机器人总体设计方案
2.1 设计要求
2.1.1 设计内容要求
（1）要求设计制作一个服务机器人硬件系统；
（2）选择超声传感器，实现避障功能；选择红外传感器实现引导线检测；
（3）设计的机器人能完成清洁、报时服务工作。
2.1.2 课题目标
（1）超声传感器测试距离>30cm；
（2）红外传感器测试线宽>1cm；
（3）机器人移动速度>5cm/s。
2.2 机器人的组成部分
根据题目要求，本系统由5个部分组成：主控制系统部分、执行电机部分、传感器部分、输入输出部分和电源部分。结构框图如图 2-1 所示。主控系统使用单片机控制，包括对输入输出器件的操作，对执行电机的控制，以及对传感器的响应等。执行电机部分是服务机器人的主要构成部分，包括行走驱动系统它决定了服务机器人的运动轨迹。行走结构采用的是轮式结构，通过专用的直流电机驱动模块来控制电机的转动以此来控制小车的运动；传感器部分即检测子系统，主要为了保障机器人能够安全地工作，包括红外光电传感器、超声波传感器；输入输出部分包括键盘和显示子系统，能够较好地实现人机交互的功能；电源部分为机器人工作提供电能，保证机器人能够独立有效的工作。
2.3 模块设计方案比较选择
2.3.1 控制器模块方案选择
控制器模块是整个硬件系统中最重要的，相当于小车的大脑。控制器模块负责对外部数据进行接收处理，并发出控制指令。目前主流的控制芯片有8位的51系列和32的ARM7系列。针对这两种芯片提出以下方案：
图2-1 服务机器人结构框图
方案1：选用51系列芯片作为小车的主控制器。51系列芯片是一款经典的控制芯片，具有体积小、功耗低、性能优良的众多优点。但是51芯片对应于这个题目又有着其根本的缺点。首先，51芯片是八位处理器，其运算能力低。其次，外部IO接口少内部存储器小，不能独立进行A/D转换，而且不能直接产生PWM波，在控制电机的时候很不方便。
方案2：选用周立功EasyARM2100单片机作为小车的主控制器。2100 开发实验板是一款简单的32 位ARM 单片机实验板。采用的是PHILIPS的ARM7核单片机LPC2114 。具有JTAG调试、ISP 编程等功能。板上提供了一些键盘、LED、RS232接口等常用功能部件[3]。而且EasyARM2100开发板具有丰富的GPIO接口可以方便的把引脚接出使用，可以通过设置PWM模块直接输出PWM波，方便电机的调试。功能强大的定时器计数器模块，在寻迹以及计算速度的时候可以方便的捕获外部电平变化，方便使用。支持ADS1.2集成开发环境，有良好的编程界面方便程序的调试。而且开发板这个平台已经成型，在设计工作中直接设计外部电路和对应的接口就可以了。如果用51还需要自己做开发板、下载线等，工作量大非常麻烦。
从方便以及性能的角度考虑选择了方案二。
