毕业设计---基于单片机的运水机器人设计

基于单片机的数字式智能饮水机设计赵龙;郝润科;王磊;邱银;胡骞【摘要】At present, most of families in China have the water dispensers. It is only used as a tool to heat or cool the water, but the water temperature is unknown. And the water temperature can not be controlled in real time. Some water dispensers with the function of temperature control are sold in the market, but the price is so high that the ordinary consumers cannot afford it. In order to solve these problems, a smart digital water dispenser is designed. This water dispenser can display the real-time water temperature on the LCD screen, and preinstall several types of temperature mode (such as coffee, tea, milk powder and water) to meet the different temeperature needs. If the need is not satisfied, the user can define the mode according to their needs. Furthermore, the water dispenser provides the function of the buzzing alarm which gives an a-larm signal when the water temperature reaches the preset temperature. In order to save energy and eradicate safe hidden trouble, the water dispenser cuts out the power automatically when it is not used in the set time.%目前,饮水机已进入千家万户,然而就其功能仍然停留在简单的加热抑或制冷中,但是具体多少温度却并不知晓,更无法实现所需温度的实时控制.即使有其功能,价格也实在太高,让普通消费者望而却步.基于此,设计了一种数字式智能饮水机.此饮水机不仅可以把当前温度实时显示出来,还预设了几种温度模式(如咖啡、茶、奶粉、直饮)以满足人们对不同温度的需求,若仍不满足,可自行设定.当加热到达预设温度时蜂呜报警系统提示,在设定时间内仍无操作,饮水机可自动切断电源停机,以节约能源,杜绝安全隐患.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)017【总页数】4页(P112-115)【关键词】饮水机;报警系统;智能控制;温度模式【作者】赵龙;郝润科;王磊;邱银;胡骞【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-340 引言随着人们物质生活水平的提高，饮水机已经成为家庭日用品，人们对健康饮水也越来越重视。

基于单片机的简易智能机器人设计中图分类号:tp242 文献标识:a 文章编号:1009-4202(2010)09-234-02摘要随着微电子技术的不断发展,微处理器的集成程度越来越高,单片机将计算机技术与控制技术融合起来,可研制出一些具有特殊功能的简易智能机器人。

本设计提出一种简易机器人的设计,采用51单片机为控制核心,控制电机运行的速度和方向,从而实现寻迹和避障功能,电路结构简单,可靠性能高。

关键词单片机机器人寻迹避障机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一,自60年代初问世以来,经历50年的发展已取得长足的进步。

目前全世界机器人的保有量超过100万台,并以每年10万台的速度在增长。

机器人以从单一的工业应用发展到许多领域:如军用、探险、医疗、服务等工业机器人已成为制造业中不可少的核心装备,与人们并肩在各条生产线上。

特种机器人作为机器人家族的后起之秀,而且正以飞快的速度向实用化迈进。

随着微电子技术和半导体技术的进步,单片机的应用已渗透到各个领域,如各种设备的自动控制、智能机器人、智能家居、智能仪器仪表、医疗器械、交通信号控制、汽车电子控制、导弹导航、智能武器等。

据报道:20世纪90年代初期,美国家庭平均拥有64个单片机,到2000年该拥有量已增至226个。

可见单片机的应用前景广泛。

由单片机组建的简易机器人结构相对简单,价格便宜。

一般分为控制与机械两大部分。

机械包括机体结构、动力装置、传动机构和执行机构等;控制包括单片机系统及其软件、传感器及其电路、控制驱动电路等。

本设计提出一种简易机器人的设计,主体机械部分设计成小车的模型,控制部分采用51单片机为控制核心,通过外加传感器检测路面信息,利用脉宽调制技术控制电机的转向和转速,实现避障和寻迹功能,电路结构简单,可靠性能高。

p0口用于数码管显示,p1口用于电动机的pwm驱动控制,p2,p3口用于传感器的数据采集与中断控制。

这样做的优点是:充分利用了单片机的内部资源,降低了总体设计的成本。

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。

机器人送水系统的设计与实现随着科技的不断进步，人们的生活越来越依赖机器人的帮助。

而针对机器人的应用场景也越来越多样化，其中包括机器人送水系统。

在这篇文章中，我将介绍机器人送水系统的设计与实现。

一、需求分析在设计机器人送水系统之前，我们需要先对目标用户和需求进行分析。

在这里，我们假设目标用户为医院中的护士和病房里的患者。

他们需要在无人情况下方便快捷地获取饮用水，而且水应该是干净卫生的。

根据这些要求，我们可以得出以下需求：1. 快速准确机器人应该能够迅速准确地执行用户的指令，同时能够自主避开障碍物并避免碰撞。

2. 洁净卫生机器人应该能够完全避免二次污染，确保水的干净卫生。

3. 操作简单用户应该能够通过简单直接的操作方式获取所需的水。

根据以上需求，我们可以着手进入下一步——系统设计。

二、系统设计1. 硬件设计机器人送水系统的硬件主要由车体、水箱、水管、传感器和控制模块等部分构成。

车体应该能够确保机器人在路面上平稳地行驶，并能避免碰到障碍物。

水箱应该能够储存足够的清水，并方便清洗。

水管应该能够将清水输送到用户所处的位置。

传感器应该能够检测到机器人周围的环境，并实时更新机器人所处的位置和姿态。

控制模块是机器人送水系统的大脑，它能够接收用户的指令，并将指令转化为实际的机器人动作。

2. 软件设计机器人送水系统的软件设计是建立在硬件的基础之上的。

软件主要包括图像处理、运动控制、路径规划和交互设计等部分。

图像处理是实现机器人自主避障的基础，它能够将摄像头获取的图像数据转化为机器人能够理解的数字信号。

运动控制和路径规划是机器人送水系统能够在复杂环境中安全行驶的关键。

交互设计是保证用户能够直观、方便获取水的必要途径。

三、实现过程机器人送水系统的实现过程主要分为以下几个步骤：1. 硬件制造机器人送水系统的硬件需要在零部件的选用、加工和组装等环节进行制造。

这一步需要结合实际需求对硬件进行优化和改进。

2. 软件开发机器人送水系统的软件需要按照设计的要求进行开发、测试和优化。

基于单片机的多功能饮水机的软硬件设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!基于单片机的多功能饮水机的软硬件设计摘要饮水机已成为现代生活中不可或缺的设备之一。

基于单片机的工业机器人控制器设计工业机器人是目前工业生产领域中广泛应用的一种自动化设备，它可以完成一系列工业操作，如搬运、装配、焊接等。

为了实现对工业机器人的精确控制，需要设计一种高性能的控制器。

本文将基于单片机设计一种工业机器人控制器，以满足工业机器人的控制需求。

我们需要确定所采用的单片机型号。

在选择单片机时，需要考虑以下几个因素：处理器性能、接口数量和类型、外围设备支持等。

我们可以选择一种性能较强的单片机，如STM32系列或PIC系列，这些单片机具有高处理能力和丰富的接口资源，可以满足工业机器人控制的要求。

我们需要确定控制器的功能模块。

一个完整的工业机器人控制器包括以下几个功能模块：运动控制模块、模拟输入输出模块、通信模块、用户界面模块等。

运动控制模块是控制器的核心模块，它负责机器人各关节的运动控制。

我们可以利用单片机的定时器和PWM输出功能，实现对电机的精确控制。

我们可以采用编码器或传感器来获取电机的位置和速度信息，以实现闭环控制。

模拟输入输出模块可以连接到工业机器人的传感器和执行器。

我们可以采用模拟输入通道来连接各种传感器，如光电传感器、压力传感器等，以实现对工艺参数的监测。

我们可以采用模拟输出通道来控制执行器，如气缸阀、液压阀等。

通信模块可以实现控制器与上位机或其他设备的通信。

我们可以利用单片机的串口、以太网或CAN总线接口，实现与上位机的数据交换和远程控制。

这样，工业机器人控制器就可以与其他系统集成，实现更复杂的工业自动化系统。

我们需要设计用户界面模块，以方便操作者对工业机器人进行控制和监测。

我们可以利用单片机的LCD显示屏或触摸屏，实现对机器人状态的实时显示和操作控制。

通过用户界面模块，操作者可以方便地设定机器人的工作模式、速度、位置等参数。

基于单片机的工业机器人控制器设计需要考虑单片机型号选择、功能模块设计等因素。

通过合理的设计，我们可以实现对工业机器人的精确控制和监测，提高工业生产的自动化程度和效率。

单片机智能水利系统设计1. 引言在当今社会，水资源的合理利用和管理变得至关重要。

为了提高水利设施的效率和减少资源浪费，智能水利系统的设计和应用成为了一个热门研究课题。

本文将探讨单片机在智能水利系统设计中的应用。

2. 单片机的介绍单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种接口电路的芯片。

它具有体积小、功耗低、性能强等优点，适合用于智能水利系统控制。

3. 智能水利系统的需求智能水利系统的设计目标是通过传感器、执行器和控制器的协作，实现对灌溉、蓄水和排涝等水利设施的智能化控制。

在设计中，需要考虑以下需求：- 控制精度高，能够根据环境条件进行自动调整。

- 系统响应速度快，能够及时对水资源进行调配。

- 具备远程监控和控制的功能，方便用户实时了解系统状态和进行远程操作。

4. 硬件设计4.1 传感器部分在智能水利系统中，传感器的作用是感知环境条件，例如土壤湿度、温度和水位等。

常用的传感器有土壤湿度传感器、温度传感器和压力传感器。

4.2 执行器部分执行器用于控制水利设施的启停和调节。

例如，电磁阀可以通过控制水流的开关来实现对灌溉和排涝的控制。

4.3 控制器部分控制器是智能水利系统的核心部件，负责传感器信号的采集、控制策略的制定和执行器的控制。

单片机作为控制器的核心，可以通过编程实现各种智能控制算法，如PID控制和模糊控制。

5. 软件设计5.1 系统架构智能水利系统的软件设计可以采用分层架构，分为数据采集层、控制层和用户界面层。

数据采集层负责传感器数据的采集和处理，控制层实现控制算法和执行器的控制，用户界面层提供用户交互界面。

5.2 控制算法智能水利系统的控制算法需要根据传感器数据实时调整设备的工作状态。

常见的控制算法包括PID控制和模糊控制，可以根据具体需求选择合适的算法。

5.3 远程监控智能水利系统应具备远程监控和控制的功能，用户可以通过手机或电脑等设备实时了解系统状态并进行远程操作。

软件设计中需要考虑网络通信和用户界面的设计。

基于单片机的工业机器人控制器设计随着工业自动化和智能化的快速发展，工业机器人已经成为工厂中不可缺少的一部分。

它们可以完成高精度、高重复性的工业任务，并且可以在危险环境下工作。

工业机器人控制器是机器人的大脑，它可以控制机器人的运动、执行任务和与其它设备进行通信。

本文将介绍基于单片机的工业机器人控制器的设计。

一、系统架构其中，单片机主控板负责控制机器人的运动，包括驱动电机和控制机械臂。

人机交互界面主板负责与用户进行交互，包括任务调度、监控和显示机器人的状态。

控制信号通过总线进行传输，各个板块之间可以进行数据交换和传递。

二、单片机主控板设计1. 电机驱动设计电机驱动是机器人控制的核心，一个好的电机驱动方案能够保证机器人动作的准确和稳定。

在本设计中，我们采用了步进电机和伺服电机相结合的方案。

步进电机用于定位和瞬时移动，伺服电机用于提供精确的力矩和位置控制。

2. 机械臂控制设计机械臂控制是机器人运动的基础，主控板必须能够控制机械臂的位置和姿态。

在本设计中，我们采用了反向运动学算法来控制机械臂运动。

通过测量机械臂基座和各关节的位置，算法可以计算出机械臂的位置和姿态，从而实现精确控制。

3. 通信接口设计通信接口是机器人控制器必不可少的部分，它能够将机器人连接到工厂的网络中，与其他设备进行通信。

在本设计中，我们采用了以太网接口和CAN总线接口。

以太网接口用于与工厂的网络进行通信，CAN总线接口用于连接机器人的各个子系统。

三、人机交互界面主板设计1. 触摸屏界面设计触摸屏界面是人机交互的必备设备，它可以让用户直接控制机器人的运动和任务。

在本设计中，我们采用了7寸彩色触摸屏和一系列控件，包括按钮、开关、滑动条和文本框等，以方便用户进行控制和监控。

2. 任务调度设计任务调度是控制器的另一个重要功能，它可以让用户预先设置机器人的任务，包括运动轨迹、速度和执行顺序。