学习情境8机器人的设计与制作
学习情境8机器人的设计与制作
学习情境8 机器人的设计和制作8．1资讯—知识准备8．1．1 智能机器人的介绍随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已经可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器，甚至A/D、D/A转换器等电路，这就很容易将计算机技术和测量控制技术结合起来，组成所谓的“智能化测量控制系统”。
这促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，现在人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人了。
8.1.2MCS-51单片机的串行接口及串行通信一、串行通信概述1、什么叫串行通信？并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明；引出并行通信，串行通信的概念。
P00P01P02P03RXDTXD2同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。
同步字符1 同步字符2 数据1 数据2 ···数据n 校验字符校验字符异步——发送时钟不一定等于接收时钟。
空闲位起始位 5 ~ 8位数据奇偶校验位停止位空闲位3、串行通信方向A B发半双工发收收A 全双工 B发收收发4、波特率即串行通信速率。
b/s 、bps举例、设有一帧信息，1个起始位、8个数据位、1个停止位，传输速率为240个字符。
求波特率。
解：（1＋8＋1）×240 = 2400 b/s = 2400波特。
5、串行通信接口发送：展示投影胶片CPUD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 发送数据寄存器SBUF（99H）1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 发送数据发送时钟接收：展示投影胶片接收时钟0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 接收数据D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 接收数据寄存器SBUF（99H）CPU二、MCS-51机串行接口单片机内有：通用异步接收/发送器UART全双工，4种工作方式，波特率可编程设置，可中断。
简易机器人设计制作活动方案
简易机器人设计制作活动方案发布者：章初发布时间：2012-2-12 20:00:23[设计思路]机器人科学知识是一项很适合在少年儿童中开展的，并深受学生喜爱的活动项目。
机器人制作兴趣小组活动意在培养学生对机器人的兴趣，让学生了解和掌握机器人是如何感知光信号的；学习LOGO语言，学会会编写简单LOGO程序指挥机器人做预定动作，并利用所掌握的知识和技能制作出沿轨迹行走机器人。
活动采用分组合作研究制作方式，小组成员分工协作（2人一个小组）。
教师作为活动的组织者，充分调动学生参与活动的积极性，注重培养每一个学生的科学思维能力；活动设计始终以学生为主体，有意识的进行多学科的融合与渗透，使活动具有综合性，从而培养学生良好的科学素质。
[活动目标]1、组装富有个性的机器人；2、学会编写程序，调试并运行机器人程序；3、运用乐高机器人套件设计、制作自己的轨迹机器人，并进行比赛。
4、在活动中提高学生的观察、分析、动手、创造能力，培养他们的参与、竞争、实践、协作意识。
[活动对象、时间]对象：初中学生8—10人时间：1、利用暑假时间组织夏令营活动。
2、每周六上午进行兴趣小组活动。
[活动内容]拼装乐高机器人，编写程序，调试机器人运行。
[活动方法]演示、讲授、讨论、实践操作、小组合作[活动准备]一、9797 蓝牙套装(已有)二、9648 蓝牙配件套装4套每套价格1350.00三、9698 FLL（智能交通）价格1980.00四、赛台（自制）赛台的内部尺寸长为1143mm、宽2362mm，四周装有边框，高为100mm，如图所示。
边框内侧为黑色，所有外侧和内侧边框均采用防火板。
五、竞赛场地纸（市赛、省赛前购买）价格大约2000六、台式电脑3台七、笔记本2台（比赛时用）八、储物箱，储物柜九、活动室。
机器人制作 制作方法
机器人制作制作方法
机器人制作方法可以分为以下几个步骤：
1. 设计：首先，确定机器人的用途和功能，然后进行机械结构和外观的设计。
根据需求和设计
要求，确定机器人的大小、形状、材料等。
2. 部件选取：选择适合机器人功能和设计的各种传感器、执行器、电机等电子元件和机械部件。
根据设计要求和预算，选择合适的供应商和品牌。
3. 组装：按照设计图纸或说明书，将选取到的部件进行组装。
这包括连接电子元件、安装传感器、安装电机以及组装机械结构等。
确保每个部件正确连接，并且能够正常工作。
4. 编程：编写机器人的控制程序。
根据机器人的用途和功能，选择合适的编程语言和开发工具，编写控制程序，控制机器人的各种动作、行为和反应。
5. 测试和调试：对机器人进行测试和调试。
检查机器人的每个部件和功能是否正常工作，调整
参数和程序，确保机器人能够按照设计要求正常运行。
6. 优化和改进：根据测试结果和用户反馈，进行机器人的优化和改进。
根据实际应用情况，改
进机器人的性能、稳定性和可靠性等。
7. 部署和使用：最后，将机器人部署到实际环境中，并进行使用。
根据实际需求，对机器人进
行操作和维护，确保机器人的正常运行和长期稳定使用。
机器人制作方法
机器人制作方法要制作一个机器人，首先需要明确机器人的功能和用途。
接下来，我们将介绍机器人制作的基本步骤和方法。
1. 设计理念。
在制作机器人之前，需要明确机器人的设计理念。
设计理念包括机器人的外形、功能、动力来源等方面。
根据机器人的用途和需求，设计出合适的外观和功能。
2. 材料准备。
在制作机器人时，需要准备各种材料，包括金属、塑料、电子元件等。
这些材料将用于机器人的外壳、机械结构和电子部件。
3. 机械结构设计。
机械结构设计是机器人制作的重要环节。
根据机器人的功能和外形设计，设计出合适的机械结构。
机械结构需要考虑机器人的运动方式、关节设计、稳定性等因素。
4. 电子部件组装。
在机器人制作过程中，需要将各种电子部件进行组装。
电子部件包括传感器、电机、控制器等。
这些电子部件将用于实现机器人的感知、运动和控制功能。
5. 编程与控制。
机器人制作完成后，需要进行编程和控制。
编程是为了实现机器人的智能功能，控制是为了实现机器人的运动和动作。
编程与控制需要根据机器人的功能和设计进行定制。
6. 测试与调试。
在机器人制作完成后，需要进行测试与调试。
测试是为了验证机器人的功能和性能，调试是为了解决机器人在运行过程中出现的问题。
7. 完善与改进。
机器人制作完成后，还可以进行完善与改进。
根据测试与调试的结果，对机器人进行改进和优化，以提高机器人的性能和稳定性。
总结。
制作机器人是一项复杂而有趣的工程。
通过合理的设计、精心的制作和不断的改进，可以制作出功能强大、性能稳定的机器人。
希望本文介绍的机器人制作方法能够对您有所帮助，也希望您在制作机器人的过程中能够得到乐趣与成就感。
2.1机器人的机械部分教学设计-高中通用技术粤科版选择性必修2机器人设计与制作
普通高中教科书《通用技术》选择性必修2机器人设计与制作第二章机器人的传动机械第一节机器人的机械部分教学设计教学背景党的二十大明确指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势”。
机器人是20世纪人类的伟大发明，今天，它不仅能够代替人类登陆火星和潜入几千米以下的深海，还可以不知疲倦地工作在各种生产线上，并服务于我们的日常生活。
关于机器人，我国科学家认为机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
国际标准化组织认为工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。
教学目标：知识与技能目标:1.了解机器人的机械部分。
2.了解传动机械。
教学内容分析:机器人是一种能够按照预先设计程序而自动执行工作的机械装置。
当前机器人已经大规模地走进工业生产、军事、政府管理、商业应用等领域，它们可以帮助或代替人类完成不同的工作，在各个方面影响着人类的生活。
通过本章的学习，让我们来初步了解和认识机器人吧。
机械部分是机器人重要的组成部分，它能通过传动装置，将动力装置产生的运动和力传递到执行装置的移动机构和手爪机构，实现行走和抓取。
机器人中的传动装置是机械传动。
在各种高新技术飞速发展的今天，我们的日常生活和工农业生产都离不开机械传动。
让我们通过本章的学习来了解和初步掌握机械传动的知识和应用吧。
学情分析:生活在科技迅猛发展的21世纪，同学们有必要了解一些机器人的知识，因为未来的机器人将对我们的生活和工作产生巨大的影响。
自己动手制作机器人是让同学们了解机器人的最好手段。
同学们一起进入机器人设计与制作的精彩世界吧。
教学重难点:了解机器人的机械部分。
小学技术与实践机器人制作教案培养创新意识的机器人制作
小学技术与实践机器人制作教案培养创新意识的机器人制作教案名称：培养创新意识的机器人制作教学目标：1. 了解机器人制作的基本原理和技术知识；2. 学习如何使用材料和工具制作机器人；3. 培养学生的创新意识和动手能力；4. 提高学生的合作与沟通能力。
教学准备：1. 教师准备：- 了解机器人制作的基本原理和技术知识；- 确定本节课的机器人制作项目和所需材料；- 准备相关的示范材料和工具。
2. 学生准备：- 手工制作工具，如剪刀、胶水、电池等；- 废旧材料，如纸板、塑料瓶等。
教学步骤：引入：在课堂上展示一个机器人制作的示例，并与学生进行互动讨论，引发学生对机器人制作的兴趣和好奇心。
1. 学习机器人制作的基本原理和技术知识：- 向学生介绍机器人的定义和功能，以及机器人制作的基本原理；- 讲解机器人所需的各种基本组件和传感器的作用；- 解释并示范如何使用电池、电线和开关等组装电路。
2. 学习如何使用材料和工具制作机器人：- 分发材料和工具给学生，并讲解如何正确使用这些工具；- 指导学生根据设计要求使用材料和工具进行机器人的制作；- 强调安全操作，教育学生注意使用工具时的安全措施。
3. 培养学生的创新意识和动手能力：- 鼓励学生在制作机器人过程中展现自己的创造力，并提供必要的指导和支持；- 引导学生思考如何改进自己的机器人设计，提出创新的想法和建议；- 培养学生的动手能力和解决问题的能力，鼓励他们在制作过程中克服困难和挑战。
4. 提高学生的合作与沟通能力：- 分组让学生合作进行机器人制作，鼓励他们互相协作和交流；- 引导学生进行团队讨论，分享自己的设计想法和制作经验；- 鼓励学生在展示自己的机器人时进行简单的演讲，提高他们的表达能力。
总结：回顾本节课学习的内容，强调机器人制作对培养创新意识的重要性，并鼓励学生将所学知识应用到实际生活中。
拓展练习：布置一些机器人制作的拓展任务，鼓励学生在课后继续探索机器人制作的世界，拓展他们对科技和机器人的兴趣。
简单机器人制作方法
简单机器人制作方法
制作一个简单机器人的方法如下：
1. 准备材料：需要一个小型电动马达、一些金属或塑料零件、螺丝和螺母、一块电路板、电线、电池盒和电池等。
2. 设计机器人的外形：可以根据自己的想法和材料的限制来设计机器人的外形。
可以使用金属或塑料零件组装成机器人的身体、头部和四肢等。
3. 组装电路：将电动马达安装在机器人的身体上，并连接电路板、电线、电池盒和电池等，组装成一个简单的电路。
4. 安装传感器：根据需要可以安装一些简单的传感器，比如光敏电阻、红外线传感器等，让机器人可以感知周围的环境。
5. 编程控制：根据机器人的功能需求，编写一些简单的程序代码，使用控制器或者单片机来控制机器人的动作和行为。
6. 测试机器人：完成组装和编程后，进行一些简单的测试，看机器人是否可以按照预定的程序进行动作。
通过以上步骤，就可以制作一个简单的机器人了。
当然，如果想制作更复杂的机
器人，可能需要更多的材料和专业知识。
《简易机器人设计作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《简易机器人设计》作业设计方案第一课时一、作业背景：随着科技的不断发展，人工智能和机器人技术已经逐渐走进人们的生活。
而对于学生来说，了解和掌握机器人设计与制作的基础知识将有助于他们未来对科技领域的深入学习。
因此，在本次课程中，我们将为学生设计一个简易的机器人制作作业，让他们动手实践、提升动手能力、激发科技潜能。
二、作业目标：1. 掌握基础的机器人设计原理和制作方法；2. 提升学生的动手能力和创造力；3. 增进学生对科技的兴趣和认识。
三、作业内容：1. 作业要求：学生们需要设计并制作一个简易的机器人模型，要求能够实现基本的运动功能（如行走、摇头等），并且可以配合简单的指令进行操作；2. 制作材料：纸板、电动机、蓝牙模块、面包板、导线、电池等；3. 制作步骤：（1）设计机器人的外形和功能，通过纸板制作机器人的主体结构；（2）安装电动机和蓝牙模块，实现远程控制功能；（3）连接电路，确保电动机正常工作；（4）添加感应器或遥控器，测试机器人的运动效果；（5）完善机器人的外观设计，提升美观性；（6）简单编程，让机器人能够根据指令执行相应动作。
四、作业评价：1. 制作过程（30%）：包括机器人设计的创新性、外观的美观度、电路连接的准确性等；2. 机器人功能（40%）：机器人的运动功能是否正常、与蓝牙模块连接的稳定性等；3. 操作体验（30%）：机器人的操作是否流畅、是否能够根据指令执行相应动作等。
五、作业要求：1. 作业时间：1周；2. 学生交流：可以鼓励学生在家长或其他同学的帮助下完成作业；3. 作业提交：学生需要在规定时间内将机器人模型和制作过程的记录提交给老师。
六、作业总结与展示：1. 作业结束后，老师可以组织学生展示自己设计制作的机器人，分享制作心得和体会；2. 可以评选出优秀作品，并给予奖励，激励学生的学习积极性和创造力；3. 整个作业过程可以收集学生的反馈意见，对今后的教学内容和方法进行改进和调整。
小学生的机器人制作
小学生机器人制作指南大家好！今天我要和大家分享的是如何制作一个简单的小学生机器人。
制作机器人可以帮助我们了解科学原理，培养动手能力和创造力。
下面是一个简单的机器人制作流程，希望能给大家带来启发。
材料准备：1. 一个塑料瓶子2. 小电动马达3. 电池盒和电池4. 铜线或彩色电缆5. 双面胶或胶水6. 小开关7. 各种装饰材料（如纸张、贴纸、彩色胶带等）步骤：步骤一：准备工作首先，将电池放入电池盒中，并将电池盒与小电动马达连接。
使用铜线或彩色电缆连接电池盒和小电动马达的正负极。
这样，电池就可以为小电动马达提供动力了。
步骤二：制作机器人身体取一个塑料瓶子作为机器人的身体。
你可以选择一个空的瓶子或者将瓶子剪成特定的形状。
把小电动马达固定在瓶子的底部，可以使用双面胶或胶水将其粘在一起。
步骤三：制作机器人的头部你可以用彩纸或其他装饰材料来制作机器人的头部。
将纸张剪成合适的形状，贴在瓶子的顶部。
你可以在头部上绘制眼睛、鼻子和嘴巴，使机器人看起来更生动可爱。
步骤四：添加开关找到一个小开关，将它连接在电池盒和马达之间。
这样，你就可以通过打开或关闭开关来控制机器人的运动。
步骤五：装饰机器人现在是时候发挥创造力了！用各种装饰材料装饰机器人。
可以使用彩色胶带、贴纸、布料或其他可用材料。
让你的机器人变得独一无二！步骤六：测试机器人确认所有电线和连接都牢固无误后，装好电池，并打开开关。
你的机器人应该开始转动或振动了！如果没有动作，检查一下电线连接是否正确。
通过以上步骤，你就成功制作了一个简单的小学生机器人！你可以给你的机器人起一个名字，还可以尝试给它添加其他功能，如发出声音、灯光效果等。
制作机器人可以培养我们的创造力和动手能力，同时也让我们更好地了解科学原理。
希望这个小小的机器人能陪伴你度过愉快的时光，并激发你对科学和技术的兴趣！祝大家制作成功，谢谢！。
人教版八年级下册综合实践活动 第4课 简易机器人制作
此次实践活动让学员们对科技创新有了更深 刻的认识，意识到科技改变生活、推动社会 进步的力量。
THANKS
感谢您的观看
根据遥控器信号和搬 运需求，制定控制策 略，控制小车的行驶 和搬运机构的动作。
程序编写与调试
编写程序并进行调试 ，确保小车能够准确 响应遥控器信号并实 现搬运功能。
05
创新拓展与成果展
示
创意来源及创新点阐述
创意来源
结合生活实际与科技发展，从日 常需求或问题出发，提出制作简 易机器人的创意。
创新点阐述
未来机器人技术展望
机器人智能化
随着人工智能技术的不断发展，未来机器人将更加智能化，具备更强的感知、决策和执行 能力。机器人将能够更好地理解人类语言和行为，与人类建立更紧密的互动关系。
机器人自主化
未来机器人将具备更高的自主化程度，能够在复杂环境下独立完成任务。同时，机器人之 间的协同作战能力也将得到进一步提升。
第4课 简易机器人制作
目录
CONTENTS
• 机器人概述与发展趋势 • 综合实践活动课程简介 • 简易机器人制作基础知识 • 简易机器人制作实践案例 • 创新拓展与成果展示 • 课程总结与反思
01
机器人概述与发展
趋势
机器人定义及分类
机器人定义
机器人是一种能够自动或半自动执行工作的机器装置，具有感知、决策、执行等能力，可以辅助或替代人类完成 各种任务。
机器人分类
根据机器人的应用领域、智能程度、运动方式等不同特点，可以将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机 器人等不同类型。其中，工业机器人主要用于生产线上的自动化作业，服务机器人则广泛应用于家庭、医疗、教 育等领域，特种机器人则用于执行特殊环境下的任务，如深海探测、空间探索等。
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学习情境8 机器人的设计与制作8．1资讯—知识准备8．1．1 智能机器人的介绍随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已经可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器，甚至A/D、D/A转换器等电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合起来，组成所谓的“智能化测量控制系统”。
这促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，现在人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人了。
8.1.2MCS-51单片机的串行接口及串行通信一、串行通信概述1、什么叫串行通信？并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明；引出并行通信，串行通信的概念。
P00P01P02P03RXDTXD2、同步通信、异步通信提问：数字电路中移位寄存器是怎样进行移位的？同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。
同步字符1 同步字符2 数据1 数据2 ···数据n 校验字符校验字符异步——发送时钟不一定等于接收时钟。
空闲位起始位 5 ~ 8位数据奇偶校验位停止位空闲位3、串行通信方向A B发半双工发收收A 全双工 B4、波特率即串行通信速率。
b/s 、bps举例、设有一帧信息，1个起始位、8个数据位、1个停止位，传输速率为240个字符。
求波特率。
解：（1＋8＋1）×240 = 2400 b/s = 2400波特。
5、串行通信接口发送：展示投影胶片CPUD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 发送数据寄存器SBUF（99H）1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 发送数据发送时钟接收：展示投影胶片接收时钟0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 接收数据D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 接收数据寄存器SBUF（99H）CPU二、MCS-51机串行接口单片机内有：通用异步接收/发送器UART全双工，4种工作方式，波特率可编程设置，可中断。
1、串口的组成从编程角度讲来看主要由以下寄存器组成。
PCON SMODSCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RISBUF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SBUF发SBUF收SM0、SM1：工作方式选择位（后面再讲）SM2：多机通信控制位，常与RB8配合，决定是否激活RIREN：允许接收TB8：发送的第九位数RB8：接收的第九位数TI ：中断标志RISMOD：波特系数选择位，0 ——20 = 11 ——21 = 22、串行口的工作方式（1）方式0：同步移位寄存器方式，波特率固定为fosc / 12RXD ——接收发送数据TXD ——产生同步移位脉冲接收/发送完，置位RI / TI ，（要求SM2 = 0）方式0 发送接收无起始位，无停止位（2）方式1：8位UART，波特率为（2SMOD×T1的溢出率）/ 32停止位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 起始位发送位起始位D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位接收位1帧信息，10位。
送RB8位波特率可变：2SMOD / 32 ×（T1的溢出率）发送完置位TI。
接收完数据置位RI。
置位RI是有条件的。
即：REN = 1，RI = 0 且SM2 = 0或SM2 = 1但是接收到的停止位为1。
此时，数据装载SBUF，停止位进入RB8，RI置1。
（3）方式2、方式3 ：9位UART，多机通信。
方式2波特率：（固定）2SMOD / 64 ×fosc方式3波特率：2SMOD / 32 ×（T1溢出率）发送完数据置位TI。
接收到有效数据完毕，置位RI。
有效数据条件：REN = 1，RI = 0 且SM2 = 0或接收到第9位数据为1。
此时，数据装载SBUF，第9位数据（TB8），RI置1。
3、波特率的设置方式0、方式2固定。
方式1，方式3可变。
波特率= 2SMOD / 32 ×（T1的溢出率）T1溢出率= 单位时间内溢出次数= 1 /（T1的定时时间）而T1的定时时间t就是T1溢出一次所用的时间。
此情况下，一般设T1工作在模式2（8位自动重装初值）。
N = 28－t / T，t = （28－N）T =（28－N）×12 / fosc所以，T1溢出率= 1/t = fosc / 12（28－N），故，波特率= 2SMOD / 32 ×fosc / 12（256－N）。
若已知波特率，则可求出T1的计数初值：y = 256－2SMOD×fosc / （波特率×32×12）巩固新课：例、若fosc = 6MHz，波特率为2400波特，设SMOD = 1，则定时/计数器T1的计数初值为多少？并进行初始化编程。
解：y = 256－2SMOD×fosc / （2400×32×12）= 242.98≈243 = F3H 同理，fosc = 11.0592MHz，波特率为2400，设SMOD = 0，则y = F4H初始化编程：MOV TMOD，#20HMOV PCON，#80HMOV TH1，#0F3HMOV TL1，#0F3HSETB TR1MOV SCON，#50H8．2 计划—学生学习的设想8．2．1 学习目的知识目标：1 串行通信基础2 串行通信总线标准及其接口3 MCS-51的串行接口能力目标：8．2.2学习条件1．教室2．多媒体3．单片机实训室（PG206）4．虚拟仿真实训室(Proteus)5.数字化综合服务平台8．2．3 项目技术要求本机器人能在任意区域内沿引导线行走，自动绕障，在有光源引导的条件下能沿光源行走。
同时，能检测埋在地下的金属片，发出声光指示信息，并能实时存储、显示检测到的金属片数目以及各金属片至起跑线间的距离，最后能停在指定地点，显示出整个运行过程的时间。
学习子领域 串行口通信基础 页 数：项 目 名 称 简易机器人的设计与制作 专 业 班 级 项目设计人 一、项目描述1、项目工作要求（任务书）机器人能在任意区域内沿引导线行走，自动绕障，在有光源引导的条件下能沿光源行走。
同时，能检测埋在地下的金属片，发出声光指示信息，并能实时存储、显示检测到的断点数目以及各断点至起跑线间的距离，最后能停在指定地点，显示出整个运行过程的时间 。
2、已具备资料二、项目资讯三、项目计划1、根据设计要求，选择确定设计方案，分析设计原理图并实现连接。
2、确定本工作任务需要使用的工具和辅助设备，填写下表。
项目名称项目完成人签字：日期：年月日指导老师签字：日期：年月日8．2．4 学习团队50人，6人一组……8．3 决策—项目方案的设计与选择本设计以AT89C51单片机作为检测和控制核心。
采用红外光电传感器检测路面黑线及障碍物，使用金属传感器检测路面下金属铁片，应用光电码盘测距，用光敏电阻检测、判断车库位置，利用PWM技术动态控制电动机的转动方向和转速。
通过软件编程实现机器人行进、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示。
我们通过对电路的优化组合，最大限度的利用51单片机的全部资源。
P0口用于数码管显示，P1口用于电动机的PWM驱动控制，P2，P3口用于传感器的数据采集与中断控制。
这样做的优点很明显：充分地利用了单片机的内部资源，降低了总体设计的成本。
该方案的系统图如图1所示。
2、系统的硬件组成及原理此系统的硬件部分由单片机单元、传感器单元、传感器单元、电源单元、声光报警单元、键盘输入单元、电机控制单元和显示单元组成，如图2所示。
2．1单片机单元本系统采用A T89C51单片机作为中央处理器。
他的主要任务是扫描键盘输入的信号启动机器人，在机器人行走过程中不断读取传感器采集到的数据，将得到的数据进行处理后，根据不同的情况产生占空比不同的PWM脉冲来控制电机，同时将相关数据送显示单元动态显示，产生声光报警信号。
其中，P0口用于数码管动态显示，P1．0～P1．5控制2个电机，P1．6，P1．7为独立式键盘接口，P2口接传感器，P3．2接计里程的光电码盘，P3．7接声光报警单元，P3．4，P3．5，P3．6接用于显示金属片数目的发光二极管。
2．2电机控制单元本机器人采用了双电机双轮驱动的小车作为其底座。
他的2个电机分别独立控制其左右两边的车轮，靠两边电机的转速的不同来实现转弯功能，还可让其原地转弯，便于控制。
而传统的小车是靠动力电机和转向电机驱动，转弯角度难以控制，不便于使用。
电机控制电路采用大功率对管BD139，BD140组成的H型驱动电路，通过单片机产生占空比不同的PWM脉冲，精确调整电机的转速。
这种电路由于工作在晶体管的饱和或截止状态下，避免了在线性放大区工作时晶体管的管耗，可以最大限度地提高效率；H型电路保证了可以简单地实现电机转速和方向的控制；电子开关的速度和稳定性也完全可以满足需要，整套驱动电路是一种被广泛采用的电机驱动技术。
电路如图3所示。
2．3传感器单元整个机器人共采用了9个传感器，他们分布在整个机器人的不同部位，相互配合起着不同的作用，如图4所示。
图4中各传感器说明如下：传感器1置于机器人正前方朝下的金属探测传感器，用于探测金属。
传感器2置于机器人正前方朝前的超声波传感器，用于检测障碍物。
超声波来源于555产生40kHz的方波信号，经超声波发射头发出。
发射头不断发出信号，当遇到障碍物时，信号会被反射回来，从而接收头会接受到信号，将信号送入单片机进行相应的判断和处理。
传感器3置于机器人正前方朝下的红外光电传感器，用于检测停止线。
红外发射管发出信号，经不同的反射介质反射，根据红外接受管是否接受到信号做出相应的判断。
传感器4，5置于机器人底座下方朝下的红外光电传感器，用于检测地面的引导线，原理同传感器3。
传感器6，7置于机器人正前方朝前的光敏电阻传感器，用于寻找光源。
当机器人前方有光源照射时，光敏电阻的大小将会改变，将2个传感器的改变量进行比较处理后送入单片机，单片机将会产生相应的调整信号，使机器人朝着光强的方向行走。
传感器8置于机器人后方两侧朝外的超声波传感器，用于在机器人遇到障碍物时的转弯处理，判断机器人是否完全绕开障碍物，原理同传感器2。
传感器9置于机器人正后方的光电码盘，用于计里程，他借助于鼠标原理，选用直径为2．6cm的塑料小轮自制光电码盘，经过打磨使其周长为8cm，再在该小轮上打等距离的8个孔，（如图5所示），最小测距精度可达到1cm，足以满足要求，两侧装上光电传感器，将其安装在车尾，使之与车的行驶同步。
就实际情况自制出来的各个孔之间的距离无法精确相等，但经过具体测量该光电码盘能保证行驶50cm能产生50个脉冲，于是采用他作为计算距离的基准单位。