（常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 常州 213000）

[摘 要] 近些年來，伴隨經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快，科學(xué)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，這其中比較顯著的標志是智能機器人的研究與運用取得了可喜的成就，以單片機移動機器人自動避障控制系統(tǒng)為內(nèi)容進行探究，并具體闡述了其實際應(yīng)用。

[關(guān) 鍵 詞] 單片機；移動機器人；自動避障控制；控制系統(tǒng)

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）12-0036-01

移動機器人的問世是科技發(fā)展的結(jié)晶，給人們的生活及工作帶來了極大的便利，文章中主要介紹了單片機移動機器人的構(gòu)造，并重點探究其自動避障控制系統(tǒng)，主要介紹了電路與軟件設(shè)計，借助單片機予以有效控制，繼而實現(xiàn)超聲波測距的目的，為移動機器人提供有效的控制信息。

一、避障控制算法篩選

所謂避障算法，其設(shè)計的主旨就是讓機器人能夠躲避障礙，從最優(yōu)的角度進行思考?；跈C器人避障行走過程角度而言，可以具體分為三個階段：（1）發(fā)現(xiàn)障礙物之后，對轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)下達命令，然后進行轉(zhuǎn)角改變，實施避障程序。這個階段的設(shè)計目的非常明確，就是躲開障礙物，由于存在距離信息內(nèi)容，所以撞上障礙物的幾率相對很小，因而對本階段算法來說，具體任務(wù)是選取合適的障礙路線，以避開障礙物。（2）當(dāng)避開障礙物之后，進入調(diào)整階段。而這個階段的目的也很明確，就是調(diào)整機器人的行走方向。在本階段之中，不僅要確保機器人能夠遠離障礙物，而且還需要防止其偏離原來的行走軌跡。（3）要保障機器人能夠回到之前的行走軌跡上。避障控制算法的具體方法有：正弦函數(shù)控制法、數(shù)字PID算法、模糊控制法等，其中模糊控制法具有本身的優(yōu)勢，具有極強的抗干擾能力。要想使控制算法得以實現(xiàn)，主要是需要選取MCS-51單片機，因為該技術(shù)比較成熟，且價格低廉，極易在市場上獲得，借助單片機，能夠有效轉(zhuǎn)化控制信息，再借助D/A轉(zhuǎn)換，給予其控制電路，確保機器人在行走過程中能夠躲避障礙。

二、硬件電路設(shè)計

（一）設(shè)計和工作原理分析

單片機的移動機器人需要通過控制超聲波測距電路設(shè)計，通過相應(yīng)的工作原理來完成實際操作，針對其設(shè)計與工作原理而言，在單片機端口位置，需要接入超聲波發(fā)射電路，借助輸入端可以完成，利用單片機中的固定程序，并通過定時設(shè)置的方式中斷服務(wù)子程序，在相對時間間隔基礎(chǔ)上，在端口位置近些程序輸出，主要是輸出40K的方波，并且同時運用驅(qū)動設(shè)備，也就是超聲波傳感器，繼而傳遞40K脈沖超聲波。在啟動其電路過程中，需要同時開啟定期器，而這個設(shè)備主要存儲于單片機內(nèi)，借助定時器本身，能夠計數(shù)超聲波發(fā)射時間，還能收到發(fā)射波時間。針對超聲波設(shè)備來說，其在接收電路輸出端過程中，具體來說就是接收單片機外部中斷設(shè)備，一旦獲取到超聲波發(fā)射波，接收電路輸出端就會發(fā)生變化，產(chǎn)生一個負跳變，由此能夠形成中斷請求信號，這時單片機就會響應(yīng)外部需求，執(zhí)行中斷程序，讀取超聲波所有往返時間，主要是從發(fā)射到接收的時間，由此能夠明確機器人距離障礙物的距離。

（二）輸出電路設(shè)計

單片機在實際應(yīng)用過程中，能夠獲取到距離信息，主要是借助避障算法運算，繼而轉(zhuǎn)換出控制信息，并且借助D/A輸出。D/A轉(zhuǎn)換單元，選取的是DAC0832，而具體工作類型主要是以雙緩沖器為主，與此同時，還需要輸出二路模擬量，具體來說是轉(zhuǎn)角控制量，還有速度控制量，繼而到達機器人控制電路輸出端，轉(zhuǎn)角控制電路，還有電壓予以實施控制，以改變機器人轉(zhuǎn)向角，速度控制電路，通過電壓控制，能夠達到控制機器人行走的速度。而針對移動機器人來說，其自動避障控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計具體來說是由兩部分構(gòu)成，分別是主程序與子程序，對主程序來說，其具體工作是完成初始工作，控制超聲波發(fā)射，為了更好地運用電池能量，而且考慮到測距要求，在對超聲波發(fā)射進行設(shè)計時，主要是以間斷發(fā)射為主，間隔周期是0.1秒，每響應(yīng)定時中斷，發(fā)射超聲波。

總體來說，基于單片機的移動機器人自動避障控制系統(tǒng)設(shè)計是其核心的部分，在進行避障控制過程中需要計算相應(yīng)的距離及轉(zhuǎn)角因素，這其中超聲波測距因自身的優(yōu)勢而得以廣泛應(yīng)用，不僅價格低廉，而且性價比相對較高，誤差小，因而具有一定的推廣價值。

參考文獻：

[1]趙銀銀.基于C8051F340單片機的移動機器人避障系統(tǒng)設(shè)計[J].長春大學(xué)學(xué)報，2010（12）：21-23.

[2]朱高偉.基于單片機的自動蔽障移動小車控制系統(tǒng)[J].通訊世界，2015（16）：277-278.

[3]周慧君，韓軍.基于51單片機的輪式移動機器人控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科協(xié)論壇（下半月），2013（10）：123-124.