很(hen)多(duo)初(chu)學(xue)者(zhe)可(ke)能(neng)都(dou)是(shi)看(kan)了(le)一(yi)些(xie)視(shi)頻(pin)或(huo)是(shi)現(xian)場(chang)的(de)比(bi)賽(sai)
，勾(gou)起(qi)了(le)兒(er)時(shi)的(de)美(mei)好(hao)回(hui)憶(yi)，興(xing)起(qi)了(le)自(zi)己(ji)動(dong)手(shou)製(zhi)作(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)念(nian)頭(tou)
，很(hen)多(duo)人(ren)可(ke)能(neng)並(bing)不(bu)是(shi)嵌(qian)入(ru)式(shi)開(kai)發(fa)的(de)業(ye)內(nei)人(ren)士(shi)，甚(shen)至(zhi)沒(mei)有(you)聽(ting)說(shuo)過(guo)單(dan)片(pian)機(ji)
、步bu進jin電dian機ji這zhe些xie名ming詞ci
，看kan著zhe別bie人ren滿man地di亂luan跑pao的de各ge種zhong機ji器qi人ren，頗po有you無wu處chu下xia手shou的de感gan覺jiao。有you的de人ren一yi上shang來lai就jiu準zhun備bei做zuo一yi個ge可ke以yi雙shuang足zu行xing走zou的de人ren形xing機ji器qi人ren，可ke以yi平ping穩wen行xing走zou
，可ke以yi靠kao攝she像xiang頭tou來lai讀du取qu環huan境jing信xin息xi
，可ke以yi語yu音yin識shi別bie，最zui好hao還hai可ke以yi變bian形xing……

　　

 

我的意見是：新xin手shou最zui好hao還hai是shi老lao老lao實shi實shi的de從cong小xiao車che開kai始shi吧ba。人ren形xing機ji器qi人ren可ke以yi說shuo是shi一yi個ge係xi統tong的de大da工gong程cheng，不bu是shi一yi個ge人ren玩wan的de起qi來lai的de
，而er且qie資zi金jin上shang的de投tou入ru也ye是shi不bu可ke計ji量liang的de。一yi個ge人ren形xing機ji器qi人ren的de成cheng型xing產chan品pin最zui少shao要yao賣mai到dao幾ji千qian塊kuai——要(yao)知(zhi)道(dao)

，你(ni)在(zai)開(kai)發(fa)過(guo)程(cheng)中(zhong)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)沒(mei)有(you)錯(cuo)誤(wu)投(tou)入(ru)的(de)。機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)技(ji)術(shu)上(shang)門(men)檻(kan)較(jiao)低(di)
，資(zi)金(jin)投(tou)入(ru)也(ye)少(shao)，市(shi)場(chang)上(shang)的(de)各(ge)種(zhong)產(chan)品(pin)和(he)零(ling)配(pei)件(jian)的(de)支(zhi)持(chi)也(ye)較(jiao)多(duo)，雖(sui)然(ran)簡(jian)單(dan)，但(dan)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)的(de)功(gong)能(neng)可(ke)一(yi)點(dian)也(ye)不(bu)少(shao)。

　　

我(wo)在(zai)這(zhe)裏(li)憑(ping)自(zi)己(ji)的(de)經(jing)驗(yan)介(jie)紹(shao)一(yi)些(xie)自(zi)己(ji)動(dong)手(shou)製(zhi)作(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)的(de)基(ji)礎(chu)知(zhi)識(shi)

，如(ru)果(guo)你(ni)是(shi)曾(zeng)經(jing)自(zi)己(ji)動(dong)手(shou)做(zuo)過(guo)的(de)高(gao)手(shou)

，那(na)麼(me)你(ni)可(ke)以(yi)繞(rao)行(xing)，我(wo)這(zhe)裏(li)介(jie)紹(shao)的(de)都(dou)是(shi)為(wei)未(wei)入(ru)門(men)者(zhe)準(zhun)備(bei)的(de)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)理(li)論(lun)知(zhi)識(shi)和(he)一(yi)些(xie)動(dong)手(shou)經(jing)驗(yan)。

　　

那麼現在我們開始
，首先是理論部分——小車的控製結構。

　　

　　

小車是怎麼來控製的？為什麼小車判斷出障礙物後可以自動的繞開？

　　

理論：控製工程——處理自動控製係統各種工程實現問題的綜合工程技術。包括對自動控製係統提出要求（即規定指標）、進行設計
、構造、運行、分析、檢驗等過程。它是在電氣工程和機械工程的基礎上發展起來的。

　　

閉環控製：閉環控製有反饋環節，通過反饋係統是係統的精確度提高
，響應時間縮短，適合於對係統的響應時間，穩定要求高的係統。

　　

開環控製：開環控製沒有反饋環節，係統的穩定不高

，響應時間相對來說很長，精確度不高，使用於對係統穩定精確度要求不高的簡單的係統。

　　

一(yi)般(ban)稍(shao)微(wei)複(fu)雜(za)一(yi)點(dian)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)都(dou)是(shi)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)
，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)它(ta)有(you)一(yi)個(ge)反(fan)饋(kui)機(ji)製(zhi)
，會(hui)根(gen)據(ju)自(zi)己(ji)配(pei)備(bei)的(de)各(ge)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)讀(du)取(qu)環(huan)境(jing)信(xin)息(xi)，並(bing)且(qie)根(gen)據(ju)這(zhe)些(xie)環(huan)境(jing)信(xin)息(xi)來(lai)決(jue)定(ding)自(zi)己(ji)下(xia)一(yi)步(bu)的(de)行(xing)動(dong)
，決(jue)定(ding)好(hao)後(hou)將(jiang)行(xing)動(dong)指(zhi)令(ling)發(fa)給(gei)執(zhi)行(xing)係(xi)統(tong)，使(shi)機(ji)器(qi)人(ren)做(zuo)出(chu)合(he)適(shi)的(de)動(dong)作(zuo)。當(dang)然(ran)也(ye)有(you)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)是(shi)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)，我(wo)就(jiu)見(jian)過(guo)一(yi)個(ge)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)配(pei)了(le)一(yi)支(zhi)筆(bi)，將(jiang)機(ji)器(qi)人(ren)放(fang)在(zai)紙(zhi)上(shang)
，機(ji)器(qi)人(ren)一(yi)轉(zhuan)

，刷(shua)的(de)一(yi)下(xia)在(zai)紙(zhi)上(shang)畫(hua)出(chu)一(yi)個(ge)圈(quan)來(lai)，當(dang)然(ran)由(you)於(yu)摩(mo)擦(ca)力(li)和(he)機(ji)械(xie)誤(wu)差(cha)等(deng)原(yuan)因(yin)，畫(hua)出(chu)來(lai)的(de)圓(yuan)圈(quan)可(ke)能(neng)不(bu)閉(bi)合(he)，也(ye)可(ke)能(neng)不(bu)圓(yuan)。不(bu)過(guo)人(ren)家(jia)阿(e)Ｑ都說了：“孫子才畫的圓呢……”

　　

　

 

有點迷糊？沒關係
，其實簡單一點說就是這樣：機器人可以分為三部分——傳感器部分、控製器部分、執行器部分。

　　

傳感器部分：機器人用來讀取各種外部信號的傳感器
，以及控製機器人行動的各種開關。好比人的眼睛、耳朵等感覺器官。

　　

控製器部分：接收傳感器部分傳遞過來的信號，並根據事前寫入的決策係統（軟件程序），來決定機器人對外部信號的反應，將控製信號發給執行器部分。好比人的大腦。

　　

執行器部分：驅動機器人做出各種行為，包括發出各種信號（點亮發光二極管
、發出聲音）的部分，並且可以根據控製器部分的信號調整自己的狀態。對機器人小車來說
，最基本的就是輪子。這部分就好比人的四肢一樣。

　　

好的，現在我們來分析一下機器人小車的避障行為控製：機器人正在行走過程中（人在路上走），忽然接收到裝在機器人前部的傳感器發來的一個“左前方有障礙物” 的信號（人眼發現左前方有一根電線杆）
，我們事先寫在機器人控製芯片中的程序算法要求機器人發現左前方有障礙物就往右邊轉（人發現左前方有電線杆就應該往右躲——什麼，你還要繼續往前走
？你牛！那我就等著聽響了，哦
，原來你隻是想去看上麵的小廣告……），控製芯片對機器人的驅動器——或是輪子，或是雙足 ——發出向右轉的指令（人大腦發出向右轉的指令，通俗點說就是“拐了拐了”），此時機器人的執行器部分應該立即響應控製器的指令
，改變自己的狀態，使機器人的前進方向改變，避開障礙物（恭喜你
，躲開了電線杆）。怎麼樣，是不是有了點機器“人”的意思？

　　

那麼這三部分是怎麼聯係起來的呢？很簡單：電！其實機器人小車就是一個電子作品，傳感器將外部的光信號、聲音信號、溫度信號等全部轉換為控製部分可以接受的電信號
，控製係統發出的指令也是各種電信號，通過執行部分轉變為電機輸出的扭矩、聲音、光信號等等。

　　

下麵我來分別介紹一下這三個部分。

　　

　　

傳感器是機器人的眼睛
，想要小車完成不同的任務就要配備各種不同的傳感器。

　　

現在市場上林林總總的傳感器數不勝數，一般個人機器人愛好者經常使用的有碰撞檢測傳感器（碰撞開關）、紅外測障傳感器
、紅外測距傳感器、光敏電阻
、電子溫度計

、電子指南針等等。

　　

一般機器人用的傳感器返回的信號分兩種：一種返回值很簡單
，隻有兩個狀態：“有”或者“沒有”；“是”或者“不是”；“0”或者“1”。我一般習慣把這種量稱為“狀態量”。它所反映的是一種狀態，隻是簡簡單單的“是”或“否”。比如“機器人左邊有沒有障礙物”，“有沒有聲音信號”等。還有一種返回值返回的是一個已知範圍內任意值
，比如一隻光敏電阻返回的信號就可能是0～5V範圍內的任意電壓信號。我一般把這種量稱為“強度量”。它所反映的是一個有效範圍內的強度。比如“機器人左邊的障礙物有多遠”，“現在的聲音信號有多強”等。

　　

“狀態量”反映的信息較簡單，相應的傳感器也較簡單
，成本較低。而“強度量”反映的信息則較豐富，相應的傳感器的成本就會比較高
，同時給控製上也帶來了更大的靈活和複雜。

　　

下麵我們來看一些常用的傳感器：

　　

　　

 

碰撞開關：電路常開，碰到障礙物後連通，可以用來檢測機器人是否發生碰撞。　　

 

　　

光敏電阻：光敏電阻器是利用半導體的光電效應製成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小
，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用於光的測量、光的控製和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。可以用來檢測光線強度。

　　

紅外測障傳感器：紅外測障傳感器利用紅外線遇到障礙物會反射的原理
，來檢測某一方向上是否有障礙物的存在。

　　

紅外測距傳感器：紅hong外wai測ce距ju傳chuan感gan器qi利li用yong紅hong外wai信xin號hao遇yu到dao障zhang礙ai物wu距ju離li的de不bu同tong反fan射she的de強qiang度du也ye不bu同tong的de原yuan理li，進jin行xing障zhang礙ai物wu遠yuan近jin的de檢jian測ce。紅hong外wai測ce距ju傳chuan感gan器qi具ju有you一yi對dui紅hong外wai信xin號hao發fa射she與yu接jie收shou二er極ji管guan，發fa射she管guan發fa射she特te定ding頻pin率lv的de紅hong外wai信xin號hao
，接jie收shou管guan接jie收shou這zhe種zhong頻pin率lv的de紅hong外wai信xin號hao。

　　

 

超聲波測距傳感器：超chao聲sheng波bo測ce距ju傳chuan感gan器qi利li用yong聲sheng音yin在zai空kong氣qi中zhong的de傳chuan輸shu距ju離li和he傳chuan輸shu時shi間jian成cheng正zheng比bi的de原yuan理li
，通tong過guo檢jian測ce不bu同tong遠yuan近jin的de反fan射she麵mian對dui超chao聲sheng波bo反fan射she回hui去qu的de時shi間jian不bu同tong來lai檢jian測ce障zhang礙ai物wu的de距ju離li。

　　

對於傳感器，很多人覺得隻要看看文檔，知道怎麼用了就行。但我的建議是：不但要知道怎麼用，還要知道其檢測原理。隻有深刻的理解了傳感器的檢測原理，才能具有更好的發散思維。我舉一個例子：當(dang)初(chu)在(zai)學(xue)校(xiao)開(kai)展(zhan)機(ji)器(qi)人(ren)滅(mie)火(huo)比(bi)賽(sai)，我(wo)們(men)用(yong)了(le)廠(chang)家(jia)提(ti)供(gong)的(de)地(di)麵(mian)灰(hui)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)依(yi)靠(kao)可(ke)見(jian)光(guang)反(fan)射(she)來(lai)檢(jian)測(ce)地(di)麵(mian)白(bai)線(xian)，效(xiao)果(guo)一(yi)直(zhi)不(bu)是(shi)很(hen)理(li)想(xiang)。後(hou)來(lai)有(you)同(tong)學(xue)仔(zai)細(xi)研(yan)究(jiu)了(le)當(dang)時(shi)電(dian)機(ji)上(shang)配(pei)備(bei)的(de)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)
，發(fa)現(xian)其(qi)原(yuan)理(li)就(jiu)是(shi)利(li)用(yong)紅(hong)外(wai)線(xian)在(zai)不(bu)同(tong)顏(yan)色(se)表(biao)明(ming)上(shang)反(fan)射(she)率(lv)不(bu)同(tong)檢(jian)測(ce)高(gao)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)電(dian)機(ji)上(shang)黑(hei)白(bai)相(xiang)間(jian)的(de)碼(ma)盤(pan)來(lai)測(ce)出(chu)電(dian)機(ji)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)，動(dong)手(shou)將(jiang)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)上(shang)的(de)紅(hong)外(wai)檢(jian)測(ce)模(mo)塊(kuai)拆(chai)下(xia)來(lai)裝(zhuang)在(zai)機(ji)器(qi)人(ren)底(di)部(bu)
，用(yong)來(lai)檢(jian)測(ce)地(di)麵(mian)白(bai)線(xian)，檢(jian)測(ce)效(xiao)果(guo)一(yi)下(xia)子(zi)好(hao)了(le)很(hen)多(duo)。

　　

購買途徑：當地的電子市場
，或是網上購買（現在很多機器人商家都有各種各樣的傳感器提供，其實原理和適用範圍都差不多，很多都可以互換通用）。購買時需要注意的是傳感器的電壓範圍和有效範圍。

　　

終極開發：tuxiangshibieyikaoyizhishexiangtou，genjushexiangtoufanhuideshipinxinhao，jisuanchugegebutongwutijuzijidejuliyijiqiyundongsududengdeng。ruguonikeyimairuzheyibu，name
，youyimenjiaozuo“機器視覺”的學科的大門也就向你敞開了。

　　

　　

適合機器人的控製芯片有很多：單片機、DSP、甚至我們計算機上所用的CPU，都可以。不過我們這裏主要介紹的針對機器人小車的技術
，所以把其他的先放一放，讓我們把注意力放到物美價廉的單片機上來。

　　

首先還是理論課，不要抱怨，我的信條是：不懂理論的開發者永遠隻能是一個拚裝師。

　　

單片機：單片機又稱單片微控製器
，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機係統集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習
、應用和開發提供了便利條件。

　　

　　

單dan片pian機ji是shi自zi動dong控kong製zhi係xi統tong中zhong應ying用yong非fei常chang廣guang泛fan的de控kong製zhi芯xin片pian
，現xian在zai就jiu在zai我wo們men身shen邊bian的de許xu多duo的de電dian器qi中zhong都dou有you單dan片pian機ji的de身shen影ying。想xiang自zi己ji動dong手shou製zhi作zuo機ji器qi人ren的de話hua，相xiang應ying的de單dan片pian機ji知zhi識shi是shi必bi不bu可ke少shao的de。係xi統tong的de單dan片pian機ji知zhi識shi我wo這zhe裏li不bu想xiang多duo說shuo
，想xiang要yao對dui單dan片pian機ji係xi統tong有you一yi個ge深shen入ru的de理li解jie
，還hai是shi要yao找zhao一yi本ben比bi較jiao好hao的de單dan片pian機ji教jiao材cai一yi頁ye一yi頁ye的de看kan下xia去qu
，網wang上shang的de任ren何he“技巧”“快速入門”（包括本文）都隻能算是水果、零食之類

，閑暇無事時可以拿來開開胃，真正想要吃飽吃好，還是要用大餅卷饅頭就著米飯吃才行。

　　

我wo這zhe裏li隻zhi提ti一yi些xie基ji礎chu的de入ru門men概gai念nian

，給gei真zhen正zheng的de入ru門men者zhe起qi一yi點dian拋pao磚zhuan引yin玉yu的de作zuo用yong。一yi塊kuai我wo們men剛gang剛gang從cong商shang家jia手shou裏li拿na到dao的de單dan片pian機ji芯xin片pian，還hai是shi一yi塊kuai空kong白bai，什shen麼me也ye做zuo不bu了le。如ru同tong一yi個ge剛gang出chu世shi的de孩hai子zi，我wo們men開kai發fa人ren員yuan要yao做zuo的de，就jiu是shi教jiao會hui單dan片pian機ji處chu理li各ge種zhong各ge樣yang的de問wen題ti，給gei單dan片pian機ji配pei備bei上shang各ge種zhong各ge樣yang的de擴kuo展zhan工gong具ju
，使shi單dan片pian機ji可ke以yi將jiang複fu雜za的de問wen題ti簡jian單dan化hua
，數shu字zi化hua。

　　

單片機開發涉及兩方麵：硬件、軟ruan件jian。單dan片pian機ji不bu同tong於yu其qi他ta電dian器qi
，拿na過guo插cha銷xiao直zhi接jie插cha在zai電dian源yuan上shang就jiu可ke以yi使shi用yong，一yi塊kuai空kong白bai的de單dan片pian機ji想xiang要yao使shi用yong

，還hai需xu要yao一yi些xie其qi他ta的de電dian路lu來lai支zhi持chi。一yi般ban來lai說shuo，最zui基ji本ben的de電dian路lu就jiu是shi單dan片pian機ji最zui小xiao係xi統tong：所(suo)謂(wei)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)最(zui)小(xiao)係(xi)統(tong)就(jiu)是(shi)指(zhi)可(ke)以(yi)讓(rang)單(dan)片(pian)機(ji)工(gong)作(zuo)起(qi)來(lai)的(de)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)電(dian)路(lu)，在(zai)所(suo)有(you)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)係(xi)統(tong)中(zhong)，你(ni)都(dou)可(ke)以(yi)找(zhao)到(dao)類(lei)似(si)的(de)電(dian)路(lu)。至(zhi)於(yu)它(ta)的(de)原(yuan)理(li)
，我(wo)這(zhe)裏(li)就(jiu)不(bu)累(lei)述(shu)了(le)，找(zhao)本(ben)書(shu)看(kan)去(qu)吧(ba)。

 

　

　　

我再介紹一些做機器人需要的擴展電路：

　　

程序下載電路：單片機最終需要程序來控製

，一般都是在PC上編寫好程序
，通過下載線來下載到單片機中執行。下載需要一個電路來支持，以前的通常做法是連接到PC的串口，不過現在有很多通過USB下載程序的電路。

　　

以上兩個電路就是機器人開發所需要的最基本的單片機電路
，其他也許還需要一些電機驅動
、A/D轉換

、開關選擇等電路。

　　

yexuniyouxiemihu，keyiyouyidiangandaojishoule，zhexiedianluduiyuyigecongweijiechuguodanpianjidexinshoulaishuokenengyouxietouda
，meiguanxi，xianzaishichangshangyouhenduochengshudedanpianjikaifaxitongchushou
，jiagejiweidilian，ruguobuxiangzaidicengdianlushangduohuajinglidehua，daoyixiedianzishangwuwangzhanshangsousuoyixia“單片機開發板”

，一百多就可以買到功能十分齊全，贈送軟件+教程還有技術支持服務的適用開發板了（當然，你如果自己動手的話

，成本會更低）。

　　

軟件：說白了就是你自己給單片機開發的智能程序

，讓機器人可以具有最簡單的智能。不要看到“智能”這(zhe)兩(liang)個(ge)字(zi)就(jiu)覺(jiao)得(de)多(duo)麼(me)高(gao)深(shen)
，看(kan)到(dao)前(qian)麵(mian)有(you)電(dian)線(xian)杆(gan)知(zhi)道(dao)要(yao)拐(guai)
，這(zhe)
，就(jiu)是(shi)智(zhi)能(neng)。不(bu)同(tong)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)需(xu)要(yao)不(bu)同(tong)的(de)開(kai)發(fa)環(huan)境(jing)

，這(zhe)個(ge)要(yao)在(zai)購(gou)買(mai)的(de)時(shi)候(hou)就(jiu)弄(nong)清(qing)楚(chu)
，很(hen)多(duo)單(dan)片(pian)機(ji)公(gong)司(si)都(dou)有(you)自(zi)己(ji)配(pei)套(tao)的(de)開(kai)發(fa)軟(ruan)件(jian)
，很(hen)多(duo)都(dou)是(shi)可(ke)以(yi)在(zai)公(gong)司(si)網(wang)站(zhan)上(shang)免(mian)費(fei)下(xia)載(zai)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)
，國(guo)外(wai)的(de)很(hen)多(duo)芯(xin)片(pian)公(gong)司(si)在(zai)自(zi)己(ji)的(de)網(wang)站(zhan)上(shang)都(dou)有(you)非(fei)常(chang)豐(feng)富(fu)和(he)適(shi)用(yong)的(de)資(zi)料(liao)

，抱(bao)本(ben)英(ying)漢(han)詞(ci)典(dian)，將(jiang)網(wang)站(zhan)上(shang)的(de)資(zi)料(liao)瀏(liu)覽(lan)一(yi)下(xia)，你(ni)會(hui)發(fa)現(xian)一(yi)切(qie)都(dou)變(bian)得(de)十(shi)分(fen)簡(jian)單(dan)。

　　

yiqianyishuoqidanpianjikaifajiuhuixiangqihuibianyuyan，nashihoudexinpianchengbenhengao，xinpiandeyunsuankaixiaohecunchukaixiaodouyaojingdaxisuan，gaoxiaolvdehuibianyuyanshidanpianjidezuijiaxuanze。erxianzaisuizhexinpianchengbendejiangdi，kaixiaowentiyijingbuzaishizhiyuedanpianjichengxukaifadepingjing，suoyihenduoleiC或Basicyuyandekaifahuanjingdouyijingchuxian。zhiyaoyouyidingdechengxukaifajichu，duidanpianjidegezhongyinjiaozugoushuxi，namexiangxinxiechuyigejiandandezhinengchengxujiangshihenrongyideshi。

　　

購買途徑：電dian子zi市shi場chang或huo是shi網wang購gou。現xian在zai單dan片pian機ji的de價jia格ge已yi經jing十shi分fen低di廉lian
，價jia格ge上shang無wu需xu考kao慮lv太tai多duo，關guan鍵jian是shi要yao選xuan擇ze一yi款kuan合he適shi的de，資zi料liao較jiao多duo
，容rong易yi上shang手shou的de就jiu可ke以yi。就jiu機ji器qi人ren開kai發fa來lai說shuo，要yao滿man足zu以yi下xia幾ji個ge條tiao件jian：有程序下載線
，可以方便的將程序從PC上下載到單片機上；集成了A/D轉換
；有PWM輸出（便於控製電機）。

　　

終極開發：單片機終究能力有限，想要做一些運算量較大的應用時（例如音頻視頻的處理），就需要一些更高端的芯片，比如DSP等
，或者幹脆把你的電腦機箱加上幾個輪子，讓你的電腦跑起來吧！

　　

相關名詞：C51，PIC，AVR，PWM……啥意思？自己搜去！

　　

［四］執行器部分
 

對(dui)於(yu)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)來(lai)說(shuo)，最(zui)基(ji)本(ben)的(de)執(zhi)行(xing)器(qi)部(bu)分(fen)就(jiu)是(shi)輪(lun)子(zi)。要(yao)有(you)輪(lun)子(zi)
，小(xiao)車(che)才(cai)能(neng)被(bei)稱(cheng)為(wei)小(xiao)車(che)。這(zhe)部(bu)分(fen)可(ke)能(neng)也(ye)是(shi)各(ge)位(wei)愛(ai)好(hao)者(zhe)最(zui)發(fa)愁(chou)的(de)部(bu)分(fen)，傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)控(kong)製(zhi)器(qi)到(dao)處(chu)都(dou)有(you)的(de)賣(mai)
，而(er)一(yi)般(ban)適(shi)合(he)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)上(shang)用(yong)的(de)輪(lun)子(zi)，機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)，車(che)體(ti)等(deng)部(bu)分(fen)卻(que)很(hen)難(nan)尋(xun)覓(mi)。找(zhao)人(ren)訂(ding)做(zuo)成(cheng)本(ben)極(ji)高(gao)，現(xian)在(zai)很(hen)多(duo)朋(peng)友(you)都(dou)用(yong)玩(wan)具(ju)小(xiao)車(che)來(lai)進(jin)行(xing)改(gai)裝(zhuang)。其(qi)實(shi)現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)有(you)機(ji)器(qi)人(ren)小(xiao)車(che)底(di)盤(pan)出(chu)售(shou)，不(bu)過(guo)在(zai)電(dian)子(zi)市(shi)場(chang)很(hen)難(nan)見(jian)到(dao)，多(duo)數(shu)都(dou)要(yao)在(zai)網(wang)上(shang)一(yi)些(xie)教(jiao)育(yu)機(ji)器(qi)人(ren)公(gong)司(si)的(de)網(wang)店(dian)裏(li)郵(you)購(gou)。

　　

機器人常用的電機分為三種：普通的直流電機
、步進電機、伺服電機。

　　

　　

直流電機：shuchuhuoshuruweizhiliudiannengdexuanzhuandianji，chengweizhiliudianji，tashinengshixianzhiliudiannenghejixienenghuxiangzhuanhuandedianji。dangtazuodiandongjiyunxingshishizhiliudiandongji

，jiangdiannengzhuanhuanweijixieneng；作發電機運行時是直流發電機，將機械能轉換為電能。

　　

步進電機：步進電機是將電脈衝信號轉變為角位移或線位移的開環控製元件。在非超載的情況下，電機的轉速
、停(ting)止(zhi)的(de)位(wei)置(zhi)隻(zhi)取(qu)決(jue)於(yu)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)和(he)脈(mai)衝(chong)數(shu)，而(er)不(bu)受(shou)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang)，即(ji)給(gei)電(dian)機(ji)加(jia)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)，電(dian)機(ji)則(ze)轉(zhuan)過(guo)一(yi)個(ge)步(bu)距(ju)角(jiao)。這(zhe)一(yi)線(xian)關(guan)係(xi)的(de)存(cun)在(zai)，加(jia)上(shang)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)隻(zhi)有(you)周(zhou)期(qi)的(de)誤(wu)差(cha)而(er)無(wu)累(lei)積(ji)誤(wu)差(cha)等(deng)特(te)點(dian)。使(shi)得(de)在(zai)速(su)度(du)、位置等控製領域用步進電機來控製變的非常的簡單。

　　

伺服電機：伺(si)服(fu)電(dian)動(dong)機(ji)又(you)稱(cheng)執(zhi)行(xing)電(dian)動(dong)機(ji)，在(zai)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)，用(yong)作(zuo)執(zhi)歇(xie)件(jian)，把(ba)所(suo)收(shou)到(dao)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)動(dong)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)角(jiao)位(wei)移(yi)或(huo)角(jiao)速(su)度(du)輸(shu)出(chu)。分(fen)為(wei)直(zhi)流(liu)和(he)交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)動(dong)機(ji)兩(liang)大(da)類(lei)，其(qi)主(zhu)要(yao)特(te)點(dian)是(shi)，當(dang)信(xin)號(hao)電(dian)壓(ya)為(wei)零(ling)時(shi)無(wu)自(zi)轉(zhuan)現(xian)象(xiang)
，轉(zhuan)速(su)隨(sui)著(zhe)轉(zhuan)矩(ju)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)勻(yun)速(su)下(xia)降(jiang)。

　　

這三種電機一般來說成本是直流＜步進＜伺服
，控製精度是直流＜步進＜伺服（當然也有不一般的時候，並不是說伺服電機就一定比步進電機便宜）。初學者對單片機控製電機不太熟悉，起步可以先用單片機輸出的PWM信(xin)號(hao)來(lai)控(kong)製(zhi)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)，更(geng)進(jin)一(yi)步(bu)可(ke)以(yi)試(shi)著(zhe)控(kong)製(zhi)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)，以(yi)求(qiu)更(geng)高(gao)的(de)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)。對(dui)於(yu)小(xiao)車(che)的(de)運(yun)動(dong)驅(qu)動(dong)來(lai)說(shuo)，一(yi)般(ban)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)或(huo)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)，而(er)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)一(yi)般(ban)用(yong)在(zai)機(ji)械(xie)臂(bi)上(shang)，用(yong)來(lai)得(de)到(dao)精(jing)確(que)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)角(jiao)度(du)。

　　

　

 

一般單片機要通過驅動電路來控製步進電機、伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)。有(you)專(zhuan)門(men)的(de)模(mo)塊(kuai)來(lai)負(fu)責(ze)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)

，單(dan)片(pian)機(ji)隻(zhi)需(xu)要(yao)為(wei)這(zhe)樣(yang)的(de)模(mo)塊(kuai)提(ti)供(gong)一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)脈(mai)衝(chong)和(he)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le)。網(wang)上(shang)相(xiang)關(guan)的(de)資(zi)料(liao)很(hen)多(duo)，大(da)家(jia)需(xu)要(yao)的(de)話(hua)可(ke)以(yi)去(qu)自(zi)己(ji)找(zhao)一(yi)下(xia)。

　　

購買途徑：電子市場
、五金商店
、網購、舊家電。

　　

終極開發：當你可以自如的控製機器臂的時候，你就會發現，一個類人機器人將不再遙遠。

　　

其他的常用驅動裝置還有機械臂機械手等
，裝在小車上去抓取東西。可以自己利用伺服電機開發（初學者最好繞行）
，也可以選擇市麵上的成型產品，這些產品一般都有完整的文檔，仔細閱讀，使用起來都是很方便的。

　　

　　

最zui後hou再zai介jie紹shao一yi點dian電dian子zi電dian路lu開kai發fa的de東dong西xi吧ba，提ti起qi電dian路lu
，可ke能neng很hen多duo朋peng友you首shou先xian想xiang起qi來lai的de就jiu是shi墨mo綠lv色se的de印yin刷shua電dian路lu板ban，現xian在zai很hen多duo電dian子zi市shi場chang都dou有you人ren可ke以yi根gen據ju你ni的de電dian路lu圖tu為wei你ni加jia工gong印yin刷shua電dian路lu板ban。不bu過guo在zai設she計ji階jie段duan
，很hen多duo東dong西xi都dou會hui改gai來lai改gai去qu，每mei次ci都dou去qu重zhong新xin製zhi作zuo電dian路lu板ban效xiao率lv和he成cheng本ben都dou是shi大da問wen題ti，一yi般ban在zai電dian路lu開kai發fa中zhong，有you一yi種zhong專zhuan門men的de實shi驗yan板ban（也叫麵包板），shihezaikaifajieduanshiyong。yishangjiushiwoxiedeyidianjingyanzhitan
，meiyouxieshenmejutidejishu
，zhishijiangxinshoukenenghuigandaomimangdeyixiewentiliechulai
，jiuxiangwozaiqianmianshuode，zhepianxiaowenzhangzhinengsuanshiyidianxiaodianxin，zhenzhengxiangyaochengweijiqirengaoshou
，haishixuyaomaitoukenyixiezhuanyeshuji。xueximeiyoujiejing，ruguonizoulejiejing，nazhinengshuomingnibibierenshaokanlefengjing。

　　

這(zhe)篇(pian)文(wen)章(zhang)的(de)目(mu)的(de)隻(zhi)是(shi)想(xiang)讓(rang)一(yi)些(xie)對(dui)機(ji)器(qi)人(ren)有(you)興(xing)趣(qu)而(er)又(you)不(bu)知(zhi)如(ru)何(he)著(zhe)手(shou)的(de)朋(peng)友(you)知(zhi)道(dao)製(zhi)作(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)需(xu)要(yao)些(xie)什(shen)麼(me)東(dong)西(xi)，需(xu)要(yao)哪(na)些(xie)知(zhi)識(shi)準(zhun)備(bei)，不(bu)入(ru)大(da)家(jia)法(fa)眼(yan)，隻(zhi)是(shi)希(xi)望(wang)能(neng)有(you)更(geng)多(duo)的(de)朋(peng)友(you)加(jia)入(ru)到(dao)機(ji)器(qi)人(ren)開(kai)發(fa)的(de)行(xing)列(lie)中(zhong)，當(dang)然(ran)了(le)，我(wo)們(men)的(de)作(zuo)品(pin)基(ji)本(ben)上(shang)不(bu)會(hui)有(you)什(shen)麼(me)科(ke)技(ji)價(jia)值(zhi)
，也(ye)不(bu)會(hui)填(tian)補(bu)什(shen)麼(me)技(ji)術(shu)空(kong)白(bai)
，不(bu)會(hui)為(wei)社(she)會(hui)主(zhu)義(yi)建(jian)設(she)添(tian)什(shen)麼(me)磚(zhuan)加(jia)什(shen)麼(me)瓦(wa)，純(chun)粹(cui)隻(zhi)是(shi)自(zi)娛(yu)自(zi)樂(le)。不(bu)過(guo)我(wo)想(xiang)
，當(dang)更(geng)多(duo)的(de)人(ren)——尤其是學生，以製作機器人作為一種娛樂項目的時候，應該也是一件令人高興的事吧，嗬嗬。

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