基于单片机的智能避障寻路机器人系统设计

基于单片机控制的机器人避障系统的设计机器人是一种人工智能的应用，能够自主地完成一定的任务。

在近年来，随着单片机和传感器技术的快速发展，机器人的功能越来越强大。

而机器人避障系统则是机器人中的一个重要功能。

本文将介绍基于单片机控制的机器人避障系统的设计。

1.系统原理机器人避障系统的主要原理是通过使用红外传感器感知前方障碍物的距离，并通过单片机控制来调整机器人的方向，从而完成避障目标。

系统的硬件设备主要包括三部分：机器人平台、外部电路和控制器。

机器人平台是由驱动电机、步进电机等组成的，可通过单片机的PWM信号驱动，控制机器人前进、后退和转向等方向。

外部电路是由红外传感器、电位器、滤波电容和拖拉机等组成，可用于检测周围障碍物的距离、信号滤波和电源隔离等。

控制器是由单片机、电源、外设和接口等硬件组成，可用于实现机器人避障的控制和调度。

2.系统设计基于单片机控制的机器人避障系统的设计需要考虑到系统的功能、性能、可靠性和成本等因素。

系统的设计流程如下：1) 确定系统的方案需求，包括机器人平台、电路设计和软件编程等方面。

2) 设计机器人平台，包括驱动电机、步进电机和其他传感器等。

3) 在外部电路中添加红外传感器、电位器和电容等电路，用于检测周围环境和滤波作用。

4) 根据系统需求和硬件设计，写出单片机控制程序，并完成软件调试和测试。

5) 对系统的硬件电路和软件进行综合测试和调试，调整参数并不断优化系统的性能。

6) 对系统进行部署和测试，确认系统的运行稳定性和安全性。

3.系统实现为实现基于单片机控制的机器人避障系统的功能，需要在程序设计中处理好以下问题：1) 确定红外传感器的连线方式和引脚位置，以实现检测距离、滤波和电源隔离等作用。

2) 通过PWM信号驱动马达，控制机器人的转向和前进后退等方向，实现避障。

3) 设计PID控制算法，控制机器人前进方向和对障碍物的避让姿势。

在实验室进行测试时，我们将机器人放在一个由多个障碍物组成的复杂环境中，并让机器人自主遵循避障路线前进。

第一章机器人概述及设计方案机器人的命名和分类《罗萨姆的万能机器人》。

在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是农奴的意思。

该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人的起源。

罗萨姆公司把机器人作为人类生产的工业产品推向市场，让它去充当劳动力。

机器人按照其主人的命令默默地工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的不公平的劳动。

后来，罗萨姆公司取得了成功，使机器人具有了感情，导致机器人的应用部门迅速增加。

在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。

机器人发觉人类十分的自私和不公正，终于造反了，开始屠杀人类。

因为机器人的体能和智能都非常优异，因此消灭了幸存者，但没有结果。

最后，一对感知能力优于其他机器人的男女机器人相爱了。

这时机器人进化为人类，世界又起死回生了[1]。

几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。

如古希腊诗人Homeros的长篇叙事诗《伊利亚特》中的冶炼之神瘸腿海倍斯特司，就用黄金铸造出一个美丽聪颖的侍女；犹太传说中的泥土巨人等等，从这些美丽的神话可以知道早在两千年前人类就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。

到了近代，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。

机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。

从机器人的用途来分，可以分为两大类：军用机器人和民用机器人[2]。

我国对机器人的定义一、该定义强调了机器人应当仿人的含义，即它靠手进行作业，靠脚实现移动，由脑来完成统一指挥的作用。

非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使机器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。

这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。

二、机器人的定义是多种多样的，其原因是它具有一定的模糊性。

基于STM32单片机的智能避障系统的设计智能避障系统是一种常见的应用于机器人、无人驾驶车辆等领域的技术，它能够感知周围环境并通过控制器实现自主避免障碍物的功能。

本文将介绍一种基于STM32单片机的智能避障系统的设计方案，并详细探讨其硬件电路和软件算法的实现。

一、系统概述智能避障系统主要由感知模块、控制模块和执行模块组成。

感知模块负责采集环境信息，如距离、角度等；控制模块根据感知模块提供的数据做出决策；执行模块实施决策并执行相应操作。

本设计采用STM32单片机作为控制模块，并配合相关传感器和执行器实现系统功能。

二、硬件电路设计智能避障系统的硬件电路设计涉及到传感器的选择与连接、STM32单片机的配置与控制等方面。

1. 传感器选择与连接为了感知周围环境，我们选择了超声波传感器作为避障系统的感知模块。

超声波传感器能够测量物体与传感器之间的距离，并将测量结果转化为电信号输出。

我们将超声波传感器与STM32单片机的GPIO口进行连接，用于接收超声波传感器输出的距离数据。

2. STM32单片机的配置与控制我们选择了STM32单片机作为智能避障系统的控制模块。

在电路设计中，需要配置STM32单片机的引脚功能，使其能够实现与其他模块的通信。

同时，我们需要编写相应的软件程序，通过读取传感器的数据并进行算法处理，实现智能避障的功能。

具体的配置与控制方式可以根据实际需求进行设计。

三、软件算法实现智能避障系统的软件算法实现主要包括信号处理和决策控制两个部分。

1. 信号处理在信号处理部分，我们需要对传感器输出的距离数据进行处理和分析。

可以利用滤波算法对数据进行平滑处理，去除噪声干扰，提高测量精度。

同时，还可以采用合适的算法将传感器输出的距离数据转化为障碍物的具体位置和形状信息，为后续的决策控制提供有价值的数据。

2. 决策控制在决策控制部分，我们可以根据距离数据和系统设定的规则，制定相应的决策策略。

当系统检测到障碍物时，可以通过控制执行模块来避免碰撞。

基于51单片机的红外遥控-自动避障-贴墙行走-人体感应智能小车机器人队员1姓名：周葛学院：仪器科学与电器工程学院专业：测控技术与仪器年级：大一教学号：65130109邮箱：zhouge94@队员2姓名：成妍学院：药学院专业：生物医学工程（再生医学）年级：大一教学号：73130430邮箱：lianyungangcheng@作品类别：基本电子技术应用类目录一、引言 (1)二、总体设计 (1)三、单元电路设计 (2)1）单片机最小驱动模块 (2)2）红外接收模块 (3)方案选择 (3)方案确定 (3)理论分析与方案论证 (3)3）电机驱动模块 (4)4）避障循迹贴墙模块 (5)方案选择 (5)方案确定 (5)理论分析与方案论证 (6)5）电源模块 (7)6）人体感应模块 (7)四、软件设计 (8)五、整体测试 (8)六、结论 (9)【参考文献】 (9)【附录】 (10)源程序 (10)一、引言以STC89C52单片机为核心，制作一款红外线遥控小车，小车具有自动驾驶、手动驾驶和循迹前进等功能。

自动驾驶时，小车在前进过程中可以自动躲避障碍物。

手动驾驶时，可以手动遥控小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。

寻迹时小车可以按轨迹前进。

红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。

室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。

本系统采用成品红外发射遥控器，具有21个按键，采用NEC红外传输协议。

接收端使用1838一体化接受头，通过单片机中断程序处理红外信号。

二、总体设计本系统由硬件和软件两部分组成。

硬件部分由红外线接受电路，控制电路，直流电机驱动，障碍物检测电路，人体感应电路五部分组成，完成红外编码信号的接受，直流电机的驱动，障碍物检测、墙体检测、地面检测，人体感应检测等功能。

软件部分主要完成信号的检测和处理、直流电机的控制，障碍物的规避等功能。

基于单片机的智能寻迹系统设计在了解基于单片机的智能寻迹系统之前，我们首先需要了解一下单片机。

单片机是一种集成电路芯片，它具有体积小、价格便宜、可靠性高等优点。

自20世纪70年代诞生以来，单片机在工业控制、智能家居、自动驾驶等领域得到了广泛应用。

基于单片机的智能寻迹系统设计，其实就是一个利用单片机实现智能化控制的技术。

通过单片机，我们可以实现信号的采集、处理和控制，从而使设备具有智能化寻迹功能。

在这个系统中，单片机充当“大脑”的角色，负责接收和解析指令，并将指令传递给执行机构，从而控制设备的行动。

那么，如何设计一个基于单片机的智能寻迹系统呢？我们需要选择合适的单片机型号，如Arduino、STM32等。

我们需要根据实际需求设计电路，包括传感器、执行器等硬件的连接。

我们需要编写软件程序，使单片机能够识别和解析指令，从而控制设备沿预定轨迹移动。

实验结果表明，基于单片机的智能寻迹系统具有很高的稳定性和准确性。

在多次测试中，该系统均能成功地控制设备沿预定轨迹移动。

实验成功的关键在于选择了合适的单片机型号、设计了合理的电路连接、以及编写了高质量的软件程序。

同时，我们也发现了一些不足之处，如系统对环境因素较为敏感，以及执行机构的精度有待提高。

基于单片机的智能寻迹系统在许多领域都有广泛的应用前景。

例如，在自动化工业领域，该系统可以用于无人驾驶车辆、自动化生产线等场景；在智能家居领域，该系统可以用于智能机器人、自动导航的智能家居设备等场景。

随着科技的不断发展，我们相信基于单片机的智能寻迹系统将会在更多领域得到应用和推广。

基于单片机的智能寻迹系统设计是一项充满挑战和前景的研究。

通过单片机的应用，我们可以实现设备的智能化控制，使其更加适应复杂多变的应用环境。

虽然目前系统中还存在一些不足之处，但随着技术的不断进步和完善，我们有理由相信，未来的智能寻迹系统将会更加稳定、精确和高效。

随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭选择养宠物来增添生活乐趣。

基于51单片机智能巡线避障小车1系统方案确定及主要元件的选择1.1 系统方案确定本次设计的智能小车实现的基本功能如下：❖实时检测路径，并按照指定路线行驶；❖实时检测障碍物，并躲过继续行驶；❖实时显示当前速度，并显示在lcd1602上为此以AT89C52为主控芯片，主要包括避障模块、电源模块、声控模块、电机驱动模块等，系统框图如图2.3所示。

通过寻迹及避障传感器来采集周围环境信息来反馈给CPU，通过主控的处理，来控制电机的运转，从而实现寻迹与避障，达到智能行驶。

且本设计添加了声控效果，通过声音传感器来对小车发出指令，让其行驶与停止。

为了能够更好地完成本次设计任务，我们采用三轮车，其前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万象轮，起支撑的作用，并通过软件程序控制，与硬件架构相结合，从而实线自动寻迹、避障的功能。

1.2 主要元件的选择1.2.1 主控器按照题目要求，控制器主要用于控制电机，通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理，并将处理信号传输给控制器，然后控制器做出相应的处理，实现电机的前进和后退，保证在允许范围内实线寻迹避障。

方案一：可以采用ARM为系统的控制器，优点是该系统功能强大，片上外设集成度搞密度高，提高了稳定性，系统的处理速度也很高，适合作为大规模实时系统的控制核心。

而小车的行进速度不可能太高，那么对系统处理信息的要求也就不会太高。

若采用该方案，必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。

方案二：使用51单片机作为整个智能车系统的核心。

用其控制智能小车，既可以实现预期的性能指标，又能很好的操作改善小车的运行环境，且简单易上手。

对于我们的控制系统，核心主要在于如何实现小车的自动控制，对于这点，单片机就拥有很强的优势——控制简单、方便、快捷，单片机足以应对我们设计需求[5]。

51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，功耗低、体积小、技术成熟，且价格低廉。

基于单片机的智能小车避障循迹系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化趋势的深入发展，单片机技术在现代电子系统中扮演着日益重要的角色。

特别是在智能机器人、自动化设备等领域，基于单片机的智能系统设计成为研究的热点。

其中，智能小车作为一种典型的移动机器人平台，具有广泛的应用前景。

智能小车能够在复杂环境中自主导航、避障和完成任务，这对于提高生产效率、降低人力成本以及实现智能化管理具有重要意义。

本文旨在设计一种基于单片机的智能小车避障循迹系统。

该系统利用单片机作为核心控制器，结合传感器技术、电机驱动技术和控制算法，实现小车的自主循迹和避障功能。

通过对小车硬件和软件的设计与优化，使其在复杂环境中能够稳定、高效地运行，并具备一定的智能化水平。

本文首先介绍了智能小车的研究背景和意义，阐述了基于单片机的智能小车避障循迹系统的研究现状和发展趋势。

然后，详细描述了系统的总体设计方案，包括硬件平台的搭建和软件程序的设计。

在硬件设计方面，重点介绍了单片机的选型、传感器的选择与配置、电机驱动电路的设计等关键部分。

在软件设计方面，详细阐述了避障算法和循迹算法的实现过程，以及程序的编写和调试方法。

本文还通过实验验证了所设计系统的可行性和有效性。

通过实验数据的分析和对比，证明了该系统在避障和循迹方面具有较高的准确性和稳定性。

本文也探讨了系统存在的不足之处和未来的改进方向，为相关领域的研究提供了一定的参考和借鉴。

本文设计的基于单片机的智能小车避障循迹系统具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

通过不断优化和完善系统的设计，有望为智能机器人和自动化设备的发展做出积极的贡献。

二、系统硬件设计在智能小车避障循迹系统设计中，硬件设计是整个系统的基石。

我们选用了性价比较高、易于编程控制的单片机作为核心控制器，围绕它设计了整个硬件系统。

核心控制器：选用了一款高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责处理传感器数据、执行避障和循迹算法，以及控制小车的运动。

第20卷第12期长春大学学报Vol．20No．12 2010年12月JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITY Dec．2010基于C8051F340单片机的移动机器人避障系统设计赵银银(北华大学工程训练中心，吉林吉林132021)摘要:介绍了一种基于C8051F340单片机的移动机器人超声波测距避障系统，阐述了系统结构、工作原理、设计方法，实验结果表明该系统具有硬件结构简单、高精度、微型化等特点。

关键词:移动机器人;超声传感器;C8051F340单片机中图分类号:TP24文献标志码:A文章编号:1009－3907(2010)12－0021－03移动机器人研究的一个基本问题是安全避障，实现安全避障的前提是准确获取避障信息，准确的避障信息为移动机器人的避障［1］处理提供了可靠的周边环境信息。

对于测距和障碍探测，采用最多的是红外线和超声波传感器。

超声波测距由于其成本低廉，是一种常见的测距方法，但由于超声波传感器具有探测波束角过大、方向性差、等缺点，而采用多传感器又会占用控制器很多资源，且传感器间存在交叉干扰，往往不能对障碍物进行准确定位。

本文介绍一种以C8051F340单片机为核心的高精度、微型化的多传感器测距系统，实现移动机器人的安全避障。

1超声波测距原理超声测距从原理上可分为共振式、脉冲反射式两种。

由于共振法的应用要求复杂，这里使用脉冲反射式。

测距的基本原理［2］是发送(超声)压力波包，并测量该波包发射和回到接收器所占用的时间，即L=CT/ 2，其中L为目标距超声波传感器的距离，C为超声速度，T为发射到接收的时间间隔。

由于声速C与温度有关，为了提高测量精度，应通过温度补偿的方法对声速加以校正。

如表1为声速与温度关系表。

表1声速与温度关系表温度ħ－30－20－100102030100声速m/s3133193253233383443493862系统硬件设计本系统采用5组超声传波传感器，分别于机器人的左方、偏左方、前方、偏右方、右方各安装一组超声波传感器，相互间隔45度角，用于探测各自方向上障碍物的信息。

基于STM32的循迹避障智能小车的设计循迹避障智能小车是一种集成了循迹和避障功能的智能机器人。

它可以根据预先设计的循迹路径进行行驶，并且在障碍物出现时能够自动避开障碍物。

该设计基于STM32单片机，下面将详细介绍该设计。

1.系统硬件设计：循迹避障智能小车的硬件主要包括STM32单片机、直流电机、编码器、循迹模块、超声波传感器等。

其中，STM32单片机作为控制核心，用于控制小车的运动和循迹避障逻辑。

直流电机和编码器用于小车的驱动和运动控制。

循迹模块用于检测循迹路径，超声波传感器用于检测障碍物。

2.系统软件设计：系统软件设计包括两个主要部分：循迹算法和避障算法。

循迹算法：循迹算法主要利用循迹模块检测循迹路径上的黑线信号，通过对信号的处理和判断，确定小车需要向左转、向右转还是直行。

可以采用PID控制算法对小车进行自动调节，使之始终保持在循迹路径上。

避障算法：避障算法主要利用超声波传感器检测前方是否有障碍物。

当检测到障碍物时，小车需要进行避障操作。

可以采用避障算法，如躲避式或规避式避障算法，来使小车绕过障碍物，并找到新的循迹路径。

3.系统控制设计：系统控制设计主要包括小车运动控制和模式切换控制。

小车运动控制：通过控制直流电机，可以实现小车的前进、后退、左转和右转等运动。

模式切换控制：可以采用按键或者遥控器等方式对系统进行控制。

例如，可以通过按键切换循迹模式和避障模式，或者通过遥控器对小车进行控制。

4.功能扩展设计：循迹避障智能小车的功能还可以扩展，如增加音乐播放功能、语音识别功能以及可视化界面等。

可以通过增加相应的硬件和软件模块来实现这些功能，并通过与STM32单片机的通信进行控制。

总结：循迹避障智能小车的设计基于STM32单片机，通过循迹算法和避障算法实现对小车的控制，可以实现小车沿着预定的循迹路径行驶并在遇到障碍物时进行自主避障操作。

该设计还可以通过功能扩展实现更多的智能功能，如音乐播放和语音识别等。

天津工业大学毕业论文机器人自动寻迹避障系统设计姓名任浩学院电气工程与自动化学院专业自动化指导教师修春波职称副教授2013年6月3日附表1天津工业大学毕业论文任务书院长教研室主任指导教师毕业论文开题报告表附表5天津工业大学本科毕业论文评阅表（论文类）附表7：天津工业大学毕业论文成绩考核表摘要随着现代交通的发展及科学技术的提高，人们的生活水平也在发生重大的变化，同时私家车的数量也在逐步增加，且汽车技术也在日益提高，并越来越趋向于智能化。

但伴随着的却是道路的拥挤与交通事故的频繁发生，这严重的影响了人的生命安全。

有资料显示，导致追尾、相撞等此类交通事故发生的主要因为是两车之间的距离太近造成的。

为了解决在两车距离问题上尽量避免或减少此类交通事故的发生，本课题提出了采用传感器技术来研究分析智能小车的寻迹避障系统。

本文的目的是采用传感器来设计小车寻迹避障系统。

首先在研究课题的国内外情况下，对小车寻迹避障系统的设计方案进行论证，其中主要对系统检测和电机驱动方面进行了详细的论证。

同时对系统采用的单片机控制与整个系统各模块的方案进行了说明。

其次，本文完成了对智能小车的主体部分，即硬件部分进行了详细的设计。

硬件部分包括:系统主控制部分、驱动单元部分、小车躲避障碍物单元设计、小车寻迹单元设计与电机控制电路设计等。

最后，在完成软硬件设计后，对系统进行测试，其中主要是测试方法的应用与测试的结果的分析。

关键词：单片机；寻迹避障；传感器；电子技术ABSTRACTWith the development of modern transportation and the advancement of science and technology, also the standar d of people’s living is in the event of major changes，at the same time number of private cars is also steadily increasing, and increasingly intelligent. But it is accompanied by the road of the congestion and accidents occur frequently, this has serious implications for the safety of their lives. There is a show that result in rear collision, such as car accidents, mainly because it is the distance between two vehicles too close. In order to solve the problems of distance on the cars to avoid or minimize such traffic accidents, the subject matter presented in sensor technology is also research and analysis of the Smart car evasive system.The purpose of this thesis is to use sensors to design car tracing and obstacle avoidance system. First in research situations at home and abroad, design the programme for demonstration of tracing and obstacle avoidance system, mainly on detection the motor drive system for the detailed argument. At the same time describes the programme of each module and the system as a whole. Secondly, completed the main part of the smart car , hardware design of parts in detail. Hardware part includes: System main control part, drive unit part, the car to avoid obstacles, car tracing unit design and motor control circuit design, etc. Finally, after completes the software and hardware design, carries on the test to the system, in which mainly is tests the method the application and the test result analysis.Key words：Single chip microcomputer；tracking and obstacle avoidance；sensor；Electronic technology目录第一章绪论 (1)1.1 本课题的研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本论文主要的研究内容和论文结构 (3)第二章智能小车控制系统的总体设计分析 (5)2.1系统方案设计 (5)2.2检测系统论证 (5)2.3电机驱动系统 (9)2.4单片机控制电路系统 (9)2.5PWM控制原理 (10)2.6系统各模块选择 (10)第三章智能小车控制系统硬件设计 (11)3.1主控单元设计 (11)3.2驱动单元设计 (13)3.3寻迹模块设计 (17)3.4避障模块设计 (18)3.5电源模块 (24)第四章智能小车控制系统软件设计 (27)4.1系统控制流程 (27)4.2算法设计 (29)4.3测距子程序 (31)第五章系统调试与测试 (33)5.1系统调试 (33)5.2系统测试 (33)5.3最终成果 (34)第六章结论 (37)参考文献 (38)附录一外文翻译（英文） (39)附录二外文翻译（中文） (44)谢辞 (47)天津工业大学2013届本科生毕业论文第一章绪论1.1本课题的研究背景及意义随着人类探索活动的不断发展，促使了机器人的诞生。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章前言 (2)1.1 智能循迹机器人简介 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计内容及要求 (2)第2章硬件设计及说明 (3)2.1 系统设计 (3)2.2 电机驱动部分 (4)2.3芯片AT89S51的内部资源及工作介绍 (4)第3章软件设计及说明 (6)3.1 软件系统流程图 (6)3.2 子模块的原理图及过做过程实验代码 (7)第4章智能循迹机器人的功能简介 (28)第 5章设计心得与体会 (29)参考文献 (30)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章前言1.1 智能循迹机器人简介单片机益智系类—智能循迹机器人是由益芯科技有限公司为科教方便而研发设计的。

根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。

依据提高学生实际动手能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。

智能循迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。

1.2 设计目的1．明确智能循迹机器人的设计原理。

2. 学会智能循迹机器人的组装、焊接方法。

3. 熟悉芯片AT89S51及各个子模块的使用方法，并掌握其工作原理。

4. 编写、调试各个应用程序，实现要求的各种功能。

5. 电子技术课程设计是学习电子技术十分重要的环节之一，对于巩固所学的电子技术理论知识，加强基本的技能训练具有明显的积极作用。

1.3 设计内容及要求1. 分析智能循迹机器人电路原理图、熟识各个电子元器件。

2. 主要技术要求：智能循迹机器人循迹避障、避悬崖、数码显示声控光控停止与行进及蜂鸣报警、红外线遥控等功能，3. 焊接、组装、调试智能循迹机器人4. 写出设计说明书、任务书。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第2章硬件设计及说明2.1 系统设计本组智能小车的硬件主要有以AT89S51作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。

《智能机器人》August , 2019INTELLGENT ROBOT智能机器人511 引言现如今机器人技术越来越完善，自动避障已经成为机器人不可缺少的基础功能之一。

在移动的同时能够避开障碍是机器人研究的重要分支之一，这对于机器人产业的发展具有巨大的益处，同时对工业自动化的发展有很大的推进作用。

本文使用增强型MCS-51单片机STC89C52为核心来控制LSC-32路舵机控制板，以此驱动4个数字舵机完成所有的动作。

由超声波传感器对前进方向上的大型障碍物进行测距，到达一定阈值时设定机器人先向右转弯，再判定这个方向上近距离有没有新的障碍物，如果没有则沿新方向道路上行走，反之，则继续右转重新进行上述步骤。

2 系统方案设计本设计由控制系统和硬件电路组成，采用4个数字舵机组成机器人行走关节。

如图1所示，1号和2号舵机作为髋关节，3号4号舵机作为踝关节。

分别接入32路舵机控制板的1基于增强型MCS-51单片机的可避障竞步机器人控制系统设计盐城工学院电气工程学院 陆宽 蒋善超摘 要机器人技术很早就进入大众的视野，自动避障已经成为一项基本的功能。

本文介绍了利用增强型MCS-51单片机控制LSC-32路舵机控制板进行竞步机器人自动避障的方法。

用超声波传感器为探测装置，对机器人前进方向上的道路进行预测，碰到障碍物时会改变方向前进。

关键词机器人；增强型单片机；自动避障号，29号，2号，30号接口。

超声波模块连接在单片机上，由单片机控制舵机控制板。

本设计采用的是当竞步机器人在前进过程中碰到障碍物时，设定机器人改变方向，向右转后保持现有方向继续前进。

选用超声波模块是因为如果遇到的障碍物是透明的，例如透明玻璃，也可以实现避障，而且精度较高，成本较低。

3 系统硬件与实现控制系统的硬件模块共分为单片机控制模块、舵机控制模块和超声波模块。

如图2所示。

3.1 控制器电路模块设计控制器模块电路采用STC89C52单片机、外围复位电路和晶振电路组成，构成单片机最小系统。

目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1.绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外的研究现状分析 (1)1.3课题研究的目的和意义 (2)2.系统方案设计 (3)2.1循迹原理 (3)2.2系统总体框图 (3)2.3轨迹检测模块 (4)2.3.1传感器模块 (4)2.3.2检测放大器方案 (4)2.4MCU控制模块 (6)2.5电机及驱动模块 (7)2.5.1转向和动力 (7)2.5.2电动机模块 (7)2.5.3调速系统 (8)2.5.4电机驱动模块 (9)2.6电源模块 (9)2.7显示模块 (10)2.8系统工作原理 (10)3.硬件设计 (11)3.1电源模块设计 (11)3.1.1 智能车电源设计要点 (11)3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 (11)3.2单片机最小系统设计 (12)3.3前向通道设计 (14)3.4后向通道设计 (20)3.4.1 后向通道简介 (20)3.4.2 后轮电机驱动模块设计 (21)4.软件设计 (25)4.1系统总体流程图 (25)4.2PWM调速简介以及实现 (26)4.3程序的模块化设计 (27)4.3.1 小车循迹原理流程图 (27)4.3.2 定时器中断程序流程图 (29)4.3.3 部分程序设计 (30)5.仿真结果分析及结论 (33)5.1 PROTEUS 软件仿真结果 (33)5.2仿真结果分析 (35)6.结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附件 (39)文献综述 (45)摘要智能车辆作为现代社会的新产物，以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备，智能小车的研究和开发正成为广泛关注的焦点。

本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，系统的设计主要分为总体方案设计、硬件和软件设计，其中每一部分均采用模块化设计原则，使得设计易读、易修改、易扩充。

该设计重点介绍循迹小车如何解决轨迹检测和路线跟随问题。

基于单片机控制的机器人避障系统的设计作者：刘会巧来源：《数字技术与应用》2017年第07期摘要：本文以德普施公司的教学机器人为实验平台，它的微控制器是8位的AVR单片机（ATmega8）。

本文实现通过采用红外传感器对障碍物进行探测，遇到障碍物后用发光二极管发光实现报警，并由单片机控制机器人改变运行路线的设计。

关键词：单片机；机器人；避障；红外传感器中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）07-0022-021 引言随着经济及科技的快速发展，智能机器人的应用也越来越广泛。

智能机器人能够通过传感器来感知外界，并达到避障功能。

如何让机器人在行进过程中识别障碍物并精准避障是一个非常重要的课题。

本文通过采用红外传感器来识别有无障碍物，并在遇到障碍物时用发光二极管发光实现报警，同时用AVR单片机控制机器人改变行进路线的方法实现机器人识别障碍物并避障的功能。

2 系统设计方案2.1 设计目的本文的设计目的是机器人能从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后实现报警，并根据障碍物的位置选择下一步行进方向实现避障功能。

为了实现机器人避障，我们需要德普施公司的机器人，用AVR单片机控制机器人的前后左右运动；需要红外传感器，其中红外发射器发出红外光来照射机器人的路线，然后确定何时有光线从障碍物反射到红外探测器，以此确定障碍物的位置；需要发光二极管，当遇到障碍物的时候，通过发光来提示机器人前方有障碍物；需要蜂鸣器，当机器人在启动和复位的时候进行提示。

2.2 软件设计根据机器人避障系统的设计目的，我们需要对AVR单片机进行编程以便实现避障报警等功能。

其中机器人避障系统的软件流程图如图1所示。

其中实现红外线传输接收信号的程序：while（1）{for（uint16_t counter=0；counter{PORTD|=_BV（PD6）；delay_nus（13）；PORTD&=～_BV（PD6）；delay_nus （13）；}if（（irDetectLeft==0）&&（irDetectRight==0））//左右两边同时接收到红外线{Backward（）；Left_Turn（）；Left_Turn（）；baojing（）；printf（"前"）；}else if（irDetectLeft==0）//只有左边接收到红外线{Backward（）；Right_Turn（）；baojing（）；printf（"左"）；}else if（irDetectRight==0）//只有右边接收到红外线{Backward（）；Left_Turn（）；baojing（）；printf（"右"）；}else {Forward（）；printf（"后"）；}}//两边都没有接收到红外线2.3 硬件设计本文用AVR单片机控制机器人的前进后退及避障功能。