原标题：基于AT89C51单片机设计的简易智能机器人的设计

基于AT89C51单片机设计的简易智能机器人是一个综合性的项目，它结合了微电子技术、传感器技术、电机控制技术以及单片机编程技术。以下是对该设计的详细分析：

一、设计思想

简易智能机器人应能在任意区域内沿引导线行走，自动绕障，在有光源引导的条件下能沿光源行走。同时，机器人还应能检测埋在地下的金属片，发出声光指示信息，并能实时存储、显示检测到的断点数目以及各断点至起跑线间的距离，最后停在指定地点，并显示出整个运行过程的时间。

二、系统组成

该简易智能机器人系统主要由以下部分组成：

1. 单片机单元：采用AT89C51单片机作为中央处理器，负责扫描键盘输入的信号启动机器人，在机器人行走过程中不断读取传感器采集到的数据，将得到的数据进行处理后，根据不同的情况产生占空比不同的PWM脉冲来控制电机，同时将相关数据送显示单元动态显示，产生声光报警信号。

2. 电机控制单元：机器人采用双电机双轮驱动的小车作为其底座，两个电机分别独立控制其左右两边的车轮，靠两边电机的转速不同来实现转弯功能，还可让其原地转弯，便于控制。电机控制电路采用大功率对管组成的H型驱动电路，通过单片机产生占空比不同的PWM脉冲，精确调整电机的转速。

3. 传感器单元：机器人共采用了多个传感器，分布在整个机器人的不同部位，相互配合起不同的作用。例如，红外光电传感器用于检测路面黑线及停止线，金属传感器用于检测路面下金属铁片，超声波传感器用于检测障碍物，光敏电阻传感器用于寻找光源等。

4. 键盘输入单元：采用独立式键盘，由启动键和显示切换键组成，用于控制机器人的启动和显示切换。

5. 显示单元：由数码管组成，用于实时显示每个断点到起点的距离以及整个运行过程的时间。

6. 声光报警单元：由振荡源、电磁讯响器和发光二极管组成，用于在机器人检测到金属片或障碍物时发出声光报警信号。

7. 电源单元：采用两套电源分别对电机和控制电路进行单独供电，确保系统的稳定运行。

三、工作原理

1. 循迹功能：通过红外光电传感器检测路面黑线，当机器人偏离黑线时，单片机根据传感器的信号调整电机的转速和转向，使机器人回到黑线上。

2. 避障功能：通过超声波传感器检测前方障碍物，当机器人遇到障碍物时，单片机根据传感器的信号控制电机进行转弯，避免与障碍物碰撞。

3. 金属检测功能：通过金属传感器检测埋在地下的金属片，当机器人检测到金属片时，单片机控制声光报警单元发出声光报警信号，并存储检测到的断点数目以及各断点至起跑线间的距离。

4. 光源引导功能：通过光敏电阻传感器检测前方光源，当机器人前方有光源照射时，单片机根据传感器的信号调整电机的转速和转向，使机器人朝光强的方向行走。

四、程序设计

程序设计是智能机器人设计的关键部分，它决定了机器人能否按照预期的功能进行工作。程序设计主要包括以下几个部分：

1. 初始化程序：对单片机进行初始化设置，包括设置定时器、中断控制器、串口通信等。

2. 传感器数据采集程序：通过单片机读取各个传感器的数据，并进行处理。

3. 电机控制程序：根据传感器的数据和预设的控制算法，产生占空比不同的PWM脉冲，控制电机的转速和转向。

4. 显示和报警程序：将检测到的数据实时显示在数码管上，并在检测到金属片或障碍物时发出声光报警信号。

五、结论

基于AT89C51单片机设计的简易智能机器人结合了多种技术，具有循迹、避障、金属检测、光源引导等多种功能。通过合理的设计和优化，该机器人可以稳定、准确地完成各种任务。同时，该设计也为进一步研究和开发更高级的智能机器人提供了有益的经验和参考。