湖南省大学生电子设计大赛设计报告

1 自动搬运机器人

王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2

（1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师）

【摘要】

本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。

【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。

1.系统方案选择和论证

1．1 系统基本方案

根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1

图1.1 系统方框图

1．2各模块方案的比较与论证

（1） 控制器模块

根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。

方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。

方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件 黑线检测模块 控制器模块 小车驱动模块

显示模块

2 的核心。AT89S52单片机作为系统控制器。它的功耗低，技术成熟，成本低，引脚较少，硬件布线简单，并且与51系列单片机兼容，AT89S52作为处理传感器传来的信号和控制转电动机的正反转以及数码管显示的核心部件，这样的设计不仅可以降低成本，还可以使系统更加稳定。同时由于安装和调试工作可以并行进行，极大地缩短了总体设计和制造的时间。

全国电子设计大赛报告一等奖

一、选题背景和目的

近年来，随着信息技术的快速发展，电子设计在各个领域得到了广泛应用。电子设计大赛作为展现学生电子设计能力和创新思维的舞台，对于培养学生的综合技能和创新精神具有重要意义。

本次选题旨在设计一款智能家居控制系统，通过利用物联网技术将家电设备连接到一起，实现远程控制和智能化管理，提高家居生活的便捷性和舒适度。

二、设计思路

智能家居控制系统主要包括三个部分：传感器节点、控制中心和手机客户端。其中，传感器节点用于感知环境信息，将其传输给控制中心；控制中心负责接收传感器数据、处理控制指令，并向相应的家电设备发送指令；手机客户端作为用户界面，用于实现用户对家电设备的远程控制和管理。

本次设计选择的传感器节点主要包括温度传感器、湿度传感器和人体红外传感器。温度传感器用于实时感知环境温度，湿度传感器用于感知环境湿度，人体红外传感器则用于感知人体的存在与否。

在控制中心方面，使用单片机作为主控制芯片，通过串口通信模块与传感器节点和手机客户端进行数据交互。当控制中心接收到温度传感器和湿度传感器的数据时，会根据用户事先设置的温度和湿度范围来控制空调和加湿器开关状态。同时，当红外传感器检测到有人在家时，控制中心会自动打开照明系统。 手机客户端则通过与控制中心的无线通信模块进行连接，实现远程控制和智能化管理。用户可以通过手机客户端设置温度、湿度、照明等参数，也可以实时查看家居环境数据。

三、设计过程

本次设计过程中，首先进行了技术调研和需求分析。在技术调研中，对物联网技术、传感器和控制芯片进行了深入了解，帮助确定最合适的技术解决方案。在需求分析中，了解用户对智能家居系统的需求和期望，确定了系统的功能和性能指标。

接下来进行了硬件设计和软件开发。硬件设计方面，根据系统需求选取了合适的传感器和控制芯片，并进行了电路设计、原理图绘制和PCB设计。软件开发方面，采用C语言编写控制中心程序，并使用Android开发工具进行手机客户端的开发。

第1篇

一、项目背景

随着科技的不断发展，电子产品在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。为了提高电子产品的性能和用户体验，我们需要不断进行设计实践和改进。本报告以一款智能手表的设计实践为例，详细阐述电子产品设计的全过程。

二、设计目标

1. 设计一款具有时尚外观的智能手表；

2. 实现基本功能，如时间显示、运动监测、心率监测、睡眠监测等；

3. 提高产品的续航能力；

4. 优化用户界面，提高用户体验。

三、设计过程

1. 需求分析

在开始设计之前，我们首先对市场需求进行了深入分析。通过对目标用户群体的调研，我们发现以下需求：

（1）用户希望智能手表具有时尚的外观，满足个性化需求；

（2）用户关注基本功能，如时间显示、运动监测、心率监测、睡眠监测等；

（3）用户希望产品具有良好的续航能力；

（4）用户希望操作简单，易于上手。

2. 方案设计

根据需求分析，我们确定了以下设计方案：

（1）外观设计：采用简约时尚的设计风格，手表尺寸适中，方便佩戴；

（2）功能设计：实现时间显示、运动监测、心率监测、睡眠监测等基本功能；

（3）续航设计：采用高性能电池，提高产品续航能力；

（4）界面设计：采用简洁直观的界面，提高用户体验。 3. 硬件设计

（1）处理器：选用低功耗、高性能的处理器，确保产品性能；

（2）显示屏：采用OLED显示屏，具有高分辨率、高对比度等特点；

（3）传感器：集成心率传感器、加速度传感器、GPS模块等，实现运动监测、心率监测等功能；

（4）电池：采用高性能、高容量的锂聚合物电池，提高续航能力。

4. 软件设计

（1）操作系统：采用开源操作系统，方便二次开发；

（2）应用软件：开发时间显示、运动监测、心率监测、睡眠监测等应用；

（3）用户界面：设计简洁直观的界面，提高用户体验。

5. 电路设计

（1）主控电路：设计主控电路，实现处理器、显示屏、传感器等硬件的连接；

（2）电源电路：设计电源电路，实现电池供电；

电子技术课程设计设计报告

一、课程目标

知识目标：

1. 让学生理解并掌握电子技术基础知识，包括电路元件的工作原理、电路图的识别与绘制。

2. 培养学生运用电子元件设计简单电路的能力，了解不同类型电子电路的特点及应用。

3. 引导学生掌握电子电路的调试与故障排查方法，提高实际操作能力。

技能目标：

1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，学会设计简单的电子电路。

2. 提高学生的动手实践能力，能熟练操作常用电子仪器、设备和工具。

3. 培养学生团队协作和沟通表达能力，能在小组讨论中积极发表见解，共同解决问题。

情感态度价值观目标：

1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情，树立学习信心。

2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，注重实践与理论相结合。

3. 增强学生的环保意识，了解电子产品的回收与再利用，培养可持续发展观念。

本课程针对年级特点，结合电子技术学科性质，注重理论与实践相结合，以培养学生的动手实践能力和创新精神为核心。课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握电子技术基础知识，提高实际操作能力，培养团队协作和沟通表达能力，以及树立正确的价值观。后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。

二、教学内容

本章节教学内容主要包括以下三个方面：

1. 电子技术基础知识：介绍常用电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的工作原理及特点，电路图的识别与绘制方法，以及基本电路分析方法。

教学内容安排：第1-4课时，对应教材第1章和第2章。

2. 电子电路设计与实践：指导学生运用所学知识设计简单的电子电路，如放大器、振荡器、滤波器等，并进行实际操作。

教学内容安排：第5-8课时，对应教材第3章和第4章。

3. 电子电路调试与故障排查：教授电子电路调试方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高实际操作技能。

教学内容安排：第9-12课时，对应教材第5章。

教学进度安排：

- 第1-4课时：电子元件认知、电路图绘制与分析；