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單片機益智系列——智能尋跡機器人是由益芯科技有限公司為科教方便而研發(fā)設計。根據現代學校對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的需求。依據提高學生實際動手操作能力和思考能力，以加強學生對現實生活中嵌入式系統(tǒng)的應用為參照。智能尋跡機器人全新的設計模式，良好的電路設計，一體化的機電組合，智趣的系統(tǒng)開發(fā)，更是成為加強學生學習興趣的總動源。
智能尋跡機器人采用現在較為流行的8位單片機作為系統(tǒng)大腦。以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52為主芯片。40腳的DIP封裝使它擁有32個完全IO(GPIO—通用輸入輸出)端口，通過對這些端口加以信號輸入電路，控制電路，執(zhí)行電路共同完成尋跡機器人。P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分別通過LG9110電機驅動來驅動電機1和電機2。由電機的正轉與反轉來完成機器人的前進，后退，左轉，右轉，遇障礙物繞行，避懸崖等基本動作。在機器人前進時如果前方有障礙物，由紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外信號被反射給紅外接收管，紅外接管將此信號經過P3.7傳送入AT89S52中，主芯片通過內部的代碼進行機器人的繞障礙物操作，同時主芯片將P3.7的信號狀態(tài)通過P2.5的LED指示燈顯示出來。機器人行走時會通過P3.5與P3.6的紅外接收探頭來進行檢測。 當走到懸崖處時，P3.5或P3.6將收到一個電平信號，此電平信號將通過相應端口傳送入主芯片中，主芯片通過內部代碼完成機器人的避懸崖操作。同時P3.5與P3.6的信號狀態(tài)將通過P2.6/P2.7顯示出來。在機器人的左轉，右轉，后退的過程，可以通過觀看以P2.0/P0.7為指示燈的運行狀態(tài)。P0.4為機器人的聲控檢測端口，在運行為前進狀態(tài)時，可以能過聲控(如拍手聲)來控制它的運行與停止。P0.6為機器人的聲音輸出端。在機器人遇到障礙物時。進行繞障礙物與避懸崖時可以通過此端口控制蜂鳴器發(fā)出報警聲。當為白天或黑夜時可以通過P0.5端口中的光敏電阻來進行判斷，以方便完成機器人夜間自動照明等功能。兩個按鍵以查詢/中斷兩種不同的方式來展現按鍵操作。你可以按下S1鍵來進行機器的停止。再按下S2鍵來進行機器人的運行。這個按鍵的信息分別被P3.2，P3.4接收到。IR1為紅外遙控接收器，這就為機器人進行遠程遙控創(chuàng)造了可能。這個紅外遙控接收頭接收到紅外信號時將信號經過P3.3送入到主芯片，主芯片對其進行解密后以不同的方式對機器人進行控制。同時將用戶的按鍵信息通過P2端口上LED數碼管顯示出來。P3.0、P3.l中COM端口的加入，讓你完全可以用電腦對其進行控制。你可以通過對串口發(fā)送數據，數據會被顯示到LED數碼管中，并讓機器人執(zhí)行相應的功能。電腦的串口軟件要求波特率為9600。8位數據位，這時你就可以快樂的用電腦來對它進行你的完全控制了。
EXKJ-ZN02功能的組合多樣，使得學生可以充分發(fā)揮自主能力，制作出不同的機器人。它為學校進行機器人競賽和畢業(yè)項目設計建立了實物平臺，是學校教師授課變得更輕松有趣。同時也能改變學生學習模式和激發(fā)學習興趣。更是作為驗證學生學習效果的有力工具。良好的電路板設計，讓學生制作變得方便容易，其大大提高了學生的制作成功率。提高了學生對電子電路的興趣，更是教學過程中不可或缺的教具。
尋跡原理
智能尋跡機器人可以很好的完成走黑線及白線的任務，而切效果優(yōu)秀。它通過內部程序的智能化編程，可以完成多種不同道路的尋跡。學生們可以根據自己的需要修正內部的尋跡代碼來完成一個屬于自己的機器人。下面我們一起來看一看他的工作原理及尋跡原理。
智能尋機器人之所以能夠尋跡，主要是由前方的兩對紅外發(fā)射與接收探頭來完成的。我們知道光有反射的特性。所以說當前方的紅外發(fā)射出來的光線遇到物體時，就會形成反射的光線，而這個經反射的紅外光線剛好被紅外接收探頭接收到。當紅外接收探頭接收到信號后，再將信號送到單片機由單片機內部的程序來控制機器人的運行情況。那么如何知道是黑線還是白線呢？原來是這樣的。紅外光線有一個反射特性。但對于不同的物體反射特性是不一樣的，特別是對白色反光的物體，紅外光線的反射量將會多一點。而對黑色不反光的物體，紅外反射量將會大量的減少。那么我們就可利用這個特性來完成黑與白的判斷。通過電路的合理安裝，可以將這種接收到的紅外光線變化量轉換為電壓值傳送到主芯片（單片機）中。而單片機就可以進行各種智能化的控制了。例如，完成黑線的尋跡功能或白線的尋跡功能。
經過以上的原理說明與實物參照，我們可以看出紅外光線是通過電阻將光信號轉變?yōu)殡娦盘柕�。這里我們采用的15K的電阻，并且在進行尋變時建議將紅外接收探頭用黑色的套管套住，以免多余的光線進入，影響程序的正常判斷。如果需要對紅外采集信號的靈敏度進行調整，可以將紅外發(fā)射與紅外接收的距離進行與地面距離的調整。另一種方法可以用來將那個用于紅外接收探頭的15K電阻進行調整，以使靈敏度適合自己的需求。在進行實際的智能尋跡時，如果是第一次使用，建議先將其它的軟件功能關閉，只留尋跡功能來進行測試，完畢后再添加更多的功能到尋跡框架中，來發(fā)揮它更多的功能。在尋跡功能不能很好的完成時，也應考慮到太陽光線或其它多余光線的影響。最好在室內較暗的進行，等測試完畢后再轉到正常光線下運行。
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