0.4 单片机与机器人的关系
在机器人的组成中,控制部分和软件部分都是和计算机有关的。
1971年,美国Intel公司以霍夫博士为首的研究小组,完成了世界上第一个“芯片上的计算机”——微处理器4004,到了1975年美国德克萨斯仪器公司又首次推出4位单片机TMS-1000,1976年9月英特尔再次推出了MCS-48系列8位单片机。以后,8位单片机纷纷应运而生,单片机发展进入了一个新的阶段。
其实单片机就是一块做控制用的计算机芯片,所以称为单片微型计算机,简称单片机。单片机的问世是为了实现实时控制而设计的,单片机可以隐身在各种产品的内部,完成对产品实施控制的工作,因而又被称为微控制器或嵌入式控制器。
随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成程度也越来越高,单片机已经可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A/D转换器、D/A转换器等多种电路,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统。这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展,目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人。
科技发展使得单片机的价格越来越便宜,这就为开展单片机机器人制作提供了物质基础。单片机制作非常便于设计各种机器人创新项目或比赛,目前比较流行的玩具机器人都是采用8位单片机作为控制系统的大脑。图0.6中的就是学生制作的机器人小车。
图0-6 单片机机器人小车
8051系列家族中的AT89S51/AT89S52芯片拥有32个I/O端口,只要在这些端口外设计一些信号输入电路、控制电路、执行电路,再给单片机编写一个应用软件,就可以实现我们期望的某种功能。AT89S52芯片具有8KB在系统可编程Flash存储器,可采用ISP下载线反复擦写、编程,使得程序可以根据需要编写和修改,就可以充分发挥想象力,制作出不同的机器人。
如图0-7所示,从铁臂阿童木到机器人五号,从变形金刚到终结者……这些停留在我们记忆里的机器人仿佛还在昨天,然而一夜之间,机器人这个怪物就可以走下屏幕,在我们的周围载歌载舞了。科技日新月异的发展,又一次让人们以目瞪口呆的方式,见证了什么叫梦想成真。
图0-7 从铁臂阿童木到机器人