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基于单片机及传感器的机器人设计与实现摘要:本设计基于单片机及多种传感器，完成了一个自主式移动机器人的制作。
单片机作为系统检测和控制的核心，实现对机器人小车的智能控制。
反射式红外光电传感器检测引导线，使机器人沿轨道自主行走；使用霍尔集成片，通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量；接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片，发出声光信息进行指示，并能实时显示金属片距起点的位置。
关键词：单片机; 机器人; 传感器1前言机器人技术是融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。
一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。
如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛，参加者多为学生，旨在通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及智能机器人的知识.[1]开展机器人的制作活动，是培养大学生的创新精神和实践能力的最佳实践活动之一，特别是机电专业学生开展综合知识训练的最佳平台。
本文针对具有引导线环境下的路径跟踪这一热点问题，基于单片机控制及传感器原理，通过硬件电路制作和软件编程，制作了一个机器人，实现了机器人的路径跟踪和自动纠偏的功能，并能探测金属，实时显示距离。
2机器人要完成的功能选取一块光滑地板或木板，上面铺设白纸，白纸上画任意黑色线条（线条不要交叉），作为机器人行走的轨迹，引导机器人自主行走。
纸下沿黑线轨迹随机埋藏几片薄铁片，铁片厚度为0.5～1.0mm。
机器人沿轨迹行走一周，探测出埋藏在纸下铁片，发出声光报警，并显示铁片距离起点的位置。
3 硬件设计方案机器人总体构成图1机器人总体构成如图1所示，以微处理器为核心，接受传感器传来外部信息，进行处理，控制机器人的运行。
系统电源供电部分由于机器人电机，传感器及系统CPU等部分均采用+5V供电，考虑电动车功率和车载质量及摩擦阻力问题，电源我们采用电动车自带干电池组，功耗小、体积小和质量轻，安装较为方便。
摘要 (4)第1章绪论.................................................................................................. - 1 -1.1 课题设计背景....................................................................................... - 1 -1.2 传感器系统简介 .................................................................................... - 1 -1.3 本文内容提要....................................................................................... - 2 - 第2章调理电路硬件设计 ................................................................................. - 2 -2.1 传感器电路分析 .................................................................................... - 2 -2.2选用放大电路及其电路分析 ....................................................................... - 3 -2.3 AD转换电路的设计................................................................................. - 5 -2.3.1AD0804的外围接口的功能： .............................................................. - 5 -2.3.3控制程序的设计： .......................................................................... - 7 -2.4 LCD显示电路的设计 .............................................................................. - 10 -2.4.1LCD的介绍 .................................................................................. - 10 - 第3章控制程序的设计 .................................................................................... - 18 -3.1 程序要完成的任务 ................................................................................ - 18 -3.2 程序流程设计...................................................................................... - 19 - 第4章课题总结 ........................................................................................... - 22 -4.1 仪用放大电路...................................................................................... - 22 -4.2单片机的使用....................................................................................... - 22 -4.3 AD转换和LCD的控制............................................................................. - 23 -在使用类似于AD转换芯片和LCD显示等数字集成芯片时，我们重点关注于其外围引脚的功能和控制时序图就可以了，通过外围引脚的功能来设计电路连接图，等外围电路连接好以后其实它的控制程序的大概框架就有了，再结合着时序图对各个引脚状态变化的先后顺序和各个状态的持续时间做一下处理，我们的控制程序基本上就可以出炉了。
《基于单片机的全自动洗衣机系统设计》篇一一、引言随着科技的进步和人们生活水平的提高，全自动洗衣机已经成为了现代家庭不可或缺的家电之一。
为了提高洗衣机的智能化程度和用户体验，本文提出了一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计。
该系统通过单片机控制，实现了洗衣过程的自动化、智能化，提高了洗衣效率，同时也方便了用户的使用。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，通过连接各种传感器、执行器等外部设备，实现对洗衣过程的自动化控制。
系统主要由单片机控制模块、电机驱动模块、水位检测模块、温度检测模块、洗衣程序模块等组成。
三、硬件设计1. 单片机控制模块：本系统采用单片机作为核心控制器，负责接收用户输入的指令，控制各个模块的工作。
单片机具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，能够满足系统的需求。
2. 电机驱动模块：电机驱动模块负责驱动洗衣机的洗涤电机和脱水电机。
本系统采用PWM（脉宽调制）技术，通过单片机控制电机驱动模块的开关，实现对电机的精确控制。
3. 水位检测模块：水位检测模块通过传感器实时检测洗衣机内的水位，将检测结果反馈给单片机，以便单片机根据水位情况调整洗衣程序。
4. 温度检测模块：温度检测模块通过温度传感器实时检测洗衣机内的水温，将检测结果反馈给单片机，以便单片机根据水温情况调整洗涤时间和洗涤剂的使用量。
5. 洗衣程序模块：洗衣程序模块根据用户的选择和洗衣的实际需求，通过单片机控制电机驱动模块、水位检测模块和温度检测模块等外部设备，实现对洗衣过程的自动化控制。
四、软件设计本系统的软件设计主要包括单片机的程序设计、人机交互界面设计和洗衣程序的设计。
1. 单片机的程序设计：单片机的程序设计是实现系统功能的关键。
本系统采用C语言进行编程，通过编写相应的程序代码，实现单片机的控制功能。
2. 人机交互界面设计：人机交互界面是用户与系统进行交互的窗口。
本系统采用LCD显示屏作为人机交互界面，通过编写相应的程序代码，实现用户与系统的交互功能。
基于单片机的压力传感器实验精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】课程设计说明书题目：基于单片机压力传感器设计学院（系）：年级专业：电子信息科学与技术学号：学生姓名：指导教师：目录摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2关键字---------------- ----------------------------------------------------------------------------------2第一章总体设计方案及模块划分---------------------------------------------------------------21.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------31.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------41.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------52.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------52.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------82.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------122.4 AD0809接口电路及LED接口电路------------------------------------------------------14第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序---------------------------------------------143.1数据采集及显示-----------------------------------------------------------------------------14第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15附录 -----------------------------------------------------------------------------------------------------16程序设计 --------------------------------------------------------------------------------------16参考文献资料 ---------------------------------------------------------------------------------25实物图 --------------------------------------------------------------------------------------25摘要此次设计是基于8051单片机的压力检测系统，简要介绍了压力传感器电路的工作原理和弱信号传感器电路以及A/D变换电路的工作原理,通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器ADC0808，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。
《基于单片机的全自动洗衣机系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，家电智能化已成为现代家庭生活的重要标志。
其中，全自动洗衣机以其便捷、高效的特点深受消费者喜爱。
本文将介绍一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计，通过智能化控制，实现洗衣过程的自动化、高效化。
二、系统概述本系统以单片机为核心控制器，结合传感器、电机驱动、水位控制等模块，实现对洗衣机的全自动控制。
系统具备进水、洗衣、漂洗、脱水、排水等功能，可根据衣物类型、污渍程度等自动调整洗衣参数，达到最佳的洗衣效果。
三、硬件设计1. 单片机控制器：作为系统的核心，负责接收用户指令、控制各模块工作。
2. 传感器模块：包括水位传感器、温度传感器等，用于检测洗衣机的工作状态及环境参数。
3. 电机驱动模块：控制洗衣机的进水、洗涤、脱水等电机，实现洗衣过程的自动化。
4. 水位控制模块：通过水位传感器实时监测水位，自动控制进水阀的开关，保持水位在合适范围内。
5. 通信接口：便于与上位机或其他设备进行通信，实现远程控制或数据传输。
四、软件设计1. 主程序：负责初始化系统、接收用户指令、调用各子程序等。
2. 洗衣程序：根据衣物类型、污渍程度等自动调整洗衣参数，包括进水、洗涤、漂洗、脱水等步骤。
3. 通信程序：实现与上位机或其他设备的通信，接收远程控制指令或发送数据。
4. 故障诊断程序：实时监测系统状态，发现故障时自动报警并提示用户。
五、系统实现1. 用户通过操作面板或手机APP输入洗衣指令，包括衣物类型、洗涤模式、时间等。
2. 单片机控制器接收指令后，根据预设的算法自动调整洗衣参数，并通过电机驱动模块控制洗衣机的进水、洗涤、脱水等过程。
3. 传感器模块实时监测水位、温度等参数，确保洗衣机在合适的工作环境下运行。
4. 如遇故障，系统会自动报警并提示用户，同时可通过通信接口将故障信息发送至手机APP或上位机。
六、系统优势1. 自动化程度高：本系统可实现洗衣过程的自动化，用户只需设置洗衣参数，即可轻松完成洗衣任务。
单片机实验报告范文单片机（Microcontroller）是指一种封装了微处理器（Microprocessor）、存储器和各种输入输出接口电路功能的集成电路。
单片机在电子设计与开发中有广泛应用，可以用于控制和监测各种系统和设备。
本实验报告将介绍在实验中使用单片机所进行的实验步骤和实验结果。
实验目的：1.理解单片机的基本工作原理和功能。
2.掌握单片机的编程和调试方法。
3.应用单片机实现简单的控制功能。
实验仪器和材料：1.单片机开发板2.计算机B数据线4.电源适配器5.LED灯6.麦克风模块7.温度传感器实验步骤：1.准备工作：将单片机开发板与计算机连接，接通电源适配器。
2.熟悉开发工具：安装单片机开发软件，并了解软件的基本功能。
3.学习编程语言：了解单片机的编程语言，例如C语言或汇编语言，并编写简单的程序。
4.硬件连接：将LED灯、麦克风模块和温度传感器连接至开发板的相应引脚。
5.编程实现：根据实验要求，编写相应的程序，控制LED灯、获取麦克风模块的声音信号或获取温度传感器的温度值。
7.实验结果：根据实验要求，记录LED灯的亮灭状态、麦克风模块的声音信号强度或温度传感器的温度数值。
实验结果：通过实验，我们成功地控制了LED灯的亮灭状态，获取了麦克风模块的声音信号强度和温度传感器的温度数值。
在编程实现过程中，我们学会了使用单片机编程语言，了解了一些常用的语法和函数。
在调试测试中，我们可以通过相关的输出或显示结果来判断程序的正确性，及时发现和修复错误。
实验总结：本实验通过单片机开发板和相应的硬件以及编程实现了简单的控制和监测功能。
通过实验，我们深入了解了单片机的基本工作原理和功能，并掌握了一些基本的编程和调试方法。
实验结果表明，我们成功实现了实验要求，并对单片机的应用有了更加深入的理解。
通过这次实验，我们不仅提高了动手实践能力，也增加了对科技发展的看法。
. .课程设计说明书题目：压力传感器设计学院（系）：年级专业：电子信息科学与技术学号：学生：指导教师：目录摘要-----------------------------------------------------------------------------------------------------2关键字--------------------------------------------------------------------------------------------------2第一章总体设计方案及模块划分---------------------------------------------------------------21.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------31.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------41.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------52.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------52.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------82.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------122.4 AD0809接口电路及LED接口电路------------------------------------------------------14第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序---------------------------------------------143.1数据采集及显示-----------------------------------------------------------------------------14第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15附录-----------------------------------------------------------------------------------------------------16程序设计--------------------------------------------------------------------------------------16参考文献资料---------------------------------------------------------------------------------25实物图--------------------------------------------------------------------------------------25摘要此次设计是基于8051单片机的压力检测系统，简要介绍了压力传感器电路的工作原理和弱信号传感器电路以及A/D变换电路的工作原理,通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器ADC0808，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。
基于ARM7单片机的传感器实验平台设计,
机械自动化-
基于ARM7单片机的传感器实验平台设计：胡代弟陈娟摘要：介绍一款采用ARM7单片机设计的传感器实验开发平台，该平台可用于传感器及相关课程应用的二次开发。
利用该平台提供的模拟、数字、液晶、通迅等接口，通过简单扩展和设置，可以很容易地完成传感器相关应用的设计。
关键词：单片机传感器ARM7
在传感器课程实践中，涉及到的许多传感器能够感知很多种物理量的变化，是一门很有趣味的学科。
然而传感器的输出形式往往只是电压、电流的等基本量的变化，形式比较单一，不便于观察，学生很难有直观的感受，也难以将所学的传感器开发成实用的测量产品。
因而，在实践环节很难调动学生的积极性。
该实验平台的设计，学生可以将多种类型的传感器采集来的信号通过相应的处理后，以模拟量或以数字量的形式送入开发板的输入部分，通过对开发板的设置，可以将传感器的数据转化为通用的接口信号，通过输出部分直接显示到液晶屏上，或以LED、开关量或RS232的形式输出。
学生利用这一平台，既跳过复杂的单片机硬件设计及编程，又能方便地利用单片机带来的灵活处理能力，结合所学的传感器，方便地设计出完整的传感器应用实例。
如电子秤、数字温度计等测量控制设备。
传感器开发板的主要功能：
1．将模拟量输出类型传感器的信号转化为相应的数字量显示在LCD上。
2．将模拟量输出类型传感器的信号转化为相应的数字量通过RS232以串口的形式发送到计算机上或其它嵌入式设备中，做为数据采集设备。
3．将模拟量输出类型传感器的信号设置上下限，并根据其数值驱动LED或继电器。
4．将开关量输出类型传感器以的形式显示到LCD或驱动LED或继电器。
5．开发板自带温度传感器DS18B20，可做温度传感器相关的开发。
系统构成
实验平台包括可供二次开发的开发板、LCD1602液晶显示屏、串口线等组成。
开发板以PHILIPS半导体公司的以32位ARM7内核微控制器LPC2132为核心。
该处理器封装较小功耗极低，价格低廉，并具有多个32位定时器、8路ADC、10位DAC、PWM通道和47个GPIO等丰富的资源，在该开发板上就用到了AD、UART、GPIO、DA等资源。
开发板包括电源、ARM7最小系统、串口通迅、液晶显示、按键输入、数字及模拟量输入和输出等部分组成。
开发板采用USB接口供电，方便学生直接从计算机取电，USB接口取来5V供电后，通过1117稳压芯片将5V电源转为本系统工作电源3.3V。
单片机最小系统部分，以LPC2132微处理器为核心芯片，包括复位电路、晶振电路，ISP接口，JTAG接口。
作为开发板
的控制核心。
串口通迅采用RS232通信参数为波特率9600，数据位8bit，停止位1bit，校验位无。
上位机可通过超级终端连接到串口对开发板的显示、输入、输出等进行设定，还可以将传感器测量的数据发送到上位机。
液晶显示采用LCD1602，可显示2行每行16个，显示内容根据具体应用，可通过上位机超级终端进行设定。
输入部分包括，DS18B20数字温度传感器、模拟量输入和数字量输入。
模拟量输入接到AD转换器上，转换精度为10位。
数字量输入以电平的形式连接到I/O口上。
输出部分包括，数字量输出、LED指示、模拟量输出。
数字量输出以I/O电平形式输出，可扩展控制继电器等。
LED指示用来实现超限提示等功能，模拟量输出通过10位精度的DA实现。
其中，温度传感器DS18B20在该开发板上设计温度范围0℃～＋125℃，精度±0.5°C，分辨率0.1°C。
开发板设计尺寸：70mm×130mm（长×宽）。
图1 系统结构图
应用实例
下面通过具体应用实例，介绍本开发平台的使用方法。
例如我们设计一个数字温度计。
要求测量当前室温，显示在液晶屏上，要求显示格式为“CurrentTemperature:××C.”。
第一步，开发板连接
先用串口线将开发板与计算机的串口（COM1）相接，将
USB线将开发板连接到计算机USB接口，开发板电源指示灯亮，开发板供电正常。
第二步，通过上位机超级终端进行设置
打开Windows中“附件”——“通讯”——“超级终端”，建立一个连接。
选择COM1串口，设置为9600波特率，数据位为8位、校验位无、停止位1位、数据流控制选“无”。
1、设置完成后，按下开发板中REST键，LCD上出现“SETpressISPKey,Waiting..”，。
2、按下ISP键，同时，“超级终端”将显示“1系统是否会使用到LCD1602输出设备(y/n):”。
因为我们会用于LCD，选择“y”，并且在提示状态下，输入“CurrentTemperature:%in1C.”，回车。
3、在提示显示更新间隔，我们输入1000。
4、后面会提示，是否使用RS232输出，LED输出，IO输出，这里我们都选“n”。
提示“是否保存以上设置？”，选“y”。
回车后提示保存完毕，系统进入工作状态，我们观察开发板的LCD1602上显示如下图所示：
用手触摸DS18B20，我们可以看到温度会发生变化。
通过对实验平台的设置和传感器部分的添加和扩展，还能很方便地设计出电子秤、温控器、烟雾报警等传感器应用方面的设计。
结论
传感器实验开发平台包括一套样板和详细的使用说明书。
在教学实践中给学生提供样板、参考设计和一套空PCB板，学生结合所学传感器知识通过动手组装、调试、创新，最终开发出自
己设计的测量控制设备。
通过实践，在传感器相关课程应用中取得了很好的教学效果。
