智能機(jī)器人在當(dāng)今社會(huì)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。從普通的玩具機(jī)器人到工業(yè)控制機(jī)器人，從能夠炒菜的機(jī)器人到可以進(jìn)行太空探測(cè)的機(jī)器人，可以預(yù)見今后智能機(jī)器人的應(yīng)用將更加廣泛。

　　普通的無(wú)線遙控車大家都很熟悉，任天堂的電玩WII大家也都覺得很神奇。熟悉的不好玩，神奇的又玩不起，可能是很多人遇到的共同問(wèn)題。本設(shè)計(jì)從全新的思維角度出發(fā)，制作一個(gè)日常生活可以玩的智能小車，以饗有共同愛好的讀者。

　　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　智能小車系統(tǒng)原理是，將三維坐標(biāo)傳感器安裝在小車上，小車即具有智能感知功能，就會(huì)隨著目標(biāo)物的前后左右移動(dòng)而跟著移動(dòng)。系統(tǒng)主要有3個(gè)組件：一為三維坐標(biāo)光感傳感器（ETOMS-ET21X111），用于采集目標(biāo)物的移動(dòng)坐標(biāo)，該傳感器使用非常簡(jiǎn)單；二為MCU（EMC-EM78P156），讀取傳感器數(shù)據(jù)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，EM78P156是市面上常見的MCU，使用簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；三是馬達(dá)，馬達(dá)選用普通直流馬達(dá)即可，采用PWM控制。系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)整體框架

　　該設(shè)計(jì)的整體功能簡(jiǎn)單概括起來(lái)就是：讓小車能夠跟著人（或是目標(biāo)物）走。分開來(lái)講需要實(shí)現(xiàn)以下3個(gè)小功能：傳感器能夠正確讀取X、Y、Z的坐標(biāo)值，這是首要條件。MCU能夠正確判斷X、Z坐標(biāo)值的大小變化，這是關(guān)鍵。可能有人會(huì)有疑問(wèn)，為什么不判斷Y坐標(biāo)變化呢？那是因?yàn)樾≤嚥荒苌舷绿S（上下方為Y軸）。MCU根據(jù)坐標(biāo)值的大小變化控制馬達(dá)轉(zhuǎn)向及馬達(dá)PWM的時(shí)間，這是結(jié)果。

　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1 傳感器周邊電路設(shè)計(jì)

　　ETOMS-ET21X111是一款高性能具有X、Y、Z坐標(biāo)資料輸出功能的光感傳感器。具有如下特點(diǎn)：高速資料輸出，每秒鐘輸出坐標(biāo)資料高達(dá)75frame；低電壓工作，電壓范圍2.7～3.5V；采用標(biāo)準(zhǔn)RS232串行資料輸出格式輸出坐標(biāo)值；使用外部晶振，范圍0.5～12MHz，通常采用3.58MHz；具有可控制曝光接口EO4～EO7。

　　EO4～EO7這四個(gè)接口是用于曝光控制的，既可以用軟件進(jìn)行控制，也可以用硬件的方式進(jìn)行控制。根據(jù)自己的需要選擇合適的即可。本設(shè)計(jì)采用硬件的方式將這四個(gè)接口全部置為高電平。

　　傳感器周邊詳細(xì)的接口電路如圖2所示，從圖2中可知EO4～EO7為高，這是曝光設(shè)置為硬件拉高，也可以在軟件中設(shè)置。IC正常工作時(shí)，坐標(biāo)數(shù)據(jù)由RS232端口輸出。注意圖2中的4個(gè)LED為紅外LED。IC工作電壓是3.3V，系統(tǒng)采用5V供電。IC采用3.58MHz外接晶振，上電自動(dòng)復(fù)位后即可正常工作。

　　圖2 傳感器接口電路

　　2 MCU接口電路設(shè)計(jì)

　　MCU周邊控制電路詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖3所示。圖3中L、L+控制左邊路馬達(dá)PWM，R、R+控制右路馬達(dá)PWM。RS232接收傳感器坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入。IC工作于3.3V電壓，上電后自動(dòng)復(fù)位。系統(tǒng)時(shí)鐘采用4MHz外接晶振。

　　圖3 MCU接口電路

　　3 左路馬達(dá)控制電路

　　左路馬達(dá)控制電路如圖4所示。右路馬達(dá)控制電路同左路的一樣，圖中Q3、Q4采用PNP管，L和L+不可同時(shí)為L(zhǎng)OW，以免造成短路。

　　圖4 左路馬達(dá)控制電路