制模块系统板上提供了2路继电器控制模块，分布在系统板的最左上端区域中，输入信号由Realy in 1和Realy in 2端口输入分别控制两路继电器，继电器控制的信号分别由最上端的两个插针输入和输出。
分别称为“com1 open1 short1”，“com2 open2 short2”，由于这个两个继电器是单刀单掷控制，当继电器不吸合时，“com1”和“short1”相通，“com2”和“short2”相通；当继电器吸合时，“com1”和“open1”相通，“com2”和“open2”相通。
其电路原理图1.1所示：2．参考电压源模块在系统板上写有“参考电压源”区域中，是由TL431来完成参考电压的调节，调节范围在0－2.50V之间；主要为是系统板上需要参考电压芯片或是为外部设备提供参考电压，由Var Vref Out端口输出。
其电路原理图如图1.2所示：图1.23．三路可调电压模块此模块主要是用于提供0－5V之间的可变的模拟电压值，即可以作为参考电压源也可以作为模拟电压信号。
这三路是相互独立的。
分别对应着由VR1，VR2，VR3端口输出。
具体的电路原理图如图1.3所示：图1.34．电源模块电源模块为系统板上其它模块提供＋5V电源，电源输入有两种方式，一种为交直流电源从电源插座输入，输入的电压要求，直流输入应大于7.5V，交流输入应大于5V，通过7805三端稳压器得到5V的直流电源供给系统其它模块工作，另一种为从USB接口获取＋5V电源，只要用相应配套的USB线从电脑主机获取＋5V直流电源，在电源模块中加有保护电路，即电路中有短路，不会对7805三端稳压器及电脑主机电源有损害！其电路原理图如图1.4所示：5．程序下载模块该模块完成源程序代码下载到AT89S51或者是AT89S52芯片中，它需要和微机上的ISP下载器软件配合使用来完成这样的功能。
制作AT89S51单片机ISP下载线ISP下载线的种类主要取决于PC端下载程序的种类。
有并口的，有串口的，也有USB的。
串口和USB的介绍较少而并口的介绍的很多，也比较简单。
易于自己制做。
并口的在网上也分为几类，原理都一样。
主要是根据下载程序的不同。
1.这是Easy Isp-2的配合软件为Easy51Pro v2.0宇宙版这是他的简化版：在网上的制做思路几乎都是把74HC373放在并口头的小盒子内见下图：但由于我的台式机放在桌子的下面，把74HC373放在接头盒内插在电脑机箱后面怎么调试呢。
因此我没将它放在接头盒内而是另用个洞洞板做的，前面是一米的并行线，后面是约50cm的连接线。
线路的焊接没什么问题，比较顺利。
见下图：（因旧的已拆了，现在只是示意一下）Easy51Pro2.0的工作界面：连上我的最小系统后，发现不能稳定工作。
但可以读出89S51的特征字，说明线路是好的。
反复试验，不断在电源间加去偶电容，没什么效果，后来发现把连接排线握成一团握在手心里，就能有80%的机率正确写入程序，跟并口线那边关系却不大。
莫非我要在排线上挂块肉，就像以前黑白电视的天线？结论：读写不可靠。
放弃！因为这个下载程序不支持win98,我的笔记本是98的不能用。
因此这次我用了官方的下载线方案。
配合软件为ISP-30a。
线路的原理还是差不多，焊接也没什么问题，这次可以支持笔记本，我省掉了并口线，将并口头直接焊在板子上。
完工后的样子见下图。
现在它的并口端没有线了，直接插在了我的笔记本的并口上，启动程序，ISP-30A界面见下图。
状况同上一个下载线如出一辙，能读出特征字。
读写也是几乎不成功，还是将排线揉成团握在手心里时，便能有八九十的读写正确率了。
看来用哪个方案都是一样的，关键在布线上不同罢了。
我一不做二不休，狠狠剪短了排线，就剩下这么一点点引线，见下图：再接上笔记本一试，你猜怎么着，正确读写率100%,成功了！结论：各种方案都差不多，但在布线上，原来总是把元件装在并口盒内，而留一段连线到AT89S51板上的想法是错误的。
2.3 51单片机增强型学习系统各组成部份原理图及功能简介2.3.1 共阴极数码管动态扫描控制图2.2 51单片机增强型学习系统的四位共阴极数码管动态扫描硬件连接原理图AT89S51单片机P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上接电阻。
AT89S51单片机P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。
对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2口送出高8位地址数据。
在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @Ri 指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器SFR 区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。
Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。
在上面的硬件连接原理图里，我们用到的是P0和P2口控制四位数码管显示的。
四位数码管显示的方式是动态扫描显示，动态扫描显示是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。
其接口电路如上图是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起由单51单片机增强型学习系统片机的P0.0~P0.7控制，而每一个数码管的公共极（阴极）是各自独立地受单片机P2.7~P2.4控制。
CPU向字段输出口P0口送出字形码时，所有数码管接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管亮则取决于P2.7~P2.4的输入结果，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。
