智能玩具小车毕业设计说明
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摘要本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。
此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。
本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片,利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制,循迹模块进行黑白检测,避障模块进行障碍物检测并避障功能,其他外围扩展电路实现系统整体功能。
小车在运动时,避障程序优先于循迹程序,用超声波避障电路进行测距并避障,在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向,用红外探测电路实现小车循迹功能。
在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案,并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序,并使用mcuisp软件进行程序下载。
关键词:stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制AbstractThis experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software.Keywords:STM32;Infrared detection;Ultrasonic obstacle avoidance;PWM;Motor control目录1.绪论.......................................................... - 5 - 1.1研究概况.................................................. - 5 -1.2研究思路.................................................. - 5 -2.软硬件设计.................................................... - 6 - 2.1中央处理模块.............................................. - 6 -2.1.1 stm32f103部结构 ...................................... - 7 -2.1.2 stm32最小系统电路设计 ................................ - 8 -2.1.3 stm32软件设计的基本思路 ............................. - 11 -2.1.4 stm32中断介绍 ....................................... - 12 -2.1.5 stm32定时/计数器介绍 ................................ - 14 -2.1.6 主程序设计流程图..................................... - 15 - 2.2 电机驱动模块............................................. - 16 -2.2.1 驱动模块结构及其原理................................. - 16 -2.2.2 驱动模块电路设计..................................... - 17 -2.2.3驱动软件程序设计 ..................................... - 18 - 2.3 避障模块设计............................................. - 23 -2.3.1 避障模块器件结构及其原理............................. - 24 -2.3.2 HC-SR04模块硬件电路设计 ............................. - 26 -2.3.3 HC-SR04模块程序设计 ................................. - 27 - 2.4循迹模块设计............................................. - 34 -2.4.1 循迹模块结构及其原理................................. - 34 -2.4.2 循迹模块电路设计..................................... - 36 -2.4.3 红外循迹模块程序设计................................. - 37 -3.软件调试..................................................... - 39 - 3.1 程序仿真................................................ - 39 -3.2 程序下载................................................. - 40 -4.系统测试..................................................... - 41 -5.总结......................................................... - 45 - 致............................................................. - 47 - 参考文献....................................................... - 49 - 附录........................................................... - 50 -1.绪论智能小车通过各种感应器获得外部环境信息和部运动状态,实现在复杂环境背景下的自主运动,从而完成具有特定功能的机器人系统。
玩具车毕业设计玩具车毕业设计在孩童的成长过程中,玩具车是一种不可或缺的存在。
它们不仅能够给孩子们带来乐趣,还能培养他们的动手能力和创造力。
因此,设计一款独特而富有创意的玩具车成为了许多设计师们的目标。
本文将探讨一款玩具车的毕业设计,旨在通过设计与功能的结合,让孩子们在玩耍中获得更多的乐趣和启发。
首先,我们需要考虑玩具车的外观设计。
传统的玩具车多为简单的车身和四个轮子的组合。
而在这个毕业设计中,我们希望能够给孩子们带来更多的惊喜。
因此,我们可以考虑将玩具车的外观设计得更加生动有趣。
例如,可以设计成动物的形状,让孩子们在玩耍的同时也能学习到不同的动物形象。
此外,还可以添加一些可移动的零件,如翅膀、尾巴等,增加玩具车的可玩性。
除了外观设计,玩具车的功能也是设计的重要考虑因素之一。
在这个毕业设计中,我们希望能够通过一些创新的功能,给孩子们带来更多的乐趣和启发。
例如,可以在玩具车上添加一个小型音乐播放器,让孩子们在玩耍的同时能够欣赏到美妙的音乐。
此外,还可以设计一个可调节的座椅,让孩子们能够根据自己的身高来调整座椅的高度,增加玩具车的舒适性和适用性。
在玩具车的设计过程中,我们还需要考虑到孩子们的安全问题。
毕竟,玩具车是为了给孩子们带来乐趣和启发,而不是危险和伤害。
因此,在设计过程中,我们需要确保玩具车的结构稳固,材料安全无害。
此外,还可以添加一些安全保护装置,如防滑底座、安全带等,以确保孩子们在玩耍过程中的安全。
除了外观设计、功能和安全性,玩具车的可持续性也是一个重要的考虑因素。
在如今的社会中,可持续发展已经成为了一个热门话题。
因此,在设计玩具车的过程中,我们可以考虑使用可再生材料,如生物塑料,来替代传统的塑料材料。
此外,还可以设计一个可拆卸的电池盒,让孩子们能够更方便地更换电池,减少对环境的影响。
总之,玩具车的毕业设计需要考虑到外观设计、功能、安全性和可持续性等多个方面。
通过独特的外观设计和创新的功能,我们可以给孩子们带来更多的乐趣和启发。
遥控小车毕业设计遥控小车毕业设计随着科技的不断进步,遥控小车成为了人们生活中常见的一种智能设备。
它不仅可以提供娱乐,还可以应用于各种领域,如工业、医疗等。
本文将探讨一种遥控小车的毕业设计方案。
一、设计目标在开始设计之前,我们首先需要明确设计的目标。
本设计旨在开发一款功能强大、操作简便的遥控小车,以满足用户对于远程控制的需求。
该小车应具备较高的机动性和稳定性,能够适应各种地形和环境。
二、硬件设计1. 控制模块遥控小车的核心是控制模块。
我们可以选择使用Arduino等单片机作为控制模块,通过编程实现对小车的控制。
此外,还需要配备无线通信模块,以实现与遥控器之间的数据传输。
2. 电源系统为了保证小车的正常运行,我们需要设计一个稳定可靠的电源系统。
可以选择使用锂电池作为小车的电源,通过充电器进行充电。
此外,还需要考虑电源管理模块,以避免电池过放或过充的情况。
3. 传感器为了增加小车的智能化程度,我们可以添加一些传感器,如红外线传感器、超声波传感器等。
这些传感器可以用于检测障碍物、测量距离等功能,从而实现小车的自主避障和定位。
4. 机械结构小车的机械结构应该具备足够的稳定性和灵活性。
我们可以选择使用金属或塑料材料制作车身,同时考虑到小车的重量和外形设计。
此外,还需要设计合适的轮子和悬挂系统,以提供良好的行驶性能。
三、软件设计1. 远程控制程序为了实现对小车的远程控制,我们需要编写一套远程控制程序。
可以选择使用C/C++等编程语言,通过串口或无线通信模块与小车进行数据交互。
在程序中,可以定义各种指令,如前进、后退、转向等,以实现对小车的精确控制。
2. 自主避障算法为了增加小车的智能化程度,我们可以编写一套自主避障算法。
该算法可以根据传感器的数据判断前方是否有障碍物,并采取相应的措施进行避障。
例如,当传感器检测到障碍物时,小车可以自动停下或改变方向,以避免碰撞。
3. 数据处理与显示为了方便用户对小车的控制和监控,我们可以设计一个数据处理与显示模块。
基于单片机的智能玩具小车的设计基于单片机的智能玩具小车的设计1. 引言随着科技的进步和人们对智能化产品的需求增加,智能玩具小车成为了孩子们喜爱的玩具之一。
本文介绍了一种基于单片机的智能玩具小车的设计方案,旨在提供给孩子们一种有趣且具有教育意义的玩具。
2. 系统组成该智能玩具小车由四个主要组成部分构成:单片机控制模块、传感器模块、执行模块和通信模块。
2.1 单片机控制模块单片机控制模块采用高性能的单片机芯片,如STC89C52,作为主控制器。
该芯片具有丰富的IO接口和强大的计算能力,能够准确控制玩具小车的各个功能。
2.2 传感器模块传感器模块采用多种传感器,如红外感应传感器、超声波传感器和灰度传感器等。
红外感应传感器用于检测前方障碍物,超声波传感器用于测量距离,灰度传感器用于检测地面颜色等。
2.3 执行模块执行模块包括直流电机和舵机等。
直流电机用于驱动车轮,控制小车前进、后退和转向;舵机用于控制小车的转向角度。
2.4 通信模块通信模块采用无线通信模块,如蓝牙模块或WIFI模块,用于与智能手机或电脑等设备进行通信。
通过手机上的APP或电脑上的软件,用户可以实现对智能玩具小车的远程控制和交互。
3. 系统功能设计3.1 遥控功能智能玩具小车可以通过手机APP或电脑软件进行远程遥控。
用户可以通过手指在屏幕上滑动或按钮操作来控制小车的方向和速度。
3.2 避障功能利用红外感应传感器和超声波传感器,智能玩具小车可以实现自动避障功能。
当传感器探测到前方有障碍物时,小车会自动停下或转向避开。
3.3 跟随功能通过将传感器模块安装在小车底部,可以实现小车对地面颜色的感知。
小车可以自动跟随一条黑线或白线行驶,增加趣味性和游戏性。
3.4 音乐播放功能智能玩具小车可以配备一个音乐模块,能够播放各种儿童歌曲和故事,使玩车过程更加有趣和生动。
4. 系统实现在搭建智能玩具小车的硬件平台后,需要进行相应的软件开发。
通过编写相应的程序,定义不同的传感器输入信号和执行器控制信号,实现小车的各项功能。
摘要随着社会各行各业的迅速发展,根据人类的需求出现了各种各样的智能机器人、智能车。
智能小车又称为移动式机器人,是一个多种高新技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,伴着我国科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能车等制造领域,使智能车越来越多样化。
根据不同的需求便出现了各种功能的智能小车。
本设计是以AT89C52单片机为核心的智能车的设计,系统主要由红外检测模块、单片机最小系统模块、电机控制模块、电源模块组成。
其中电源模块由四节1.5V电池组成,经过7805稳压电路输出5V的稳定电压;红外检测模块包括两只红外反射式对管TCRT5000;最小系统模块主要包括AT89C52单片机和其外围电路;电机模块包括两个减速直流电机及其附属减速箱和两个电机驱动控制芯片L298N。
软件部分由C语言编程,实现对各部分的处理和控制。
该智能车可以实现自动避障、避障的功能。
整个系统结构简单,运行高效。
关键词:智能小车避障 AT89C52 L298N电机驱动AbstractWith the rapid development of all sectors of society, based on needs emergence of a variety of intelligent robots, intelligent vehicles. Smart car, also known as mobile robots, is a multi-tech integrated body, which combines mechanical, electronics, sensors, computer technology is becoming increasingly popular, is also widely used in various the needs of the various functions will appear smart car.The design is based on AT89C52 microcontroller as the core of the intelligent vehicle design, the system mainly consists of infrared detection module, the smallest single-chip system module, motor control module, power module. Wherein the power supply module consists of four 1.5V batteries composed after 7805 5V regulator circuit output stable voltage; infrared detector module includes two infrared reflective of the tube TCRT5000; minimum system module includes AT89C52 microcontroller and its peripheral circuits; motor module includes two DC motors and its subsidiary reducer gearbox and two motor drive control chip L298N. Software part by the C programming language, to achieve the various parts of the processing and control. The smart car can automatically avoid obstacles, obstacle avoidance function. The whole system is simple, efficient operation.Key words:Intelligent car Obstacle avoidance Remote control AT89C52目录目录 (i)前言 (1)1绪论 (2)1.1 智能小车的研究现状及发展趋势 (2)1.1.1 智能小车的研究现状 (2)1.1.2 智能小车的发展趋势 (2)1.2 本文的结构 (3)2 系统总体方案设计 (5)2.1 系统各部分设计方案 (5)2.1.1 单片机型号的选定 (5)2.1.2 直流电机驱动芯片的选定 (5)2.1.3 红外对管的选定 (8)2.2 总体方案设计 (8)2.3 智能小车的基本介绍 (9)2.3.1 智能小车的基本结构 (9)2.3.2智能小车的基本功能及原理 (10)3硬件设计 (10)3.1系统硬件结构图 (10)3.2 单片机主控单元的设计 (11)3.2.1 单片机引脚说明 (11)3.2.2 AT89C52最小系统设计 (16)3.3红外检测单元设计 (17)3.4 电机驱动单元设计 (21)3.5 系统总体原理图 (22)3.6 硬件抗干扰设计 (23)3.6.1 电源干扰的抑制 (23)3.6.2 信号通道干扰的抑制 (23)4系统软件设计 (25)4.1主程序设计 (25)4.2 红外检测模块程序设计 (26)4.3 电机驱动模块程序设计 ...................................... 错误!未定义书签。
毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的智能小车学院名称:电子与信息工程学院专业:电子与信息工程班级:电信092班姓名:\ 学号\指导教师:\ 职称\基于单片机的智能小车摘要智能车辆是目前世界车辆研究领域的热点和汽车工业新的增长点。
未来的车辆也一定是智能化的车辆。
所以,智能化的车辆是未来人们生活重要的载体。
因此有必要对智能车辆进行研究。
研制一种智能,高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。
本文设计了一个能自动循迹的智能小车控制系统。
以STC89C52单片机为控制核心,利用反射式光电传感器检测黑线实现小车循迹,利用超声波传感器检测道路上的障碍并提示,利用LCD1602显示小车的速度和路程。
能实现小车自动根据地面黑线前进倒退、转向行驶,超声波测距提示障碍物,LCD1602实时显示小车的速度和行驶的路程,具有高度的智能化,达到设计目标。
关键词:智能小车,STC89C52单片机,超声波传感器,LCD1602目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................. 错误!未定义书签。
目录......................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。
毕业设计(论文)题目:智能小车设计院系:电子与信息工程学院专业:班级:学生姓名:导师姓名:职称:起止时间:2011年4月18日至2011年6月5日毕业设计(论文)诚信声明书本人声明:本人所提交的毕业论文《》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果,论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注;对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全清楚本声明的法律后果,申请学位论文和资料若有不实之处,本人愿承担相应的法律责任。
论文作者签名:时间:年月日指导教师签名:时间:年月日西安邮电学院毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称学院系部专业题目智能小车设计任务与要求1.学习并熟系统基本结构设计的基本理论。
2.学习arm的基本原理和应用设计。
3.学习并掌握IAR的使用方法。
4.学习掌握步进电机驱动电路及接口设计。
5.设计结构及系统电路并相关程序。
6 系统设计及调试。
开始日期2011年4月18日完成日期2011年6月5日主管院长(签字) 年月日毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名指导教师职称学院系部专业题目智能小车设计工作进程主要参考书目(资料)《ARM体系结构与编程》《A RM处理器与C语言开发应用》《基于ARM的嵌入式系统开发》《ARM嵌入式系统基础教程(第二版)》《侯冬晴.ARM技术原理与应用》《基于ARM的嵌入式系统开发与应用》《从51到ARM—32位嵌入式系统入门》《ARM嵌入式实验教程》主要仪器设备及材料Easyarm1138、5V四相步进电机(28BYJ-48-5V)、红外避障传感器、小车轮子、阻容器件、电池盒、4节1.5V电池、铁质月饼盒、螺丝、螺母、PC机等。
论文(设计)过程中教师的指导安排每周1次答疑指导。
对计划的说明希望通过自学和请教老师,能将一个自己完全不熟悉的项目做好,真心的想通过此次项目锻炼自己的学习能力与动手能力。
毕业设计(论文)开题报告学院专业2007级0702 班课题名称:智能小车设计学生姓名:学号:指导教师:报告日期:2010年10月28日本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成,并交指导教师审阅。
摘要随着我国科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高薪技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,可以涉及到当今许多前沿领域的技术。
本系统采用2片AVR Atmega128单片机作为智能小车的检测和控制核心。
一片用在在小车上,负责控制循迹、无线和电机驱动功能;一片在控制端上,负责控制语音播报、无线发送、液晶显示和按键功能。
通过控制端的液晶显示和按键输入设定模式信息,再通过无线发送给车载控制器,车载控制器根据接收到的不同无线信息,控制小车进入不同的模式,实现不同的功能。
本系统中的无线传输距离,空旷地为100米左右,室内可以隔着一层楼,接收端能收到发射端发射的无线信号。
关键词:单片机,传感器,智能小车AbstractAlong with the development of science and technology, intelligent and automation technology is more and more pop ular, all kinds of hi-tech also widely used in intelligent robot toy car and manufacturing field, make intelligent robot more and more diverse. Intelligent car is a variety of high-paying technology integration body, it incorporates mechanical, electronic, sensors, computer hardware, software, artificial intelligence and many other subject knowledge, can involves many of today's current areas of technology.The system USES 2 slices of AVR Atmega128 single-chip processor as intelligent car detection and cont rol core. A used in on the car, is responsible for the control follow trace, obstacle avoidance, wireless and motor drive function. A in the control, be responsible for controlling speech broadcast, the wireless delivery, liquid crystal display and keyboard. Through the control of liquid crystal display (LCD) and key input information set mode, again through wireless sent to the controller, the controller according to the different wireless received information, control the car into a different pattern, the realization of different functions.This system of wireless transmission distance, a clearing for 100 meters or so, in the interior, you can from a floor, the receiver can also receive the launch of the launch wireless signals.Key words: single-chip processor,sensor,intelligence目录第1章绪论 (5)1.1选题背景和意义 (5)1.2 智能小车发展概况 (5)1.2.1国外智能小车发展概况 (5)1.2.2 国内智能小车发展概况 (6)1.3 研究设计的目标 (6)1.4 方案选择 (6)1.4.1控制器选择分析 (6)1.4.2 电源模块选择分析 (7)1.4.3电机驱动模块选择分析 (8)1.4.4 循迹模块选择分析 (9)1.4.5无线模块选择分析 (9)1.4.6语音模块选择分析 (10)1.4.7显示模块选择分析 (10)1.4.8按键模块选择分析 (11)1.5 可行性分析 (11)第2章系统整体设计 (12)2.1 系统结构框图 (12)2.1.1 车载控制器部分 (12)2.1.2 控制端控制器部分 (13)第3章系统硬件设计 (15)3.1 单片机最小系统 (15)3.1.1 电源电路 (15)3.1.2 复位电路 (16)3.1.3时钟电路 (16)3.2电源模块 (17)3.3 电机驱动模块 (18)3.4 循迹模块 (19)3.5 无线模块 (20)3.6 语音模块 (22)3.7显示模块 (24)3.10按键模块 (25)第4章系统软件设计 (27)4.1 主程序设计 (27)4.1.1车载控制器主程序设计 (27)4.1.2控制端控制器主程序设计 (28)4.2电机驱动子程序设计 (30)4.3 循迹子程序设计 (32)4.4 语音子程序设计 (35)4.4.1录音子程序设计 (35)4.4.2放音子程序设计 (38)4.5 无线程序设计 (39)4.5.1 无线发送子程序设计 (39)4.5.2 无线接收子程序设计 (40)4.6 显示子程序设计 (42)4.7 按键子程序设计 (43)第5章系统调试 (46)5.1 硬件调试 (46)5.2 软件调试 (48)结论 (49)致谢 (50)参考文献 (51)附录一 (53)附录二 (54)第1章绪论1.1 选题背景和意义自第一台工业机器人诞生以来,机器人的民展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。
摘要无线遥控的小车,可以在危险的环境作业,人员搜索,可以在各类领域中发挥着它特殊的作用,本次设计是选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。
控制系统以C51单片机为主控芯片,采用L298N为电机驱动芯片、HC-06蓝牙无线模块、12864液晶显示模块、四路循迹模块等构成外围扩展电路。
将自制的控制电路、控制程序和四轮小车机械相结合,制作多功能智能小车。
实验调试实现了智能小车的蓝牙无线遥控、自动避障、自动测距及各种灯光的功能。
关键词:51单片机;蓝牙遥控;智能小车目录摘要 (1)1. 绪论.................................. 错误!未定义书签。
1.1 研究背景与意义 (4)1.2课题目的 (5)1.3课题研究内容 (5)2 方案论证 (6)2.1 总体方案设计 (6)2.2设计系统的功能要求 (7)2.3 系统硬件方案 (7)3系统硬件设计 (9)3.1STC89C52芯片简介 (9)3.2 STC89C52最小系统 (10)3.3电机驱动设计 (11)3.4显示电路设计 (11)3.5 蓝牙模块设计 (12)3.6 PCB图设计 (13)3.7 智能车结构分析 (14)3.7.1 底板设计 (14)3.7.2电机与底板的连接支架设计 (15)3..7.3整体装配图 (15)3.7.4整车材料明细 (15)4.系统软件设计 (16)4.1系统的程序流程 (16)4.2蓝牙模块参数设置程序 (16)4.3蓝牙发送程序接收程序和中断程序 (17)4.4自动避障及灯光声音控制程序设计 (19)4.5液晶显示程序设计 (21)5 调试结果分析 (25)5.1蓝牙遥控调试及结果分析 (25)5.2避障功能调试及结果分析 (25)5.3无人驾驶模式调试及结果分析 (25)5.4液晶显示功能调试及结果分析 (25)5.4调试过程中遇到的困难及解决方法 (25)6.总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录:程序 (29)1.绪论1.1 研究背景与意义随着汽车工业的的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
I 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期:
使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名: 日 期: II
学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。
作者签名: 日期: 年 月 日 导师签名: 日期: 年 月 日 III
注 意 事 项 1.设计(论文)的内容包括: 1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作) 2)原创性声明 3)中文摘要(300字左右)、关键词 4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入) 6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论 7)参考文献 8)致谢 9)附录(对论文支持必要时) 2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。 4.文字、图表要求: 1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写 2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画 3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印 4)图表应绘制于无格子的页面上 5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档 5.装订顺序 1)设计(论文) 2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订 IV
摘要智能作为现代社会的新产物,是以后的发展方向它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或更高的目标。
本文设计是基于AT89s52微处理器的机器人车体系统和XL02-232AP1微功率无线透明传输模块的无线通信系统,以此实现小车的前进、后退、停止、及直角特别是圆弧形拐弯,本设计主要体现多功能小车的智能模式,设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿机器人、家用自动清洁机器人,特别是智能足球机器人的设计与普及有一定的参考意义。
同时小车可以作为玩具的发展方向,为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补,实现经济收益,形成商业价值。
关键词:单片机,智能小车,AT89s52,XL02-232AP1ABSTRACTAs a new product of modern society,intelligence is the trend in future development.It can work in some specific environment according to the mode which sets in advance.Dispensing with behavior adjustment management,butit can achieve the expected,even higher goal.This design is based on the robot body AT89s52 microprocessor systemand XL02-232AP1 transparent micro-power wireless transmission module ofthe wireless communication system,to achieve the car forward, backward, stop, especially the arc-shaped bend at right anglesThe design mainly reflected a smart-car model,The theoretical scheme,analysis method,uniqueness and innovation etc.that pointed inthis paper,I think they are will be certain reference value in design an popularity of automatic or semi-automatic robot such as automatic transportation robot,prospecting robot,cleaning household robot, especially intelligent socce r robot.This car can be used as a model of development of toy,to make up the deficiency of technical content in the Chinese toy market,to realize economic profit and to form commercial value.KEY WORDS:MCU,smart-car robot, AT89s52,XL02-232AP1目录前言 (1)第1章设计环境建设 (4)1.1 硬件环境 (4)1.1.1 硬件系统铺设 (4)1.1.2 硬件设备 (4)1.2 软件环境 (5)第2章智能小车车体 (6)2.1 智能小车的硬件结构 (6)2.1.1 主控芯片的选择 (6)2.1.2 主要芯片介绍 (6)2.1.3 小车控制板电路图 (11)2.1.4 小车电路板成品样图 (11)2.2 智能小车关键代码 (12)2.3 智能小车程序介绍 (12)2.3.1 上位机程序介绍 (12)2.3.2 下位机程序介绍 (13)第3章无线收发模块 (20)3.1 无线模块的选择 (20)3.1.1 XL02-232AP1的端口定义及连接示意图 (20)3.1.2 无线模块的性能 (22)3.2 配置接口通讯协议 (24)3.2.1 接口 (25)3.2.2 命令 (25)3.3 参数范围 (26)3.4 发送串口控制命令 (26)第4章电机驱动模块 (27)4.1 电机方案的论证与比较 (27)4.2 电机驱动芯片 (27)第5章经验总结与展望 (29)5.1 设计中解决的问题 (29)5.2 总结与展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录一:原理图 (33)附录二:上位机主要程序代码: (34)前言1、课题背景及意义机器人学]1[是一门与机器人设计、制造和应用相关的科学。
多功能智能小车的设计与制作毕业论文业论文目录1引言(1)2总体设计(2)2.1各模块分析选择(2)2.1.1主控单元方案比较与选择(2)2.1.2避障单元方案比较与选择(3)2.1.3寻迹单元方案比较与选择(3)2.1.4遥控单元方案比较与选择(3)2.1.5语音控制单元方案比较与选择(4)2.2总体设计框图(4)3硬件设计(6)3.1单片机控制模块(6)3.1.1时钟电路(7)3.1.2复位电路(7)3.1.3烧写接口电路(8)3.2无线遥控模块(8)3.2.1无线遥控工作原理(9)3.2.2PT2262/2272芯片(10).WORD版本.3.3红外对管寻迹模块(11)3.3.1模块系统分析(11)3.3.2LM393芯片介绍(13)3.4红外避障模块(14)3.4.1红外避障电路介绍(14)3.4.2555芯片工作原理(15)3.5电机驱动模块(15)3.6语音控制模块(16)4软件设计(18)4.1模糊控制算法(18)4.1.1模糊理论的发展(18)4.1.2模糊控制算法原理(18)4.1.3智能小车中的模糊控制算法(19) 4.2软件设计框图(19)4.3软件程序设计部分源程序(20)5制作和调试(24)5.1使用的仪器仪表及软件(24)5.2系统制作(24)5.3系统调试(24)5.3.1硬件调试(25)5.3.2软件调试(27).WORD版本.5.3.3联合调试(27)6结论与展望(28)致谢(29)参考文献(30)附录1系统实物图(31)附录2实验原理图(32)附录3毕业设计作品说明书(33).WORD版本.1引言智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题,开始着力研究智能化。
从概念的引进到实验室研究的实现,再到现在高端领域(航天航空、军事、勘探等)的应用,这一过程为智能化的全面发展奠定基石。
目录摘要 (2)关键词 (2)一、前言 (2)二、硬件设计 (2)(一)车体设计........... . (3)(二)主控芯片选择 (3)(三)单片机最小系统设计 (5)(四)电机驱动模块.................................................6 (五)红外传感器电路 (9)三、软件设计......................................................10(一)软件流程图.......... .. (10)(二)程序 (10)四、结论 (13)参考文献 (13)致谢 (12)智能小车设计[摘要]:本文介绍一种以多种传感器为敏感元件,以AT89C51 单片机为控制核心的电动小车的智能控制系统。
文中叙述了该系统的硬件设计及软件流程图,并给出了实测结果。
[关键词]:智能控制;红外线收发;寻迹行驶;单片机;控制;传感器前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。
当前的电动小汽车基本上采取的是基于纯硬件电路的一种开环控制方法,或者是直线行使,或者是在遥控下作出前进、后退、转弯、停车等基本功能。
但是它们不能实现在某些特殊的场合下,我们们需要能够自动控制的小型设备先采集到一些有用的信息的功能。
本文正是在这种需要之下开发设计的一种智能的电动小车的自动控制系统。
它以单片机AT89C51 为控制核心,附以外围电路,采用光电检测器、红外传感器材检测信号和障碍物;充分利用单片机的串口、并口资源和运算、处理能力,来实现小车的按轨迹直线行走、按轨迹转弯、遇障碍同时发出声光警示、躲避障碍物智能控制系统。
一、硬件设计(一)设计要求:遇到障碍停止前进或转弯。
毕业设计论文+智能循迹避障小车设计今天要一起走进一个超级有趣的科技小天地,去了解一种特别厉害的东西——智能循迹避障小车。
想象一下,有一辆小小的车车,它就像有自己的小脑袋一样,能自己沿着特定的路线跑,还能聪明地躲开路上的障碍物,是不是感觉很神奇?那就让一起来看看它是怎么设计出来的!一、小车的“眼睛”——传感器。
你知道吗?这个智能循迹避障小车要想看得清路,得有一双特别的“眼睛”,这双“眼睛”就是传感器。
就好比人用眼睛看东西,小车就是靠传感器来感知周围的环境。
比如说,它的循迹传感器就像一个小小的侦探,能发现地上画的黑线或者其他特殊的标记。
当小车的轮子压到黑线的时候,传感器就会马上告诉小车:“走到路线上,继续往前开!”而避障传感器,就像是小车的“安全卫士”。
假如前面突然出现了一个小玩具或者其他障碍物,避障传感器就会立刻察觉到危险,然后赶紧给小车发出信号:“前面有东西挡住,快停下来或者绕开!”这样,小车就能安全地行驶,不会撞到东西。
二、小车的“大脑”——控制芯片。
有了“眼睛”还不够,小车还得有一个聪明的“大脑”来指挥它行动,这个“大脑”就是控制芯片。
控制芯片就像一个小小的指挥官,它会根据传感器传来的信息,做出正确的决定。
比如说,当循迹传感器告诉它已经偏离路线,控制芯片就会像一个严格的老师一样,指挥小车的轮子调整方向,让它重新回到正确的路线上。
要是避障传感器传来有障碍物的消息,控制芯片就会迅速想出办法,让小车向左或者向右转弯,避开危险。
这就好比在走路的时候,要是看到前面有个大坑,就会绕着走一样,小车也很聪明!三、小车的“动力源泉”——电池和电机。
小车要跑起来,还得有足够的动力,这就需要电池和电机来帮忙。
电池就像是小车的“能量加油站”,给小车提供源源不断的电力。
就像吃饭能获得能量一样,小车“吃”了电池的电,就有力气跑。
而电机,就像是小车的“强壮肌肉”。
当控制芯片下达前进的命令后,电机就会飞快地转动起来,带动小车的轮子咕噜咕噜地向前跑。
蓝牙小车毕业论文蓝牙小车是一种简单、有趣的DIY玩具,它可以通过蓝牙模块连接手机,实现远程控制。
在本篇毕业论文中,我们将介绍蓝牙小车的设计、原理及实现流程,并展示其实际应用。
一、设计方案蓝牙小车的设计方案主要分为以下几个部分:1.硬件部分:使用Arduino开发板作为主控,加上电机驱动模块、蓝牙模块、电池等组件,构建整个小车的硬件结构。
2.软件部分:编写C语言程序,在Arduino开发环境中进行开发,实现蓝牙小车的控制和运行。
3.远程控制部分:使用手机连接蓝牙模块,通过蓝牙控制小车的运动,可以使用安卓手机的蓝牙调试助手等软件。
二、设计原理蓝牙小车的设计原理如下:1.硬件原理Arduino开发板作为主控,通过输入输出引脚对电机进行控制。
电机驱动模块接收Arduino开发板的控制信号,根据控制信号控制电机的运转方向和速度。
蓝牙模块实现了手机与小车之间的通信,手机发送的指令通过蓝牙模块传输到Arduino 开发板,控制小车的运动。
2.软件原理编写C语言程序,通过Arduino开发环境对蓝牙小车进行控制。
程序主要实现以下功能:(1)初始化程序设置:包括设置输入输出引脚、配置串口等。
(2)蓝牙模块初始化:通过配置蓝牙模块,实现与手机的蓝牙连接。
(3)小车控制:通过控制小车的左右轮电机,实现前进、后退、向左转、向右转等基本动作。
(4)接收蓝牙信号:通过蓝牙模块接收来自手机的指令,实现远程控制。
三、实现流程蓝牙小车的实现流程如下:1.准备物料:Arduino开发板、电机驱动模块、电池、蓝牙模块等。
2.搭建硬件结构:按照设计方案,连接各个组件,组装成小车的硬件结构。
3.编写程序:在Arduino开发环境中编写C语言程序,实现小车的控制和运行。
4.测试小车:连接电池和Arduino开发板,开启手机蓝牙模块,通过蓝牙控制小车的运动。
五、应用展示蓝牙小车可以用于科技教育、娱乐、智能家居等领域。
在儿童教育中,可以引导孩子学习编程和电子知识。
摘要随着科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技技术也广泛应用于智能小车河机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高新技术的集成体,融合了机械,计算机硬件,软件,电子,人工智能等多种科学技术的知识,可以涉及到当今许多前言领域的技术。
利用红外对管来检测黑线,利用超声波实现避障,并以STC89C51单片机为主控芯片控制小车的转向和速度,从而使小车实现自动循迹避障的功能。
其中由L298N驱动电路对小车驱动,单片机输出的PWM波控制速度。
由内置程序分别控制位于小车左右的直流电机的运转,实现小车的自动识别路线的功能,能够有效的控制小车遇到障碍物时能够转弯角度与循迹行驶。
本设计的结构相对简单,比较易于实现,体现了一定程度的智能。
关键词:智能小车;红外对管;STC89C51单片机;超声波;L298NAbstractWith the progress of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, various high-tech technology is also widely used in the field of intelligent car river robot toy manufacturing, make intelligent robot has become more and more diversified. Smart car is an integration of a variety of high technology, the integration of mechanical, computer hardware, software, electronics, artificial intelligence and many other kinds of scientific and technological knowledge can involves to many of today's introduction in the field of technology.Using infrared tube to detect the black line, in order to avoid obstacles by using ultrasonic wave, and the STC89C51 MCU as the main control chip to control the car's steering and speed, so as to enable the car to achieve the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which is driven by the L298N driver circuit, the output of the microcontroller PWM wave control speed. By the built-in program control located in the car about DC motor running, the car automatic recognition route function, can effectively control the car encountered obstacles to the steering angle and tracking road. The structure of the design is relatively simple, the comparison is easy to realize, and it embodies the intelligence of a certain degree..Keywords: intelligent vehicle; infrared tube; STC89C51 MCU; ultrasonic; L298N目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1绪论 (2)1.1智能玩具的意义和作用 (2)1.2 智能小车的现状 (3)1.2.1 国外移动机器人的状况 (3)1.2.2 国内移动机器人的状况 (3)2 方案设计与论证 (5)2.1 主控系统 (5)2.1.1 AT89C52单片机简介 (5)2.1.2 单片机的发展 (6)2.2 电机驱动模块 (7)2.2.1 H桥式电路工作原理 (9)2.2.2 PWM调速技术 (9)2.3循迹模块 (9)2.3.1光电传感器的工作原理 (9)2.3.2光电传感器的分类和工作方式 (10)2.4避障模块 (11)2.4.1 超声波测距的原理 (12)2.4.2 超声波传感器的分类 (13)2.4.3 超声波测距特点 (13)2.5 显示模块 (14)2.5.1 数码管的结构及工作原理 (14)2.5.2 数码管的选择 (15)2.6机械系统 (15)2.6.1 电机驱动部分: (16)2.6.2 电池的安装: (16)2.7电源模块 (16)3 硬件设计 (17)3.1 总体设计 (17)3.1.1主板设计框图如图3.1 (17)3.2驱动电路 (18)3.2.1 电机驱动电路设计 (18)3.2.2 信号检测电路设计 (19)3.2.3 主控电路设计 (20)3.3 显示模块电路设计 (21)4 软件设计 (23)4.1 主程序设计 (23)4.1.1 主程序框图 (23)4.1.2 主程序流程图 (24)4.2 循迹模块程序设计 (25)4.3 避障模块程序设计 (26)4.4 显示模块的程序设计 (28)5 制作安装与调试 (29)5.1 小车的安装 (29)5.2小车的调试 (29)5.3智能小车的功能 (31)结论 (32)参考文献 (34)引言随着微电子技术的不断发展,单片机不但集成程度越来越高,已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A /D 转换器、D/A 转换器等多种电路,而且体积越来越小,功耗越来越低,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统[8]。
这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展,目前的机器人技术发展异常迅速,已经出现了各种各式的用于各种用途的机器人了,机器人的设计与制造已经不是很高难度的事情了,已经具有普及性了。
本文设计以STC89C52 单片机作为检测和控制核心。
采用红外光电传感器检测路面黑线及障碍物,应用超声波传感器测距,利用单片机控制电动机的转动方向和转速。
通过软件编程实现小车的行进、绕障。
通过对电路的优化组合,可以最大限度地利用51 单片机的全部资源。
P0 口用于连接VCC,P1 口用于传感器的数据采集与中断控制,P2口用于电动机的驱动控制。
这样做的优点是:简单有效,降低了总体设计的成本。
1绪论1.1智能玩具的意义和作用自从第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经在机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域遍布。
由于机器人的智能水平的不断提高,人们的生活方式迅速地改变着。
在人们不断认识、改造、探讨自然的过程中,替代人劳动的机器的实现一直是人类的梦想。
由于科学技术的进一步发展,机器人的感觉传感器种类逐渐增加,视觉传感器对自动行走和驾驶的功能的实现起到主要作用。
自主式智能导航系统是视觉的典型应用领域,图像处理技术对于视觉的各种技术而言已相当发达,而基于图像的理解技术相对落后,需要通过大量的运算的机器视觉也只能识别部分结构化环境相对简单的目标。
摄像管或CCD是视觉传感器的核心器件, CCD目前已能实现自动聚焦。
但CCD传感器的使用方式、价格、体积上不占优势,因此在只需要粗略感觉不要求清晰图像的系统中的一种实用有效方法是使用接近觉传感器。
机器人想要实现自动导引、避障功能需感知导引线和障碍物,感知导引线相当于给机器人添加一个视觉功能。
自动导引小车(AVG—auto-guide vehicle)系统使智能小车基于它实现自动识别、判定进而自动避开障碍,选择正确的行驶路径。
传感器用于感知路线和障碍并且做出判定和相应的执行动作。
智能避障小车可以分为三大组成部分:传感器检测部分、执行部分和CPU。
机器人在实现自动避障功能的同时,还可以拓展循迹等功能,可以感知导引线和障碍物。
使小车实现自动识别路线,选择正确的行进路径,检测到障碍物并自动避开。
基于以上要求,考虑到小车不需要感知特别清晰的图像,传感检测部分只需要粗略感知便可,所以不使用昂贵的CCD传感器而考虑邮性价比高的的红外反射式传感器来替代。
智能小车的驱动部分,是由直流电机来实现,主要控制小车的行进速度和方向。
单片机驱动直流电机有两种可行方案:第一,,选择有PWM功能的单片机不需要占用单片机资源,可以实现精确的调速;第二,PWM输出调制由软件模拟实现,需占用单片机资源,很难精确调速,但单片机型号的选择性比较大。
综合考虑,我们选择第二种方案。
CPU由STC89C52单片机配合软件编程实现。
1.2智能小车的现状1.2.1国外移动机器人的状况到20世纪90年代,以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术,适应性强的移动机器人控制技术,真实环境下的规划技术为标志,展开了移动机器人更高层次的研究。
随着技术的进步,移动机器入开始在更现实的基础上,开拓各个应用领域,向实用化前进。
如1997年牛津大学机器人研究小组采用分布式滤波及局部智能控制代理的系统模式,利用卡尔曼滤波方法融合来自摄像机、激光测距、声纳的数据信息,设计出了在已知或未知的工厂环境下工作的移动机器人。
美国国家航空和宇宙航行局(nasa)资助研制的八足行走机器人。
丹蒂Ⅱ”,作为能实现远程探险的高性能移动机器人,于1994年在斯珀火山的火山口迸行了成功的表演。
美国nasa研制的火星探测机器人“sojourner”于1997年登上火星,验证了自主移动机器人在火星表面运动和进行科学试验的可行性。
2003年,美国nasa又派出两个火星着陆器,这两个着陆器上各带勇气号和机遇号火星漫游者,到火星上采集数据.在任务期间,“勇气”创造了日行27.5米的纪录,打破了“sojourner”97年创下的日行7米的记录;“机遇”号也己成功地在火星上进行了多种科学实验。
后来,美国宇航局又在研究另一种新型的火星探测器一火星科学实验室(MSL),是一种适用于所有地形的多用途机器人,乃执行任务。