串俊剛 曾欣 代艷霞 沈濤 劉潔

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);機(jī)器人 ;中小學(xué)競(jìng)賽

1概述

近年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視青少年科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其中很大一部分就是開(kāi)展各年齡階段機(jī)器人比賽，而機(jī)器人比賽的核心就是單片機(jī)編程應(yīng)用。2019年宜賓市進(jìn)行了第一屆全是中小學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽。比賽主要要求實(shí)現(xiàn)機(jī)器人尋跡、顏色識(shí)別、機(jī)器人避障三大功能，機(jī)器人從啟動(dòng)區(qū)出發(fā)后沿著白線路徑行進(jìn)。到達(dá)位置“4”時(shí)，檢測(cè)障礙物并成功避開(kāi)障礙物行進(jìn)，達(dá)到位置“6”時(shí)，檢測(cè)顏色并按給定顏色選擇正確的路徑（R，G，B）。

本機(jī)器人放采用三輪智能小車(chē)底盤(pán)，后輪驅(qū)動(dòng)?？刂破鞑捎?1單片機(jī)（STC89C52芯片），尋跡功能用光電傳感器實(shí)現(xiàn)，顏色識(shí)別采用TCS230顏色識(shí)別傳感器實(shí)現(xiàn)，避障功能采用HC-SR04超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)。

3硬件設(shè)計(jì)

由于51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)功率小，所以需要通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入口A，B，C，D連接單片機(jī)P0.0，P0.1，P0.2，P0.3，驅(qū)動(dòng)板輸出口接兩個(gè)直流電機(jī)。該設(shè)計(jì)采用3路光電傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡線，3路光電信號(hào)連接單片機(jī)P1.0，P1.1，P1.2。TCS230顏色識(shí)別傳感器輸出口連接單片機(jī)P3.5。HC-SR04超聲波傳感器輸出口連接單片機(jī)P2.0。

啟動(dòng)機(jī)器人后，機(jī)器人根據(jù)巡線傳感器信號(hào)沿著規(guī)定線路前進(jìn)，當(dāng)行進(jìn)到障礙物地點(diǎn)時(shí)候，完成避障功能并繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)行進(jìn)到顏色識(shí)別地點(diǎn)時(shí)，完成顏色識(shí)別及其任務(wù)后繼續(xù)前進(jìn)，直到終點(diǎn)。

根據(jù)方案設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)，將控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、光電巡線傳感器模塊、TCS230顏色識(shí)別傳感器、HC-SR04超聲波避障模塊連接好，并安裝在智能小車(chē)底盤(pán)上，完成機(jī)器人制作。再根據(jù)程序流程圖編寫(xiě)程序并調(diào)試，最終完成競(jìng)賽任務(wù)。

[1] 基于案例教學(xué)的小學(xué)生人工智能課程學(xué)習(xí)探索[J]. 孫高一宸，史學(xué)婷，劉玉濤. ?電子制作. 2020（11）.

[2] 區(qū)域初中機(jī)器人教育實(shí)施策略與實(shí)踐——以佛山市順德區(qū)杏壇鎮(zhèn)參加全國(guó)中小學(xué)電腦制作活動(dòng)為例[J]. 鄧燦星. ?教育信息技術(shù). 2020（06）.

[3] 中小學(xué)機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究——以2020年重慶市中小學(xué)電腦制作活動(dòng)機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目為例[J]. 李立新. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器. 2021，38（Z1）.

宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃資助（項(xiàng)目編號(hào)：ybzy20cxtd01）;宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)科研項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：JY21YB-28）