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0.1 机器人的产生与发展1

0.1.1 古老的梦想1

绪论1

0.1.2 机器人的雏形2

0.1.3 现代机器人3

0.2 形形色色的机器人——机器人的应用4

0.2.1 军用机器人4

0.2.2 民用机器人7

0.3.1 机器人的定义10

0.3 机器人的定义与基本组成10

0.3.2 机器人的基本组成11

0.4 机器人创新制作12

0.4.1 教育机器人的组成12

0.4.2 国内外常见的几类机器人13

第1章 机器人的大脑——单片机及其控制程序17

1.1 单片机的特点、类型及应用17

1.1.1 单片机的特点17

1.1.2 单片机的类型19

1.1.3 单片机的应用21

1.2 单片机的基本组成与工作过程23

1.2.1 单片机的基本组成23

1.2.2 单片机的工作过程27

1.3 机器人制作中常用的单片机简介29

1.3.1 AVR AT90S85系列单片机29

1.3.2 PIC系列单片机结构简介40

1.3.3 M68HC11系列单片机结构简介51

1.4.1 单片机的引脚功能55

1.4 单片机集成电路引脚功能55

1.4.2 AVR AT90S8535单片机的引脚功能描述56

1.5 单片机汇编语言程序设计60

1.5.1 单片机指令及指令系统60

1.5.2 单片机汇编语言程序设计65

1.5.3 汇编程序设计举例68

1.6 单片机程序的编辑与调试71

1.6.1 单片机应用系统的开发方法71

1.6.4 ATMEL AVR Studio 3.53单片机集成开发软件的使用73

1.6.2 编辑与调试73

1.6.3 AVR单片机程序的编辑与调试73

1.7 单片机程序下载80

1.7.1 编程下载的定义80

1.7.2 AVR单片机程序的下载81

1.7.3 并口下载软件PonyProg2000的操作83

1.8 单片机的图形化编程86

1.8.1 问题描述87

1.8.2 单片机控制系统的组成88

1.8.3 流程图式程序90

1.8.4 VJC程序清单及说明91

第2章 机器人的神经系统——单片机与控制电路94

2.1 机器人神经系统的组成——单片机控制系统95

2.1.1 机器人控制系统的基本组成95

2.1.2 输入电路95

2.1.3 控制器96

2.1.4 输出电路96

2.2 机器人的五官——常用输入元件及电路97

2.2.1 传感器及其作用98

2.2.2 机器人制作中常用的输入元件及电路99

2.3 机器人的效应器——常用输出元件及其电路105

2.3.1 发光二极管105

2.3.2 数码管106

2.3.3 液晶显示器107

2.3.4 发声器及其电路109

2.3.5 三极管110

2.3.6 继电器及其电路111

2.3.7 电动机及其电路114

2.3.8 伺服电动机116

2.4 机器人控制系统实例119

2.4.1 一种机器人119

2.4.2 控制器电路121

2.4.3 输入电路122

2.4.4 输出电路124

第3章 机器人的运动系统——单片机与传动机械的结合126

3.1 机器人运动系统的组成——机械部件126

3.1.1 机器人机械部件的组成127

3.1.2 机械传动128

3.2 机器人的运动器官之一——齿轮传动133

3.2.1 齿轮133

3.2.2 齿轮传动的作用与类型133

3.2.3 齿轮传动比的计算136

3.3 机器人的运动器官之二——连杆传动139

3.3.1 平面连杆机构的结构及类型139

3.3.2 简单连杆机构的制作142

3.4 简单电动机械的制作144

3.4.1 任务与要求144

3.4.2 原理设计145

3.4.3 方案设计145

3.4.4 采用的工具、材料、元件150

3.4.5 制作方法与步骤153

4.1 几种制作理念160

4.1.1 玩具改装法160

第4章 让机器人动起来——简单机器人制作160

4.1.2 零部件选购组装法161

4.1.3 部分零部件自制法163

4.1.4 全部零部件自制法163

4.1.5 整体购买法163

4.2 机器人制作的方法与步骤164

4.2.1 机器人设计164

4.2.4 程序设计165

4.2.5 程序编辑调试与下载165

4.2.3 硬件制作165

4.2.2 选择元器件165

4.2.6 运行与检查166

4.3 设计实例168

4.3.1 设计要求168

4.3.2 原理设计168

4.3.3 控制板及元器件选择169

4.3.4 硬件制作173

4.3.5 程序设计173

4.3.7 运行与检查186

4.3.6 程序编辑、调试与下载186

第5章 机器人竞赛活动190

5.1 国际机器人比赛介绍190

5.1.1 机器人足球世界杯比赛Robocup190

5.1.2 世界机器人奥林匹克竞赛WRO200

5.1.3 亚广联亚太地区大学生机器人比赛RobocoN210

5.1.4 美国FLL机器人工程挑战赛（主题：“海洋奥德赛”）213

5.2.1 美国国内的一些机器人比赛220

5.2 国外一些国家的机器人比赛220

5.2.2 日本国内的一些机器人比赛221

5.3 全国机器人竞赛229

5.3.1 中国青少年机器人竞赛229

5.3.2 机器人世界杯国内选拔赛232

5.3.3 亚广联机器人比赛国内选拔赛232

5.4 各省机器人比赛232

5.4.1 2003年浙江省青少年电脑机器人竞赛232

5.4.2 2004年广州市青少年电脑机器人竞赛235

5.4.3 江苏省第二届家庭机器人擂台赛242

5.5 常见比赛项目分析249

5.6 机器人制作过程253

5.6.1 比赛机器人制作过程253

5.6.2 实例：滑雪竞赛机器人制作255

附录269

附录1 数制与码制269

附录2 计算机中的基本逻辑运算272

附录3 AVR单片机指令速查表274

附录4 名词术语中英汉对照表276

附录5 中央电视台ABU ROBOCON 2006 KUALA LUMPRU国内选拔赛主题与规则279

附录6 美国FLL机器人工程挑战比赛任务与评分标准289

附录7 小学常规规则（机器人滑雪／寻迹）299

附录8 初中组竞赛规则（保龄球／城市交通）304

附录9 高中组竞赛规则（营救／曲棍球）312

附录10 少年机器人足球杯竞赛A-2VS2机器人足球比赛规则319

附录11 程序设计比赛规则325

附录12 全国中小学校网上虚拟机器人足球竞赛活动比赛规则328

附录13 江苏省第二届家庭机器人擂台赛FLL机器人挑战比赛任务与评分标准334

参考文献339