智能机器人构成原理骄阳书苑

第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理主讲：张涛Email: 电话：13782828323办公室：1#实验楼1505河南理工大学电工电子实验中心机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 物理学家来告诉我们物理学家来告诉我们 一、怎样制造智能机器人？一、怎样制造智能机器人？机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 物理学家来告诉我们物理学家来告诉我们 一、怎样制造智能机器人？一、怎样制造智能机器人？ Primary Objectives（基本目标）（基本目标） （一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） （二）（二）Learn on its own （自主学习）（自主学习） （三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） （四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体）机器人研究室机器人研究室 Primary Objectives（基本目标）（基本目标） （一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） （二）（二）Learn on its own （自主学习）（自主学习） （三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） （四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体）第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理一般可以分为硬件和软件两部分构成一般可以分为硬件和软件两部分构成 二、智能机器人的构成二、智能机器人的构成硬件硬件软件软件机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理从结构和功能上来分：从结构和功能上来分： 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 （一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） （三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） （四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体）机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现（机器感觉）各种传感器来实现（机器感觉） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 我们人类是通过眼睛来观察事物、耳朵来辨别声音、我们人类是通过眼睛来观察事物、耳朵来辨别声音、手脚来触摸事物、鼻子来辨别气味、舌头来感觉味道手脚来触摸事物、鼻子来辨别气味、舌头来感觉味道等，那机器人用什么来感世界呢？等，那机器人用什么来感世界呢？机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现（机器感觉）各种传感器来实现（机器感觉） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 1、 碰撞传感器碰撞传感器 碰撞传感器是使智能机器人有感知碰撞信息能力碰撞传感器是使智能机器人有感知碰撞信息能力的传感器。也叫的传感器。也叫“限位开关限位开关”。机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 2、远红外传感器、远红外传感器 远红外传感器将外界红外光的变化转化为电流的远红外传感器将外界红外光的变化转化为电流的变化，在电阻上产生电压，通过变化，在电阻上产生电压，通过A/D 转换器反映为转换器反映为01023 范围内的数值。外界红外光越强，数值越小。范围内的数值。外界红外光越强，数值越小。因此越靠近热源，机器人显示读数越小。根据函数返因此越靠近热源，机器人显示读数越小。根据函数返回值的变化能判断红外光线的强弱回值的变化能判断红外光线的强弱,从而能大致判别出从而能大致判别出热源的远近。热源的远近。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 3、光敏传感器、光敏传感器 光敏传感器其实是一个光敏电阻，它的阻值受照光敏传感器其实是一个光敏电阻，它的阻值受照射在它上面的光线强弱的影响。大学版机器人智能机射在它上面的光线强弱的影响。大学版机器人智能机器人所用的光敏电阻的阻值在很暗的环境下为器人所用的光敏电阻的阻值在很暗的环境下为75，室内照度下几千室内照度下几千，阳光或强光下几十，阳光或强光下几十。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 4、麦克风、麦克风 麦克风麦克风(microphone)是能够识别声音声强大小的是能够识别声音声强大小的声音传感器。声音传感器。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 5、光电编码器、光电编码器 光电编码器是一种能够传递位置信息的传感器，光电编码器是一种能够传递位置信息的传感器，它由光电编码模块及码盘组成。它由光电编码模块及码盘组成。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 6、热释电传感器、热释电传感器 热释电传感器对移动的人体热源敏感，可以探测热释电传感器对移动的人体热源敏感，可以探测几米外的人体。机器人装上几米外的人体。机器人装上1个或几个热释电传感器个或几个热释电传感器后，你可以让他一看见你，就向你迎过来，让他跟着后，你可以让他一看见你，就向你迎过来，让他跟着你走。你走。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 7、超声传感器、超声传感器 超声传感器是机器人测距的专业传感器，测量距超声传感器是机器人测距的专业传感器，测量距离一般为离一般为20cm-6m，测量精度为，测量精度为1%，是测量声波发射，是测量声波发射与收到回波之间的时间差来测量距离的。与收到回波之间的时间差来测量距离的。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 8、连续测距红外传感器、连续测距红外传感器 SHARP公司推出了创新的公司推出了创新的GP2D02/ GP2D12连续连续测距红外传感器，测量范围为测距红外传感器，测量范围为10cm-80cm，参加灭火，参加灭火比赛时，用它来找房间门非常棒。比赛时，用它来找房间门非常棒。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 9、数字指南针、数字指南针 自主机器人的导航至今仍是世界性难题，借助数自主机器人的导航至今仍是世界性难题，借助数字指南针，可以使大学版机器人辨别方向。字指南针，可以使大学版机器人辨别方向。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 10、温度传感器、温度传感器 想让机器人动态告诉你气温吗？加一个温度传感想让机器人动态告诉你气温吗？加一个温度传感器是个好方法。器是个好方法。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 11、无线视觉传感器、无线视觉传感器 用智能机器人来作移动的监视平台。你可以在上用智能机器人来作移动的监视平台。你可以在上安装无线摄像头，把视频信号发射出来，用安装无线摄像头，把视频信号发射出来，用PC机接收机接收后进行图象处理。后进行图象处理。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 11、红外避障传感器、红外避障传感器 用来探测的不同方向的障碍物，可以使机器人有用来探测的不同方向的障碍物，可以使机器人有效的避开障碍物。效的避开障碍物。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室第二章第二章 智能机器人构成原理智能机器人构成原理 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 还有各种各样的传感器，如火星车上的矿物质传还有各种各样的传感器，如火星车上的矿物质传感器，用来探测火星上的岩石的元素，从而来推测火感器，用来探测火星上的岩石的元素，从而来推测火星上是否有水的存在；湿度传感器、烟雾传感器等等。星上是否有水的存在；湿度传感器、烟雾传感器等等。 总之，随着电子技术、纳米技术、控制技术、机总之，随着电子技术、纳米技术、控制技术、机械加工等科技的发展，传感器技术进一步发展，能够械加工等科技的发展，传感器技术进一步发展，能够为智能机器人提供更多的先进的传感器，使其为智能机器人提供更多的先进的传感器，使其“感觉感觉”更加丰富。更加丰富。（一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） 各种传感器来实现各种传感器来实现机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 我们人类是通过眼睛来观察事物、耳朵来辨别声我们人类是通过眼睛来观察事物、耳朵来辨别声音、手脚来触摸事物、鼻子来辨别气味、舌头来感觉音、手脚来触摸事物、鼻子来辨别气味、舌头来感觉味道等，把这些信息送到大脑里，进行判断处理，指味道等，把这些信息送到大脑里，进行判断处理，指挥我们的肢体进行相应的动作，那机器人用什么来进挥我们的肢体进行相应的动作，那机器人用什么来进行思考呢？行思考呢？ 各种处理器各种处理器机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 处理器通常指处理器通常指微处理器微处理器、微控制器微控制器和和数字信号处数字信号处理器理器这三种类型的芯片。这三种类型的芯片。 1、微处理器（微处理器（MPU） 通常代表一个功能强大的通常代表一个功能强大的CPU,但不是为任何已有但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心计算机和高端工作站的核心CPU。微处理器在电路板微处理器在电路板上必须包含上必须包含ROM、RAM、总线接口及这种外设器件，、总线接口及这种外设器件，从而降低了系统的可靠性。从而降低了系统的可靠性。ARM9以上和以上和INTEL X86等。等。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 2、微控制器（微控制器（MCU） 微控制器一般以某一种内核为核心，芯片内部集微控制器一般以某一种内核为核心，芯片内部集成成ROM、E2ROM、RAM、总线、总线逻辑、定时、总线、总线逻辑、定时、计数器、看门狗、计数器、看门狗、GPIO、PWM、AD、DA、FLASH等各种必要功能和外设，实现嵌入式应用等各种必要功能和外设，实现嵌入式应用,故称故称单片机单片机(single chip microcomputer)。为了更好满足控制领域。为了更好满足控制领域的嵌入式应用的嵌入式应用,单片机中不断扩展满足控制要求的电路单片机中不断扩展满足控制要求的电路单元。目前单元。目前,单片机已广泛称作微控制器（单片机已广泛称作微控制器（MCU）。）。ARM7、ARM CortexM3内核组成的芯片等。内核组成的芯片等。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 3、数字信号处理器（数字信号处理器（DSPs） 数字信号处理器（数字信号处理器（DSPs）里的）里的CPU是专门设计是专门设计用来极快地进行离散时间信号处理计算的用来极快地进行离散时间信号处理计算的,比如那些需比如那些需要进行音频和视频通信的场合。要进行音频和视频通信的场合。DSPs内含乘加器内含乘加器,能能比其它处理器更快地进行这类运算。最常见的是比其它处理器更快地进行这类运算。最常见的是TI的的TMS320CXX系列系列和和Motorola的的5600X系列。系列。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 4、可编程控制器（可编程控制器（PLC） 可编程控制器可编程控制器(Programmable logic Controller) ，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。说明的是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。说明的是是PLC其实也是单片机做的，只是特殊的单片机专用的其实也是单片机做的，只是特殊的单片机专用的一类芯片），主要特点；稳定性高。缺点：价格高。一类芯片），主要特点；稳定性高。缺点：价格高。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 5、PC机机计算机计算机 直接用我们的计算机，来做为机器人的大脑进行复直接用我们的计算机，来做为机器人的大脑进行复杂的数据处理，来控制机器人相应的动作。杂的数据处理，来控制机器人相应的动作。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 目前我们常用的处理器有哪些呢？目前我们常用的处理器有哪些呢？ 1、8051 单片机单片机 最早有最早有Intel公司公司推出推出8051/31类单片机类单片机,也是世界上使用量最也是世界上使用量最大的几种单片机之一大的几种单片机之一.由于由于Intel公司将重点放在公司将重点放在186,386,奔腾等与奔腾等与PC类兼容的高档芯片开发上类兼容的高档芯片开发上,8051类单片机主要有类单片机主要有Philips,三星三星,华华帮帮等公司接手等公司接手.这些公司在保持与这些公司在保持与8051单片机兼容基础改善了单片机兼容基础改善了8051的许多特点的许多特点.提高了速度提高了速度,降低了时钟频率降低了时钟频率,放宽了电源电压的放宽了电源电压的动态范围动态范围,降低了产品价格降低了产品价格. 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 2、Atmel 单片机单片机 ATMEL 公司最令人注目的是它的公司最令人注目的是它的EEPROM 电可擦除技术、电可擦除技术、闪速存储器技术闪速存储器技术。其生产的。其生产的AT90系列是增强型系列是增强型RISC内载内载FLASH单片机单片机,通常称为通常称为AVR系列系列.AT91M系列是基于系列是基于ARM7TDMI 嵌入嵌入式处理器的式处理器的ATMEL 16/32 微处理器系列中的一个新成员该处理微处理器系列中的一个新成员该处理器用高密度的器用高密度的16 位指令集实现了高效的位指令集实现了高效的32 位位 RISC 结构且功耗结构且功耗很低很低.另外另外ATMAL的增强型的增强型51系列单片机目前在市场上仍然十分系列单片机目前在市场上仍然十分流行流行,其中其中AT89S51/52十分活跃十分活跃.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 3、Microchip 单片机单片机 Microchip 单片机是市场份额增长最快的单片机单片机是市场份额增长最快的单片机.他的主要产他的主要产品是品是 16C 系列系列 8 位单片机位单片机,CPU采用采用 RISC 结构结构,仅仅 33 条指令条指令,运运行速度快行速度快,且以低价位著称且以低价位著称,一般单片机价格都在一般单片机价格都在 1 美元以下美元以下. Microchip 单片机没有掩膜产品单片机没有掩膜产品,全部都是全部都是 OTP 器件器件(现已推出现已推出 FLASH 型单片机型单片机).Microchip 强调节约成本的最优化设计强调节约成本的最优化设计,是使用是使用量大量大,档次低档次低,价格敏感的产品价格敏感的产品.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 4、TI 公司的公司的 MSP430 系列单片机系列单片机 MSP430 系列单片机是由系列单片机是由 TI公司开发的公司开发的 16 位单片机。其突位单片机。其突出特点是超低功耗，非常适合于各种功率要求低的场合。有多个出特点是超低功耗，非常适合于各种功率要求低的场合。有多个系列和型号，分别由一些基本功能模块按不同的应用目标组合而系列和型号，分别由一些基本功能模块按不同的应用目标组合而成。典型应用是流量计、智能仪表、医疗设备和保安系统等方面。成。典型应用是流量计、智能仪表、医疗设备和保安系统等方面。由于其较高的性能价格比，应用已日趋广泛。由于其较高的性能价格比，应用已日趋广泛。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 5、凌阳单片机凌阳单片机 中国台湾凌阳科技股份有限公司中国台湾凌阳科技股份有限公司(Sunplus Technology CO. LTD)至力于至力于8位和位和16位机的开发位机的开发.SPMC65 广泛应用于家用电器、广泛应用于家用电器、工业控制、仪器仪表、安防报警、计算机外围等领域。工业控制、仪器仪表、安防报警、计算机外围等领域。SPMC75 系列单片机自主知识产权的系列单片机自主知识产权的MSP（Microcontroller and Signal Processor）16 位微处理器位微处理器SPMC75 系列单片机集成了多种功能系列单片机集成了多种功能模块：多功能模块：多功能 I/O 口、串行口、口、串行口、 ADC 、定时计数器等，以及、定时计数器等，以及 能能产生电机驱动波形的产生电机驱动波形的 PWM 发生器发生器 、多功能的捕获比较模块、多功能的捕获比较模块、 BLDC 电机驱动专用位置侦测接口、两相增量编码器接口等特殊电机驱动专用位置侦测接口、两相增量编码器接口等特殊硬设，主要用于变频马达驱动控制。硬设，主要用于变频马达驱动控制。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 6、Motorola 单片机单片机 Motorola是世界上最大的单片机厂商是世界上最大的单片机厂商,品种全品种全,选择余地大选择余地大,新新产品多产品多,在在8位机方面有位机方面有68HC05和升级产品和升级产品68HC08,8位增强型单位增强型单片机片机68HC11,升级产品有升级产品有68HC12. 16位单片机位单片机68HC16也有十多也有十多个品种个品种.32位单片机位单片机683XX系列也有几十个品种系列也有几十个品种.近年来以近年来以PowerPC,Codfire,M.CORE等作为等作为 CPU,用用 DSP 作为辅助模块集作为辅助模块集成的单片机也纷纷推出成的单片机也纷纷推出,目前仍是单片机的首选品牌目前仍是单片机的首选品牌. Motorola 8 位单片机过去策略是掩膜为主位单片机过去策略是掩膜为主,最近推出最近推出OTP计划以适应单片机计划以适应单片机的发展的发展,在在32位机上位机上,M.CORE在性能和功耗上都胜过在性能和功耗上都胜过 ARM7.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 7、Zilog 单片机单片机 Z8 单片机是该公司的产品单片机是该公司的产品,采用多累加器结构采用多累加器结构,有较强中断处有较强中断处理能力理能力.产品为产品为 OTP 型型,Z8 单片机的开发工具可以说是物美价单片机的开发工具可以说是物美价廉廉.Z8 单片机以低价位的优势面向低端应用单片机以低价位的优势面向低端应用,以以18引脚封装位引脚封装位主主,ROM 位位 0.52KB.最近最近 Zilog 公司又推出了公司又推出了 Z86 系列单片机系列单片机,该系列内部集成廉价的该系列内部集成廉价的 DSP单元单元.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 8、Scenix单片机单片机 Scenix单片机单片机(Ubicom公司公司)的的I/O模块最有创意模块最有创意.I/O模块的集模块的集成与组合技术是单片机技术不可缺少的重要方面成与组合技术是单片机技术不可缺少的重要方面.除传统的除传统的I/O功功能模块如并行能模块如并行I/O, URT, SPI, I2C, A/D,PWM,PLL,DTMF等等,新的新的I/O模块不断出现模块不断出现,如如USB,CAN,J1850,最具代表的是最具代表的是Motorola 32 位单片机位单片机,它集成了包括各种通信协议在内的它集成了包括各种通信协议在内的I/O模块模块,而而Scenix单单片机在片机在I/O模块的处理上引入了虚拟模块的处理上引入了虚拟I/O的概念的概念. Scenix单片机采单片机采用了用了RISC结构的结构的 50MHz CPU. 单片机的封装采用单片机的封装采用 20/28 引脚引脚.公公司提供各种司提供各种I/O的库函数的库函数,如多路如多路UART,多种多种A/D, PWM, SPI, DTMF, FSK,LCD驱动等驱动等,这些都是通常用硬件实现起来相当复杂这些都是通常用硬件实现起来相当复杂的模块的模块.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 9、NEC单片机单片机 NEC 单片机自成体系单片机自成体系,以以 8 位机位机 78K 系列产量最高系列产量最高,也有也有 16 位位,32 位单片机位单片机.16 位单片机采用内部倍频技术位单片机采用内部倍频技术,以降低外时钟频以降低外时钟频率率.有的单片机采用内置操作系统有的单片机采用内置操作系统. NEC 的销售策略注重服务大的销售策略注重服务大客户客户,并投入相当大的技术力量帮助大客户开发新产品并投入相当大的技术力量帮助大客户开发新产品.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 10、东芝单片机东芝单片机 东芝单片机从东芝单片机从 4 位倒位倒 64 位位,门类齐全门类齐全.4 位机在家电领域仍有位机在家电领域仍有较大市场较大市场.8 位机主要有位机主要有 870 系列系列,90 系列等系列等.该类单片机允许使用该类单片机允许使用慢模式慢模式,采用采用 32KHz 时钟功耗低至时钟功耗低至 10uA数量级数量级.CPU 内部多组寄内部多组寄存器的使用存器的使用,使得中断响应与处理更加快捷使得中断响应与处理更加快捷.东芝公司的东芝公司的32位机采位机采用用MIPS3000 ARISC的的 CPU结构结构,面向面向 VCD,数字相机数字相机,图象处理图象处理市场市场.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 11、富士通单片机、富士通单片机 富士通也有富士通也有 8 位位,16 位和位和 32 位单片机位单片机,但是但是 8 位机使用的是位机使用的是 16 位的位的 CPU 内核内核.也就是说也就是说 8 位机与位机与16位机指令相同位机指令相同,使得开发使得开发比较容易比较容易.8位机有名是位机有名是MB8900系列系列,16位机有位机有MB90系列。富士系列。富士通注重服务大公司通注重服务大公司,大客户大客户,帮助大客户开发产品帮助大客户开发产品.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 12、Epson 单片机单片机 Epson(日本爱普生日本爱普生)公司以擅长制造液晶显示器著称公司以擅长制造液晶显示器著称,故故Epson单片机主要为该公司生产的单片机主要为该公司生产的LCD配套配套.其单片机的其单片机的LCD驱驱动做的特别好动做的特别好.在低电压在低电压,低功耗方面也很有特色低功耗方面也很有特色.目前目前0.9V供电的供电的单片机已经上市单片机已经上市,不久不久 LCD显示手表将使用显示手表将使用 0.5V供电供电.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 13、NS单片机单片机 COP8 单片机是美国国家半导体公司的产品单片机是美国国家半导体公司的产品,该公司以生产先该公司以生产先进的模拟电路著称进的模拟电路著称,能生产高水平的数字模拟混合电路能生产高水平的数字模拟混合电路.COP8 单单片机内部集成了片机内部集成了 16 位位 A/D, 这在单片机中是不多见的这在单片机中是不多见的. COP8单片单片机内部使用了机内部使用了 EMI 电路电路, 在在”看门狗看门狗”电路以及电路以及 STOP 方式下的方式下的唤醒方式都有独到之处唤醒方式都有独到之处.此外此外, COP8 的程序加密也做的非常好的程序加密也做的非常好.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 14、STC 单片机单片机 STC单片机完全兼容单片机完全兼容51单片机单片机,并有其独到之处并有其独到之处,其抗干扰性其抗干扰性强强,加密性强加密性强,超低功耗超低功耗,可以远程升级可以远程升级,内部有内部有 MAX810 专用复位专用复位电路电路,价格也较便宜价格也较便宜,由于这些特点使得由于这些特点使得 STC 系列单片机的应用日系列单片机的应用日趋广泛趋广泛.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 15、三星单片机三星单片机 三星单片机有三星单片机有 KS51 和和 KS57 系列系列 4 位单片机位单片机,KS86 和和 KS88 系列系列 8 位单片机位单片机,KS17 系列系列 16位单片机和位单片机和KS32系列系列32位单片机位单片机,三星还为三星还为ARM公司生产公司生产ARM单片机单片机,常见的常见的S344b0等等. 三星单片机为三星单片机为 OTP型型 ISP 在片编程功能在片编程功能.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 16、华帮单片机华帮单片机 华帮单片机属于华帮单片机属于8051类单片机类单片机,它们的它们的W78系列与标准的系列与标准的8051兼容兼容,W77系列为增强型系列为增强型51,对对8051的时序做了改进的时序做了改进.同样时钟同样时钟下速度快了不少下速度快了不少.在在4位机上华帮有位机上华帮有921系列系列,带带LCD驱动的驱动的 741 系系列列.在在 32 位机方面位机方面,华帮使用了惠普公司华帮使用了惠普公司 PA-RISC 单片机技术单片机技术,生生产低位产低位 32 位位 RISC单片机单片机.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 17、SST 单片机单片机 美国美国 SST 公司推出的公司推出的 SST89 系列单片机为标准的系列单片机为标准的 51 系列系列单片机单片机,包括包括 SST89E/V52RD2, SST89E/V54RD2, SST89E/V58RD2, SST89E/V554RC,SST89E/V564RD等等.它与它与8052系列单片机兼容系列单片机兼容.提供系统在线编程提供系统在线编程(ISP 功能功能).内部内部 flash 擦写次擦写次数数 1 万次以上万次以上,程序保存时间可达程序保存时间可达 100年年.机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 单片机应用领域汇总单片机应用领域汇总 1.用图象传感器测量线才系统用图象传感器测量线才系统 2.卫星电视的串口模拟卫星电视的串口模拟SPI、I2C的应用，如雷达录取的数据传送。的应用，如雷达录取的数据传送。 3.直接与直接与AD芯片配合进行各种数据传感器配合。芯片配合进行各种数据传感器配合。 4.利用单片机与利用单片机与PC机的机的232通讯进行控制，单片机为控制对象。通讯进行控制，单片机为控制对象。 5.通过通过IC卡、单片机、卡、单片机、PC机构成的各种收费系统。机构成的各种收费系统。 6.通过单片机控制各种步进电机完成工控任务系统通过单片机控制各种步进电机完成工控任务系统 7.通过单片机控制各种电慈设备完成工控任务系统（如程控交换系统）通过单片机控制各种电慈设备完成工控任务系统（如程控交换系统） 8.可应用在电机的变频技术上的控制领域中。可应用在电机的变频技术上的控制领域中。 9.各种测量工具如水位尺，它在水文上的应用很普及。各种测量工具如水位尺，它在水文上的应用很普及。 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 单片机应用领域汇总单片机应用领域汇总 10.大型指针钟控制器，主要根据时间控制电机带动指针。大型指针钟控制器，主要根据时间控制电机带动指针。 11.电子配料控制仪，基于小型生产的自动或半自动控制，如控制上电子配料控制仪，基于小型生产的自动或半自动控制，如控制上料、搅拌等料、搅拌等 12.用定时器和捕获功能进行某一系统的检测。可提供报警、控制等。用定时器和捕获功能进行某一系统的检测。可提供报警、控制等。如水位控制、温度控制，全自动洗衣机等。如水位控制、温度控制，全自动洗衣机等。 13.电子称重计电子称重计 14.教学用仪器、医疗仪器。教学用仪器、医疗仪器。 15.由单片机构成的霓虹灯控制器。由单片机构成的霓虹灯控制器。 16.在刚的热处理中采用热磁仪测量。在刚的热处理中采用热磁仪测量。 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 单片机应用领域汇总单片机应用领域汇总 17.各种金属探伤仪器。各种金属探伤仪器。 18.矿山生产智能监测仪。矿山生产智能监测仪。 19.煤矿的产煤计数器煤矿的产煤计数器 20.汽车安全系统汽车安全系统 21.智能玩具智能玩具 22.用超声波测量江河水位用超声波测量江河水位 23.交流电监测仪交流电监测仪 24.消防系统报警监测仪消防系统报警监测仪 25.各类水表、电表各类水表、电表 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） 各种处理器各种处理器 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 总之，单片机技术使用范围广，在各种仪器仪表生总之，单片机技术使用范围广，在各种仪器仪表生产单位、石油、化工，纺织、机械的加工等各个行业中产单位、石油、化工，纺织、机械的加工等各个行业中都有广泛的应用都有广泛的应用。 随着机器人的技术的发展，单片机也就用到机器人随着机器人的技术的发展，单片机也就用到机器人中，为它们提供中，为它们提供“强大的大脑强大的大脑”。机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 机器人通过各种传感器把外部信息传给它的大脑机器人通过各种传感器把外部信息传给它的大脑（各种处理器），进行判断处理，对应的输出给它的（各种处理器），进行判断处理，对应的输出给它的各个执行机构（器件）等。各个执行机构（器件）等。 本体包括有什么呢？本体包括有什么呢？ 机器人的外形，内部支撑（骨骼），执行机构机器人的外形，内部支撑（骨骼），执行机构（肌肉）。机器人的应用场合各不相同，所以它的本（肌肉）。机器人的应用场合各不相同，所以它的本体结构也不同。体结构也不同。 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 救救援援机机器器人人机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 军用军用昆虫昆虫机器机器人人机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 水下水下6000米无缆自治机器人米无缆自治机器人机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 爬缆索机器人爬缆索机器人机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 蛇形机器人蛇形机器人机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理（四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体） 三、智能机器人的硬件构成三、智能机器人的硬件构成 还有飞鸟、鱼形等的机器人，根据其功能的不同，还有飞鸟、鱼形等的机器人，根据其功能的不同，要设计出不同的本体。要设计出不同的本体。 未来可能还会有也细胞大小的本体，可以灵活的未来可能还会有也细胞大小的本体，可以灵活的构成不同形态的机器人。构成不同形态的机器人。 机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理机器人从结构和功能上来分：机器人从结构和功能上来分： 四、智能机器人的软件构成四、智能机器人的软件构成 （一）（一）Recognize the Environment （识别环境）（识别环境） （二）（二）Learn on its own （自主学习）（自主学习） （三）（三）Super-fast brain （超快大脑）（超快大脑） （四）（四）Versatile Body （多功能本体）（多功能本体）机器人研究室机器人研究室智能机器人构成原理智能机器人构成原理 Learn on its own （自主学习）（自主学习） 四、智能机器人的软件四、智能机器人的软件 各种机器人都有自己的各种机器人都有自己的“大脑大脑”处理器，那处理器，那么每种处理器，都有其对应的编程软件。么每种处理器，都有其对应的编程软件。 它的它的“自主学习自主学习”，其实是算法，也就是程序。，其实是算法，也就是程序。 现代的控制理论有很多，比如现代的控制理论有很多，比如“人工神经网络人工神经网络”，“模糊控制模糊控制”，“专家系统专家系统”等等。等等。 可以自学习的主要是可以自学习的主要是“人工神经网络人工神经网络”。