李彦萍 郭思豫 李嘉望 宋奎

摘 要：本次课程设计要求掌握相关的模电、数电知识及各种常用芯片和器件，设计迎宾机器人电路。用于实时显示店内人数和总访问人数。该课程设计包含五个模块。电源模块：为电路部分提供+5V直流稳压电源。加减人数模块：显示进出人数。红外检测模块：接收信号将脉冲信号给判断单元。判断单元模块：使JK触发器触发，控制电平信号变化。清零模块：按下开关后数字置零。最终实现实时监控人数的功能。

关键词：红外检测;加减法计数;判断;Protues。

1前言

近些年来，机器人行业发展迅速，机器人被广泛应用于各个领域尤其是工业领域，不难看出其巨大潜力。现在机器人逐渐的走进了人们的生活，可以在很多领域代替人们从事工作，有的可以打扫卫生、陪伴孩子和家人、有的送餐迎宾等等多种多样的，而我们本次课程设计设计的是迎宾机器人。竞争日益激烈，各行各业为提高竞争力，纷纷推出了各种新奇的事物来吸引消费者。机器人与智能装备产业是高度集成微电子、通信、计算机、人工智能、控制和图像处理等学科最新科研和产业成果的前沿高新技术产业，机器人技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。经过半个多世纪的发展，机器人技术在工业生产领域得到了广泛的应用，极大地提升了生产品质并成功解放了劳动力资源。作为高技术领域中重要的前沿技术之一，机器技术具有前瞻性、先导性的特點，对经济社会的发展有着十分重要的作用。目前，相关领域的技术突破，从根本上为提升机器人技术的学术研究提供了必要的支持，为机器人的应用范围拓宽了道路，已涵盖国防、航空航天、工业生产、服务、老人康复、教育甚至普通家庭生活，一一场新的机器人技术研究高潮和发展契机业已到来。

像婚礼，礼堂等场所其门口都站有一排或两排迎宾小姐，这种迎宾方式不但耗费了大量的物力资源，而且由于现在人力成本的不断增加这样就大大增加了企业的生产成本，此外还会由于服务人员长时间的从事单调重复的工作，造成对工作的热情锐减，反而影响服务质量，而我们小组设计一套自动迎宾机器人装置就是在这一现象下的创造。

目前，国外生产的电子自动报警器和迎宾器大多数采用的是新日本无线电公司生产的集成红外接收器，国内采用的红外线接收解调专用集成电路，这种电路接收比较准确可靠，是未来发展研究的方向。红外线控制电子礼仪语音器代替迎宾小姐是将来宾馆、饭店、商 场等门口非常受欢迎的一种装置。迎宾机器人是集语音识别技术和智能运动技术于一身的高科技展品，该机器人为仿人型，身高、体形、表情等都力争逼真，亲切、可爱、美丽、大方、栩栩如生，给人以真切之感，体现人性化。

首先小组对迎宾机器人系统的初步框架进行设计，并对一些仿真软件和硬件系统进行了选择。在此基础上，又进一步详细介绍了该控制系统的硬件组成、软件仿真结果、控制方法。在软件仿真部分中，本文讲述了使用Protues对数字电路进行仿真及仿真结果在硬件设计中，电路设计的主电路为加减法计数、判断电路和红外检测电路。最后，本文就基于迎宾机器人系统的特点，进行了归纳与总结。

2总体方案设计

根据设计要求，先设计好各个模块的电路，然后将各个模块连接起来构成设计的总电路。

2.1方案比较

实现同一种目的，有不同的可行方案，下面介绍两种方案，并比较两种方案的优劣。方案一主要通过程序编程结合单片机实现设计，方案二主要以通过数字电路实现设计。

2.1.1方案一

红外检测电路采用红外产生发射电路和红外接收电路A和红外接收电路B实现，通过单片机来控制处理电平变化的先后顺序，来实现判断单元的作用，数据显示用加减计数器，译码器和七段数码管来实现。

2.1.2方案二

红外检测电路采用红外发射接收芯片来实现，判断电路利用JK触发器来实现，数据显示采用加减计数器，译码器和七段数码管来实现。

2.2方案论证

通过分析问题和初步的整体思考，由于本次设计要基于数字电路、模电基础，故采用方案二。方案一中的红外产生发射和红外接收无法仿真，方案二采用的红外发射接收芯片能到到仿真效果，并通过JK触发器来控制出路电平的变化，基本符合本次课程设计任务。采用方案二来实现该电路需要以下几个模块来实现：红外检测电路，判断电路模块，加法计数及加减计数模块，数据显示以及语音模块。红外检测电路模块用两个红外发射接收芯片IRLINK来实现，判断电路模块用两个JK触发器来实现，其中通过脉冲开关给出脉冲信号，以使JK触发器触发。计数模块用加减可逆计数器74LS192来实现，并通过7448和七段数码管显示数字。其中设计思路如图2-1所示：

参考文献：

[1]康华光 电子技术基础数字部分（第六版） 高等教育出版社 2014.1

[2]肖强晖 实验指导书株洲工学院电气工程系 2016

[3]吴运昌 模拟集成电路原理与应用（第五版） 1999

[4]曹文 硬件电路设计与电子工艺基础（第二版）2019.4

[5]胡翔骏 电路分析（3版）2016.276D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3