基于AT89S51的智能娃娃设计

毕业设计

题目基于AT89S51单片机的智能娃娃设计学生姓名学号

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基于AT89S51的智能娃娃设计

作者

指导教师

摘要本课题是基于at89s51单片机所设计的一种能自动循迹的智能机器人，其通过红外发射和接收管收集信号，并将信号转化为能够被单片机识别的数字信号。单片机控制机器人的行进、转弯、探测铁片和停止。机器人行进过程中可对一些数据进行处理，如记录和显示小车运行的时间，行进过程中的声光提示。

关键词：AT89S51单片机；智能娃娃；红外线传感器；无线遥控

Abstract The design for the control of AT89S51 microcontroller core, made by design to achieve wireless remote control-driven, voice, and flashing lights, and Avoidance by infrared sensors and other functions to achieve the smart doll. AT89S51 microcontroller design idea is to use the main control system, installed by the body following the two red left and right external fat pipe to achieve the robot's obstacle avoidance capabilities, with wireless remote control to control the robot microcontroller driver will be received by the sensor unit To transfer the signal to the microcontroller from the outside world analysis and processing, and through the voice and display unit intelligent doll voice and lights flashing.

Keywords：AT89S51 Microcontroller; Intelligent; Infrared Sensor; Wireless remote control

目录

引言 (1)

1.设计思想与总体方案 (1)

1.1 智能娃娃的设计思想 (1)

1.2各模块分析选择 (1)

1.3 总体设计方案和框图 (4)

2.硬件设计 (4)

2.1系统的硬件组成及设计原理 (4)

2.2 单片机控制单元 (5)

2.3电机控制单元 (10)

2.4 红外避障单元 (13)

2.5语音控制单元 (15)

2.6传感器单元 (16)

2.7键盘输入单元 (17)

2.8显示单元 (17)

2.9声光报警单元 (17)

2.10电源单元 (18)

3.系统的软件设计 (18)

结论 (20)

致谢 (20)

参考文献 (21)

引言

机器人是现代社会的一个新的智能产品，也是智能产品发展的方向。他能按照预先设定的特定环境下，自动操作，无需人工管理，就可以完成预计的目标。我国自70年代末就已经把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题，并开始着力研究智能化。

从实验室研究了智能实现的概念到目前的高端应用的推出，为智能产品的全面发展奠定了坚实的基础。综合智力的发展是实现其合理性，以最少的投资资源和充分利用，获得最大的效益，大大提高了工业生产，工业生产水平之前，从自动升级生产智力水平达到实现今天效率的智能流行的发展[1]。从以往的模拟电路设计，数字电路设计，芯片集成到当前应用程序，实现各组成部分的相同的功能的元件越来越小，为生产的智能产品打下了良好的物质基础。

本次毕业设计是对普及和全面发展过程中的智能产品的全面应用。发展的目的很简单，选择的平台和适当的、合理的电子元件，不需要花太多的要求，就能实现人力和财政资源所需要的每个执行功能，也符合本研究的意义线。同时容易理解低成本机器人可以作为玩具的对象发展为中国的玩具市场，一个缺乏一定的技术含量来弥补，以实现经济利益，商业价值的形成。同时作为毕业设计的研究课题同时，可以调动学生的学习思维和实践能力。

1.设计思想与总体方案

1.1 智能娃娃的设计思想

设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择课题给定的AT89S51单片机为控制平台，选择常见的电机模型车为机械平台，通过细化设计要求，结合传感器技术、电机控制技术、无线通信技术等相关知识实现智能娃娃的各种功能。设计完成实现本机器人能在指定区域内沿指定线行走，自动绕开障碍，同时发出声光指示信息，并能实时储存、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]。

1.2各模块分析选择

1.2.1 主控单元方案比较与选择

方案一：选择采用各种数字电路来组成智能娃娃的控制系统，对外部的避障信号、无线遥控信号，语音控制信号进行相应处理。但由于本方案电路比较复杂，灵活性不够高，效率又低，因此，不利于娃娃智能化的扩展，并且对各电路信号处理起来比较困难。

方案二：选择采用AT89S51单片机来作为整个机体的控制单元。红外线探头想采用比较上通用的发射管和接收头，经过比较，芯片调制处理后将由控制系统来接收。而路线寻则找采用红外线管对路面信号的采集，然后送到单片机系统进行处理，包括无线遥控信号和语音控制信号。此系统相对方案一比较灵活，利用软件方法来解决复杂的硬件部分，使各类功能易于实现，系统硬件简洁化，因此能更好地满足论文题目所给的要求。

通过比较上面两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，更可能实现题目给定的设计要求，因此采用方案二来实现。

1.2.2 寻迹单元方案比较与选择

方案一：采用发光二极管发光，用光敏二极管接收。由于光敏二极管受可见光的影响较大，并且稳定性差，因此此方案不适宜。

方案二：利用集成型红外对管作为寻迹单元的传感器，其中红外线发射管发射红外线，然后红外线二极管进行接收红外线。采用红外线发射，利用外界可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行分析隔离。本方案较易于实现，比较可靠，因此采用方案二。

当机器人底部的某边红外线收发两管遇到黑色带时，机器人可以检测到输入电平为高电平，反之则为低电平。结合单片机的查询方式，通过程序来控制机器人哪一边驱动转动以至改变行进方向。这样不断循环的检测接受，控制好前进方向，就可以使机器人沿着黑色线行走。

1.2.3 避障单元方案比较与选择

方案一：采用超声波来避障，但受环境影响较大的超声波，电路相对复杂，并且地面对超声波有反射作用，将会影响到整个系统对障碍物的判断。

方案二：利用红外避障，用微控制器来产生38KHz红外线发射控制信号调制发射，红外线发射出来的红外线遇到障碍物时，面对的反射回来的红外进行接收解调，再输出比较两者的电平。而且外界对红外信号干扰比较小，且易于实现，价格相对便宜，因此