原標題：基于AT89C51單片機設計的簡易智能機器人的設計

基于AT89C51單片機設計的簡易智能機器人是一個綜合性的項目，它結合了微電子技術、傳感器技術、電機控制技術以及單片機編程技術。以下是對該設計的詳細分析：

一、設計思想

簡易智能機器人應能在任意區域內沿引導線行走，自動繞障，在有光源引導的條件下能沿光源行走。同時，機器人還應能檢測埋在地下的金屬片，發出聲光指示信息，并能實時存儲、顯示檢測到的斷點數目以及各斷點至起跑線間的距離，最后停在指定地點，并顯示出整個運行過程的時間。

二、系統組成

該簡易智能機器人系統主要由以下部分組成：

1. 單片機單元：采用AT89C51單片機作為中央處理器，負責掃描鍵盤輸入的信號啟動機器人，在機器人行走過程中不斷讀取傳感器采集到的數據，將得到的數據進行處理后，根據不同的情況產生占空比不同的PWM脈沖來控制電機，同時將相關數據送顯示單元動態顯示，產生聲光報警信號。

2. 電機控制單元：機器人采用雙電機雙輪驅動的小車作為其底座，兩個電機分別獨立控制其左右兩邊的車輪，靠兩邊電機的轉速不同來實現轉彎功能，還可讓其原地轉彎，便于控制。電機控制電路采用大功率對管組成的H型驅動電路，通過單片機產生占空比不同的PWM脈沖，精確調整電機的轉速。

3. 傳感器單元：機器人共采用了多個傳感器，分布在整個機器人的不同部位，相互配合起不同的作用。例如，紅外光電傳感器用于檢測路面黑線及停止線，金屬傳感器用于檢測路面下金屬鐵片，超聲波傳感器用于檢測障礙物，光敏電阻傳感器用于尋找光源等。

4. 鍵盤輸入單元：采用獨立式鍵盤，由啟動鍵和顯示切換鍵組成，用于控制機器人的啟動和顯示切換。

5. 顯示單元：由數碼管組成，用于實時顯示每個斷點到起點的距離以及整個運行過程的時間。

6. 聲光報警單元：由振蕩源、電磁訊響器和發光二極管組成，用于在機器人檢測到金屬片或障礙物時發出聲光報警信號。

7. 電源單元：采用兩套電源分別對電機和控制電路進行單獨供電，確保系統的穩定運行。

三、工作原理

1. 循跡功能：通過紅外光電傳感器檢測路面黑線，當機器人偏離黑線時，單片機根據傳感器的信號調整電機的轉速和轉向，使機器人回到黑線上。

2. 避障功能：通過超聲波傳感器檢測前方障礙物，當機器人遇到障礙物時，單片機根據傳感器的信號控制電機進行轉彎，避免與障礙物碰撞。

3. 金屬檢測功能：通過金屬傳感器檢測埋在地下的金屬片，當機器人檢測到金屬片時，單片機控制聲光報警單元發出聲光報警信號，并存儲檢測到的斷點數目以及各斷點至起跑線間的距離。

4. 光源引導功能：通過光敏電阻傳感器檢測前方光源，當機器人前方有光源照射時，單片機根據傳感器的信號調整電機的轉速和轉向，使機器人朝光強的方向行走。

四、程序設計

程序設計是智能機器人設計的關鍵部分，它決定了機器人能否按照預期的功能進行工作。程序設計主要包括以下幾個部分：

1. 初始化程序：對單片機進行初始化設置，包括設置定時器、中斷控制器、串口通信等。

2. 傳感器數據采集程序：通過單片機讀取各個傳感器的數據，并進行處理。

3. 電機控制程序：根據傳感器的數據和預設的控制算法，產生占空比不同的PWM脈沖，控制電機的轉速和轉向。

4. 顯示和報警程序：將檢測到的數據實時顯示在數碼管上，并在檢測到金屬片或障礙物時發出聲光報警信號。

五、結論

基于AT89C51單片機設計的簡易智能機器人結合了多種技術，具有循跡、避障、金屬檢測、光源引導等多種功能。通過合理的設計和優化，該機器人可以穩定、準確地完成各種任務。同時，該設計也為進一步研究和開發更高級的智能機器人提供了有益的經驗和參考。