下载文档原格式
全国大学生电子设计竞赛自动循迹小车摘要摘要：本设计主要包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。
信号检测模块采用LCD1314电感数字转换器，通过IIC总线与从机通信从而实现循迹和检测硬币。
主控电路采用MC9S12SX128单片机为控制芯片。
电机驱动模块采用L298N 专用电机驱动芯片。
信号检测模块将采集到的路况信号发送给MC9S12SX128单片机，经单片机处理过后对L298N 发出指令进行相应的调整。
单片机通过输出PWM波和对LDC1314采集的信息进行处理，来控制小车的速度及转向并实现自动循迹的功能。
关键词：智能小车，MC9S12SX128，L298N IIC总线ldc1314目录一、系统方案论证 (4)1．系统结构 (4)2．方案论证比较 (4)(1)微控制器模块 (4)(2)电机模块 (4)(3)电机驱动模块 (4)(4) 显示模块 (5)(5) 电源模块 (5)二、测控方法分析 (5)1．控制算法分析 (5)2．运动控制分析 (6)三、系统电路设计 (7)1．系统结构 (7)2．电路设计 (7)四、系统测试与分析 (8)1．测试方案 (8)2．测试条件与仪器 (8)3.测试结果 (8)(1)基本一测试 (8)(2)基本二测试 (8)(3) 基本三测试 (8)五、测试分析与结论 (9)参考文献 (9)附录1：部分源程序 (10)自动循迹小车（C题）【本科组】一、系统方案论证1．系统结构系统以MC9S12XS128单片机为主控器，以5110显示屏、L298N驱动模块、直流电机分别实现转速、时间、距离显示、驱动等功能。
使用C语言编写程序，通过速度编码器检测并读出车轮的转速，并通过触摸按键选择系统的转速模式，实现不同速度的调节。
2．方案论证比较(1)微控制器模块方案一：MC9S12XS128单片机飞思卡尔官方函数库应用简便，开发周期短，速度和功耗方面优势明显。
方案二：51单片机指令集简便，超低功耗，熟练使用开发周期长。
循迹机器人毕业论文循迹机器人毕业论文引言：随着科学技术的不断发展，机器人技术逐渐成为人类生活中不可或缺的一部分。
循迹机器人作为其中之一，以其自动导航的能力，被广泛运用于各种领域，如工业、农业、医疗等。
本论文旨在研究循迹机器人技术的原理和应用，并探讨其未来的发展前景。
一、循迹机器人的原理1.1 光电传感技术循迹机器人通常通过光电传感技术来实现对线路的感知。
光电传感器可以感知光线的强弱以及不同颜色的光线，通过对光线信号的处理，循迹机器人可以判断出所要循迹的线路。
1.2 控制系统循迹机器人的控制系统通常由微处理器和各种传感器组成。
微处理器负责对传感器所产生的信号进行处理和分析，并根据分析结果控制机器人的运动。
传感器可以包括光电传感器、超声波传感器等，通过获取环境信息，机器人可以做出相应的动作。
二、循迹机器人的应用2.1 工业领域在工业领域，循迹机器人可以用于自动化生产线上的物料搬运、装配等工作。
通过循迹技术，机器人可以准确地跟随指定的线路，完成任务。
2.2 农业领域循迹机器人在农业领域的应用也十分广泛。
比如，可以用于自动化的农田灌溉和播种。
机器人能够根据指定的线路，精准地进行作业，提高农田的水源利用效率和作物的产量。
2.3 教育领域循迹机器人在教育领域的应用也日益普遍。
通过参与循迹机器人的制作和编程，学生能够培养对科学技术的兴趣和创造力，提高解决问题的能力。
三、循迹机器人的发展前景随着人工智能技术的不断进步，循迹机器人的发展前景十分广阔。
首先，循迹机器人可以通过深度学习等人工智能技术进一步提高其对线路的识别和感知能力，实现更精确的循迹。
其次，随着无线通信技术的发展，循迹机器人可以通过与其他机器人和设备的联动，实现更高效的工作。
此外，循迹机器人还可以与其他机器人技术结合，如视觉识别技术，实现更复杂的任务。
结论：循迹机器人作为一种重要的机器人技术，在多个领域都具有广阔的应用前景。
通过不断的研究和发展，循迹机器人可以实现更高效、更准确的自动导航能力，为人类生活带来更多便利和效益。
循迹机器人控制系统设计循迹机器人可用于自动导航、物流、清洁等多种场合，其控制系统设计是其操作的关键。
本文将介绍一种循迹机器人控制系统的设计。
一、硬件设计1.电路板设计循迹机器人需要安装多个传感器来检测运动方向，而且要通过电路板将传感器信息传输到控制单元。
因此，将电路板的布局设计在机器人的主控制中心，并且根据传感器位置安装，以保证数据传输的稳定性和准确性。
2.传感器循迹机器人与地面之间会存在一些差异，如线路的颜色、亮度，因此无论使用什么样的传感器都需要调节灵敏度，以便捕捉到信号能力。
使用红外线传感器（Infrared Sensor）可以检测出黑色线路与白色线路之间的差异，而应答传感器（Resistant Sensors）可以将机器人向左或向右侧的移动量控制在合适的位置。
3.电池由于循迹机器人需要大量的能量，所以Batteries应该被设计成高容量和低消耗能量。
Lithium Polymer Battery即为一例，具有较高的能量密度和低电压消耗。
因此，机器人可以保持长时间的运行而不会对电池造成的过度耗损。
二，软件设计1.控制算法循迹机器人的控制算法需要能够控制机器人上下左右的移动，并忽略极其不必要的信息（如噪音）。
其中，控制算法核心为PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器。
该控制器使用传感器输入和设定值（循迹线）之间的误差来计算输出，输出将用于控制循迹机器人的制动，方向等。
PID控制器能够准确地调整输出，以使传感器的误差最终收敛到0。
2.编程语言为了实现PID控制器，需要使用一种编程语言来编写循迹机器人的控制程序。
C语言被认为是循迹机器人控制系统中的最佳选择之一，因为它具有高效性、可靠性和能够实现嵌入式系统控制的强大功能。
三、总结循迹机器人控制系统应包括硬件和软件的两个部分，其中硬件包括电路板、传感器和电池，软件包括控制算法和编程语言。
这些组件的设计和实现可以使循迹机器人能够自动寻找路径，并避免一些障碍物，从而实现其无人驾驶的目标。
自动循迹小车毕业设计毕业设计：自动循迹小车摘要：本毕业设计致力于设计和制作一种自动循迹小车。
该小车能够在给定的路径上自动行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
设计方案基于Arduino控制器和红外传感器实现，小车能够感知到路径上的线路，并据此进行正确的行驶操作。
此外，设计还包括电机驱动，电源供应和用户界面等功能模块。
实验结果表明，该自动循迹小车能够高效准确地行驶在指定的路径上。
关键词：1.引言2.设计原理自动循迹小车的设计方案基于Arduino控制器和红外传感器。
红外传感器能够感知到路径上的线路，从而确定小车的行驶方向。
Arduino控制器能够接收传感器的数据并根据预先编写的程序进行控制操作，例如调整电机速度和方向等。
整个设计系统的模块主要包括传感器模块，控制器模块，电机驱动模块和电源供应模块。
3.系统设计3.1传感器模块本设计中使用红外传感器来感知路径上的线路。
传感器模块负责采集红外传感器的数据，并将其传输给控制器模块进行处理。
3.2控制器模块控制器模块由Arduino控制器组成。
它通过连接传感器模块和电机驱动模块来接收传感器数据，并根据编写的程序进行控制操作。
控制器模块具有高度灵活性和可编程性，使得小车能够按照预先设定的规则行驶。
3.3电机驱动模块电机驱动模块负责控制小车的速度和方向。
根据传感器数据，控制器模块会发送相应的指令给电机驱动模块，以控制小车的行驶。
3.4电源供应模块电源供应模块为整个系统提供所需的电力。
它负责将来自电池或电源适配器的直流电源转换为小车所需的电压和电流。
4.实验结果和讨论通过设置合适的传感器感应距离，测试了自动循迹小车在给定路径上的行驶性能。
实验结果表明，该小车能够稳定地沿着给定的路径行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
5.结论本毕业设计成功地设计和制作了一种自动循迹小车。
该小车能够准确地沿着给定的路径行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
通过这个设计，我们可以更深入地理解自动控制和传感器应用的原理和实践。
智能循迹机器人控制系统设计1、设计方案本设计通过红外光电二极管和光电晶体管组成的传感器循迹模块判断黑线路径，然后由STC89C52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现机器人循迹，机器人采用前轮驱动，从动轮采用万向轮，左右前轮各用一个直流减速电机驱动，通过调制前面两个轮子的转速从而达到控制转向的目的，在机器人最前端装有左中右4个红外反射式传感器，当机器人左边的传感器检测到黑线时，说明机器人向右边偏移，这时主控芯片控制左轮电机减速，机器人向左边偏正。
同理，当机器人的右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机减速，机器人向右边偏正，当黑线在机器人的中间，中间的传感器一直检测到黑线，这样机器人就会沿着黑线一直行走。
图1.1.1 智能循迹小车控制系统结构框图2.各部分系统设计2.1循迹系统机器人小车在贴有黑胶带的地上行驶，不断向地面发射红外光，根据接收到的反射光的强弱来判断道路，用四只红外对管，两只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当机器人脱离轨道时，即当置于中间的两只只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶2.2避障系统采用红外对管置于机器人小车正前方，可以检测到障碍物是否存在，以做出相应的判断。
2.3主控系统我们采用单片机作为整个智能机器人的核心，来对机器人进行自动控制。
单片机有着简单、方便、快捷、价格低廉、较为强大的控制功能以及可位寻址操作功能等优点，符合整体设计方案。
2.4驱动系统采用功率三极管作为电机驱动芯片。
电机驱动芯片驱动能力强、操作方便，稳定性好，性能优良。
功率三极管的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。
另外，驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。
采用L298N作为功率放大器的输出控制直流电机。
摘要随着社会发展和科技进步，机器人在当前生产生活中得到了越来越广泛的应用。
尤其是一种具有道路记忆功能、使用灵活方便、应用范围较广的轮式移动机器人。
本研究是一种基于瑞萨 H8单片机的自循迹轮式智能车的设计与实现，研究具有人类认知机理的环境感知、信息融合、规划与决策、智能控制等理论与方法，本文所述的智能车控制系统可以分为两个大的子控制系统，它们分别是方向控制系统和速度控制系统。
其核心控制单元为瑞萨公司 H8 系列 8位单片机 H8/3048F-ONE，系统采用反射式红外传感器检测赛道白线，在运行过程中能够识别赛道的不同情况，并能够根据信息反馈即时控制智能车的方向和速度，在预定的路径上进行快速移动。
智能车的设计要达到竞速和巡线的目的，竞速环节主要包括动力提供，速度控制两部分；巡线环节包括路面信息，转向控制两部分。
通过对智能车运动模型的建立与分析，本文详细阐述了方向控制系统与速度控制系统等重要控制系统的实现方法，使智能车能够完整通过直道、弯道、坡道和换道的过程，快速稳定的寻白线行驶。
关键词： H8单片机自循迹运动模型控制系统AbstractWith the social development and scientific and technological progress, Robot in the current production and life has been more widely used. In particular, the wheeled mobile robotis with memory function, used of flexible, wide range of application.This study is based on RenesasH8 MCU wheeled self-tracking design and realization of intelligent vehicle, Research of the theories and methods about environmental perception, information fusion, planning and decision-making and intelligent control which like Mechanism of human cognition. This intelligent vehicle control system described can be divided into two major sub-control system, They are the direction and speed control system. The core control unit for the Renesas H8 series of 8-bit microcontroller H8/3048F-ONE. System uses infrared sensors to detect track reflective white lines, during operation to identify the different circumstances circuit. And according to the feedback control the direction and speed of smart cars real-time. Fast moving on the predetermined path. Intelligent vehicle design to achieve the purpose of racing and the transmission line. Racing links include power provided and Speed control; Transmission line links including road information and steering control. Through the movement modeling and analysis on smart vehicle. This paper describes the direction and speed control system and other important realization. So the intelligent vehicle can through the straight, curved, ramp and lane changing process. Fast and stable searching the white lane.Key words：H8MCU self-tracking motion model control system目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1课题要求及总体设计方案 (2)1.1课题要求 (2)1.2课题主要内容及设计方案 (2)1.2.1课题主要内容 (2)1.2.2总体设计方案 (2)2系统硬件设计及实现 (4)2.1硬件组成及各部分作用 (4)2.2舵机的工作原理及驱动 (5)2.2.1舵机的工作原理 (5)2.2.2舵机的驱动 (6)2.2.3舵机的标定和修正 (7)2.3传感器的工作原理及控制 (8)2.3.1传感器的工作原理 (8)2.3.2传感器的采集及处理 (8)2.4电机的工作原理及驱动 (9)2.4.1电机的选择 (9)2.4.2电机的工作原理 (10)2.4.3电机驱动 (10)2.5车体结构 (11)2.5.1硬件电路板的功能需求分析 (11)2.5.2结构需求分析 (12)2.5.3赛道基本要求 (14)3系统软件设计 (15)3.1智能车的数学模型及其控制算法的实现目标 (16)3.2方向计算算法 (16)3.2.1弯道处理 (16)3.2.2换道处理 (17)3.2.3坡道处理 (17)3.2.4过渡处理部分 (17)3.3方向控制算法 (18)3.4速度控制算法 (20)3.4.1赛道分析 (20)3.4.2行驶策略 (20)3.4.3速度给定算法 (21)3.4.4速度闭环 (21)4智能车调试与注意事项 (22)4.1智能车的硬件调试 (22)4.2系统的软件调试 (22)4.2.1单元调试 (22)4.2.2系统的组装调试 (22)4.2.3系统调试 (22)4.3注意事项 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)绪论智能机器人具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来，因此能在非特定的环境下作业。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前言当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。
现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，起仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已经到达6岁儿童的水平。
做为机械行业的代表产品——汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车(特别是轿车)的价值量比例逐步提高，汽车将有以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有课能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化、智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。
无容质疑，机电一体化人才的培养不论是国内还是国外，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛。
为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻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。
智能寻迹机器人采用现在较为流行的8 位单片机作为系统大脑。
以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52 为主芯片，实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1实验指导1.1设计目的1、了解机械部件结构与机械安装过程；2、掌握电动机齿轮箱内部结构及减速原理；3、了解电子元器件的基本形状及焊接过程；4、掌握电子元器件的焊接步骤与检测过程；5、了解单片机内部结构与程序编制方法；6、了解 LED 灯驱动方法，全面掌握流水灯/跑马灯编程技术；7、了解数码管内部结构，掌握数码显示技术；8、了解键盘结构原理，掌握中断查询技术；9、了解话筒电路结构，掌握话筒输入技术；10、了解蜂鸣器驱动技术，全面体现音乐报警功能；11、了解光敏电阻结构原理，充分体现夜间自动照明功能；12、了解红外发射与接收技术，有力体现防撞检测与智能寻迹功能13、了解直流电机驱动原理，掌握电机驱动技术；14、认识红外检测传感器，全面掌握红外遥控编码解码技术；15、了解 R232 通信协议，掌握串口通信技术。
机自16班机械部分 王剑虹 2110101145电路部分佀昶 2110302019目录1、概述 (1)1.1总体概述 (2)1.2市场背景 (2)1.3适用人群 (3)2、机械部分 (4)2.1设计要求 (4)2.2具体机构设计和标准件选择 (4)2.2.1车架设计 (4)2.2.1.1前车架设计 (5)2.2.1.2后车架设计 (6)2.2.2电机选择 (6)2.2.3后轮选择 (7)2.2.4前轮选择 (8)2.3可靠性分析 (8)3、控制电路部分 (9)3.1主芯片选择 (9)3.2位置检查模块 (12)3.3电机驱动模块选择 (13)4．系统软件的设计 (18)4.1应用软件的设计 (18)4.2软件测试 (18)4.3电机选择 (20)4.4轮椅转向系统的设计 (26)4.5具体程序代码 (28)参考文献 (37)1、概述1.1总体概述自动循迹代步轮椅是一款辅助老人、残疾人士出行的自动循迹电动轮椅。
其整体外观如图1.1所示。
其设计思想是使用光电循迹原理，结合软件编程，机械控制等方法，达到自动循迹的效果。
此产品设计过程中综合了机电一体化设计思想，将机械和电子有机结合起来，用电子辅助机械，使在功能不变的前提下结构尽量简单，运作可靠。
产品的设计从用户角度出发，将产品设计得人性化。
本产品使用电瓶作为动力，能源清洁，获取方便。
车架选用钢材结构，保证强度的前提下，使结构紧凑可靠。
轮胎使用实心橡胶轮胎，减震性能良好，避免用户充气的麻烦。
图1.1 自动循迹轮椅整体外观1.2背景市场随着能源短缺和环保需要，电动车所占的比重越来越大。
相对传统机车，电动车拥有结构简单，能源清洁，重量轻，运行可靠，维修方便，价格低廉等优点。
设计过程中采用了机电一体化设计思路，使机械与电子部分充分结合起来，机电一体化设计模式见图1.2。
图1.2 机电一体化设计模式简介近几年，电动轮椅也逐步发展起来，并且逐年改进，功能越来越完善。
xxxx大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）院系：电子信息工程学院xxxx年0x月xx日2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述机器人技术是一个国家高技术实力的一个重要标准，它涉及到多个学科，机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等，是众多领域的高科技。
而移动机器人比赛就是机器人技术的一个重要研究方向，目前许多国家己经把移动机器人比赛作为创新教育的战略性手段。
移动机器人比赛是一种高科技对抗活动，各国专家学者通过移动机器人竞赛，不断推进了在竞赛型移动机器人方面的研究，不断改进机器人寻址速度和算法研究，试图让机器人更接近智能化，它集高科技、娱乐和比赛于一体，引起了各国的广泛关注和极大兴趣，从而推动了移动机器人研究的热潮......如日本各种工业机器人，服务机器人已经进入市场。
参考文献[1]胡寿松. 自动控制原理（第五版）[M]. 北京:科学出版社, 2007:[2](美)尾形克彦. 现代控制工程(第四版)[M]. 北京:电子工业出版社, 2007[3]Su Lian-Cheng, Zhu Feng. Design of a novel omnidirectional stereo vision system[J]. ActaAutomatica Sinica, 2006, 32(1): 67-72[4]康华光电子技术基础（数电，模电）高等教育出版社2006[5]何立民,单片机应用系统设计,北京：航天航空大学出版社3. 课题设计（或研究）的内容本部分的内容应该和《设计任务书》中的第一部分(设计内容)相对应，但更详细。
智能循迹机器人的设计可分为软件和硬件两部分硬件部分：主要包括电机控制，黑线检测和时间显示三部分。
电机控制：可以采用PWM脉冲调制，原理图如下所示通过调节占空比能进行速度调节。
但是该设计方案所含元器件比较多，给焊接带来不便。
由于系统对电机的控制要求不高，我们可以采用L298芯片对电机进行控制。
机器人运动轨迹控制说明书I. 介绍本说明书旨在详细介绍机器人运动轨迹控制的原理、方法和步骤。
通过本文您将了解如何对机器人进行运动轨迹的控制，以实现各种运动任务。
II. 前提条件在开始运动轨迹控制之前，请确保以下条件已满足：1. 机器人已连接到电源并处于正常工作状态；2. 机器人的传感器和执行器已正确安装和连接；3. 控制系统已正确配置并可以与机器人进行通信。
III. 运动轨迹控制原理机器人的运动轨迹控制基于以下原理：1. 坐标系：机器人运动轨迹以某个坐标系为参考系进行描述和控制；2. 运动学模型：根据机器人的几何结构和连杆参数，建立运动学模型以计算机器人的关节角度和末端执行器的位置；3. 控制算法：根据期望的路径和运动要求，应用适当的控制算法来调节机器人的关节角度和执行器位置，使其沿着预定轨迹运动。
IV. 运动轨迹控制步骤1. 规划路径：根据实际应用需求，在坐标系中规划机器人的路径，包括起点、终点、途经点等；2. 设定运动要求：确定机器人在路径上的运动要求，如速度、加速度、姿态等；3. 运动学计算：基于机器人的几何结构和路径规划，计算机器人关节角度和执行器位置；4. 控制调节：根据计算结果，通过控制算法对机器人进行实时调节，使其按照期望轨迹运动；5. 运动执行：将调节后的控制信号传递给机器人的执行器，实现运动轨迹控制；6. 实时监测：通过传感器对机器人的运动进行实时监测，检查是否符合期望轨迹；7. 反馈控制：根据监测结果，对控制信号进行反馈调整，以实现更精确的轨迹控制。
V. 注意事项在进行机器人运动轨迹控制时，请注意以下事项：1. 确保机器人路径规划的准确性和合理性，以避免碰撞或不可行的运动；2. 对控制算法进行适当的调优，以提高运动轨迹的精度和效率；3. 定期检查机器人的传感器和执行器，确保其正常工作；4. 根据实际需要，对运动轨迹进行实时调整和优化；5. 遵循相关安全规范和操作指南，以确保人员和设备安全。
南京理工大学毕业设计说明书(论文)作者: 陆建学号：0701500122学院(系):机械工程学院专业: 机械工程及其自动化题目: 机器人自动寻迹控制系统的设计指导者：张雯高级工程师(姓名)(专业技术职务)评阅者：樊黎霞教授(姓名)(专业技术职务)2011年 5 月南京理工大学毕业设计（论文）评语学生姓名：陆建班级、学号：0701500122 题目：机器人自动寻迹控制系统的设计综合成绩：毕业设计（论文）评语毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目次1 绪论 (1)1.1 机器人概述 (1)1.2 移动机器人研究现状 (2)1.3 移动机器人的关键技术 (4)1.4 移动机器人研究背景及其意义 (6)1.5 论文简介及论文所做的工作 (7)2 寻迹小车整体结构设计 (8)2.1 寻迹小车运动结构选型 (8)2.2 模块方案比较与论证 (9)2.3 最终方案 (13)3 硬件实现及单元电路设计 (15)3.1 车身设计 (15)3.2 AT89S52主控制芯片介绍 (16)3.3 单片机在机器人自动寻迹小车中的功能 (20)3.4 寻线系统设计 (20)3.5 电机驱动电路的设计 (22)3.6 稳压电路及稳压芯片简介 (28)4 软件实现 (29)4.1 程序设计总体思路 (29)4.2 传感器布置位置 (29)4.3 小车的几种状态 (29)4.4 传感器数据处理及寻迹流程图 (31)4.5 单片机实现寻迹的程序设计 (34)5 系统调试 (36)5.1 调试轨道介绍 (36)5.2 调试实际结果分析 (36)5.3 调试过程中遇到的问题及解决方案 (36)结论 (41)致谢 (43)参考文献 (44)附录A 机器人自动寻迹控制系统单片机C程序 (46)图1 机器人自动寻迹控制系统实物图 (51)图2 机器人自动寻迹控制系统面包板调试图 (52)图3 机器人自动寻迹控制系统原理图及PCB板设计图 (53)表1 所用零件列表 (55)1绪论现代科学技术的快速发展，特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展，机械行业已经发生巨大的变化而且还将继续发生更为深刻的变化。
微电子技术与机械技术的紧密结合，特别是微型计算机技术与机械技术的紧密结合，现代机械技术所拥有的技术较以往远为高，远为新，远为广，远为复杂而先进，机电一体化产品与技术是十分突出的表现之一[1]。
这种深刻的变化是一个及其强大的趋势和严峻的挑战，而且这种趋势所带来的挑战，是不应该抗拒，而且不可抗拒的。
进入二十一世纪，人们越来越多地感受到了机械进入工业，服务业，医疗业，保健业，娱乐业的坚实的步伐。
1.1 机器人的概述机器人，它是一个非常直观的话语，它已经问世几十年，但科学界对机器人的定义仍然是仁者见仁智者见智，仍然没有统一的意见，原因之一是，科学技术的快速发展，在信息与技术时代下，新模式、新功能的机器人不断涌现，机器人的功能越来越丰富，但是，这一争论的根源却在于机器人已经涉及到人的概念，已经成为一个哲学问题。
鉴于种种原因，在综合权衡之下，我国的科学家对机器人的定义给出了比较全面的看法：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是，这台机器已与人或生物智能能力有一些相似之处，如知觉、策划能力、运动能力和协作能力，是一个高度灵活的自动化机械。
”国际上对于机器人定义的观点主要分以下几类：（1）英国简明牛津字典给出的定义。
机器人是“貌似人的自动机，具有智力的并且顺从人的但不具人格的机器”。
这个定义不是完全正确，因为当今在运行的机器人中还不存在和人类完全相似的。
这只是一个理想情况下的机器人。
（2）美国机器人协会（RIA）的给出的定义。
机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手（manipulator）”。
虽然这个定义相对而言是比较实用的，但并不全面。
这里指的只是简单的工业机器人。
（3）日本工业机器人协会（JIRA）的定义。
工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器（end effecter）的,能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器” [2]。
1.2 移动机器人研究现状随着计算机技术、微电子技术、信息处理技术和智能控制技术的飞速发展，机器人技术已逐步深化和细化，作为机器人技术重要领域的移动机器人，越来越受到人们的重视，并且已经不断的向智能化，多元化的方向发展，移动机器人发展快，应用越来越广泛。
从机器人足球赛到陆地无人自主车赛，从无人机到机器鱼，从资源勘探到战场机器人，移动机器人已涉及农业生产，军事应用，海洋开发，太空探索，社会服务，娱乐等许多方面移动机器人的研究不仅可以推动科学技术的向前发展，同时其应用必将带来巨大的经济效益和社会效益[3]。
1.2.1 移动机器人国外研究现状美国国家科学委员会已经预言：“坦克是20世纪的核心武器， 21世纪的核心武器是无人作战系统，在2000年之后将陆续派出遥控无人地面作战系统部队，并且陆续投入到战场。
”为此，八十年代以来，美国国防高级研究计划局（DARPA）专门立项，制定了针对地面无人作战平台的战略计划。
自那时以来，全世界拉开了全面研究室外移动机器人的序幕，如DARPA的“战略电脑“自主地面车辆方案（ALV的）计划（1983-1990），能源部制定的长达十年的机器人与智能系统计划（RIPS，1986- 1995），以及紧随其后的空间机器人方案；位于日本的通产省组织的极限环境下作业的机器人计划；位于欧洲尤里卡中的机器人计划等。
早期的研究，主要是从学术的角度研究室外机器人的体系结构和信息处理方式，并进行验证试验系统的建立。
虽然八十年代由于对的机器人智能行为期望太高，导致对室外机器人的研究并没有达到预期的效果，却引导了相关技术，从而为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验，而且也促进了其他国家移动机器人的研究和发展的。
步入九十年代，随着科学技术的发展与进步，移动机器人开始在一个更现实的基础上，开放各个领域，进入实用化阶段。
美国航天局资助并研制的“丹蒂Ⅱ”八足步行机器人，是一个能提供对高移动性机器人运动的了解和具有远程机器人探险功能的的智能行走机器人。
与其他机器人（如NavLab）不同的是， 1994年它成功的在斯帕火山的火山口中进行了演示，虽然在返回时，在一泥泞而又陡峭的路面上失去了稳定性，倒向了一边，但作为指定的探险任务却早已完成。
而其它机器人在整个运动过程中，都需要人参与或支持。
丹蒂计划的主要目标在于为成功实现在充满碎片的月球等其它星球的表面进行探索而提供一种利用机器人解决的方案。
美国火星探测机器人“索杰那”由美国航天局研制，它于1997年在火星着陆，这次事件在全世界得到了报道，此后又开始了新一代样机研制，以在火星上进行长距离探险。
把它命名为Rocky7，并在干涸的湖床上和Lavic湖的岩溶流上进行了成功的实验。
德国还研制了一种新型的轮椅式机器人，并且1998年汉诺威工业商品博览会的展览大厅中以及在乌尔姆市中心车站的客流高峰期的环境中进行了实地现场表演，该轮椅机器人在拥挤的、有大量乘客的公共场所环境中，进行了总时间超过36个小时的考验，还难以在现成的移动机器人或轮椅机器人中找出性能能与之匹敌的机器人。
这种轮椅式机器人是在一个商业轮椅结构的基础上实现的。
在机器人技术相比发达的国外，还研发出了一种轮椅式机器人，与具有静态稳定性的多轮移动机器人相比，它具有对姿态干扰的不敏感性、更好的动态稳定型、低的滚动阻力、高可操作性、水陆两用性和跌倒后的迅速恢复能力。
这是在运动性条件下而提出的一种新的概念。
1.2.2 移动机器人国内研究现状我国与世界上的高科技国家以及发达国家相比，机器人发展进度相对而言比较落后，80年代中期，我国已有200多家大大小小的机器人的研发单位，但是，它们中多半是从事重复性、低水平的研究，在全国尚无一台完整功能齐全的机器人产品问世，直到1985年，才迎来了我国机器人得“春天”。
工业机器人在1985年被列入了国家“七五”科技攻关计划的研究重点，以基础器件开发、工业机器人基础技术、喷涂和焊接、搬运机器人的开发研究等五个方面为主要目标。
在国家“863”计划支持下，从90年代初期起，我国具有自主知识产权的弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、切割、包装码垛等7种工业机器人产品先后出现，同时，还实施了100多项机器人应用工程，并且建立了20余个机器人产业化基地，从而又在实践中迈进一大步，。
在国际竞争环境中，我国工业机器人的优势也日趋凸显。
经过多年来的发展创新，我国对机器人的研究有了史无前例的进展。
有的方面甚至已经达到了世界领先水平。
但与先进的国家相比，总体上还是有很大一段距离，从总体上来看，我国机器人研究依然任重而道远[4]。
1.3 移动机器人的关键技术只有拥有可靠的导航系统、精确的感知能力、能胜任的运动系统和具有既友好而又安全的与人一起工作的能力，移动机器人才能走向实用。
移动机器人具有适应性、自主性、以及交互性等智能指标。
自主性是指小车能根据周围环境的变化情况以及自身所要求的工作任务，确定自身的工作方式和工作步骤；交互性是智能产生的基础，交互包括移动机器人与人，移动机器人与环境及移动机器人小车之间三种方式，主要涉及到信息的获取、理解以及处理。
适应性要求移动机器人小车对复杂工作环境具有良好的适应能力，不但能识别到并且测量到周围物体，还要具备理解周围环境和所需要执行并完成任务的能力，还需要作出正确的判断及操作和移动等能力。
移动机器人是一个综合性很强的系统，主要涉及到以下关键技术。
1.3.1 机器人体系结构研究机器人的本体是机械结构，它是机器人实现预定功能的基础，机械结构的组成不仅决定了机器人是否能完成预定运动功能，同时也或多或少地影响了机器人的控制能力，性能可靠的机械结构有利于实现机械本体运动的多样化，同时在一定程度上也能够提高机器人对周围环境的良好适应能力[5]。
一个完整的机器人的智能系统应具有以下几个方面的特点：多层次的信息与知识表示方式，信息密集，与环境交互丰富多样化，知识与信息分布存储等。
机器人不是单元技术的简单连接，而更像是是一个多系统、高智能的具有复杂系统工程。
系统的总功能是由通过各种分系统的多层次协调与分工中集成的。
因此，机器人的总体集成技术是一个至关重要的问题，机器人的体系结构研究是其主要研究内容之一。
机器人的体系结构的研究，主要是针对反射行为以及有意识行为而展开，如何将两者统一起来，是目前国际社会研究的一个焦点所在。
对移动机器人的研究，早期都是在室内封闭环境内进行的，而对于其结构体系的研究一般只能限制在理想的“积木世界”中运行。
美国MIT的人工智能实验室的布鲁克斯建立了一系列新型的移动机器人，并提出了包容体系结构思想。
