单片机的智能小车机器人单片机毕业设计毕业论文.doc

摘 要 基于单片机的智能小车，俗称“机器人”。现在，机器人已经深入到人们的生活中。随着中国教育体制的不断改革，机器人教育将最终成为中国教育事业的主流！ 机器人教育旨在推进青少年的素质教育，培养学生综合能力，让学生体会学习的乐趣，享受成功的喜悦，激发求知欲望，以自信、乐观，勇于挑战的态度面对未来。主要包括： 1、获取新知识：机器人涉及机械结构、自动控制、信息技术学科等； 2、提高动手能力：了解生活环境、提高想象力、创造力、分析解决问题能力； 3、快乐教育：置身于充满趣味性、刺激性、挑战性的活动之中，激发学生学习、探索科技的兴趣； 4、勇于挑战：体验挑战极限、享受成功、提高自信； 5、参与竞赛能力：互相合作 、共同挑战、培养团队合作精神，提高管理能力。 关键词： 机器人、动手、团队、挑战。 第一章 绪 论 1.1 课题的提出 随着日本推出款购物辅助机器人，可以帮助更加轻松地进行购物。在出门之前，们可以提前将所需要购买的物品通过手机传送给卖场机器人系统，预约机器人小助手；抵达卖场之后，预约好的小助手就会在入口等您，并带您到相应的购物区采购物品；自然，采购时候的负重工作也是机器人代劳，它还会沿途介绍相关物品的打折信息，给您提供更齐备的宣传服务。它将帮助一些体弱的老年人，解放他们的双手，让人类更加心安理得的享受购物的乐趣。把人从大量的烦琐的重复的危险的劳动中解放出来 节省出人的脑力物力人力干别的创新之类的事情的主要内容是：模型车体MCU为主控芯片， 第二章 系统方案设计 2.1 总体方案 根据要求， 图2.1系统框图 2.1.1 各模块的功能 MCU采用Freescale 16位 微处理器MC9S12DG128,CPU工作频率可达50MHz，总线频率可达25MHz 伺服电机模块：通过伺服电机控制机器人的两个机械手臂，从而实现取物功能。 传感模块：传感通过红外扫描到货架的距离或碰撞到木板来控制机器人何时进行转弯或取物等动作。 电源模块：由11伏的锂电池提供工作电压。 2.2 信息采集设计方案 在信息采集和路径选择方面采用红外传感器、碰撞传感器和指南针混合寻迹方案。这种方案用红外光电传感器实现“近视”检测，由于红外检测速度快，可对近处的偏差进行快速反映；给主控器充足的时间做出刹车、减速及转弯的决策，可提供的信息量大，采用红外检测和指南针检测相结合检测的迹方案，可大大改善购物车行走路径的准确性，提高购物车的稳定性。  第三章 硬件设计 3.1 主控制模块 1.MCU选型 主控MCU采用Freescale 16位 微处理器MC9S12DG128,CPU工作频率可达50MHz，总线频率可达25MHz。 更大的存储空间：128KB程序存储空间，8KB 的RAM，2KB的EEPROM。丰富的I/O接口：SCI、SPI、IIC、CAN、A/D等接口灵活的PWM模块：8路8位或4路16位PWM模块，每路均可独立操作。 更合理的电源电路设计模块化供电：微处理器、A/D、电机控制等部分独立供电，减少电源相互干扰，提高系统稳定性。 主控板提供常用的通信接口，方便挂接特定的功能模块，如：摄像头和指南针传感器,超声波传感器等。 提供A/D和PWM的外扩功能,传感器接口多达24路. 可下载多套程序可供用户在不同情况下选择自己希望运行的程序; 先进的Zigbee无线技术可让两个以上的机器之间通讯成为现实,这在机器人组网协作工作时可以相互之间通过无线传递信息, 机器人图像识别技术的应用可以让机器人识别颜色以及物体形状并能记忆在机器人大脑中,这些更多的增加了机器人的学习趣味电源的充足性设计：充分考虑系统外接部件的数量，保证满负载时的电源供给。 硬件强大的可扩展性,例如直流电机可拓展到10路以上,每路电流可达5A,伺服电机可拓展15路以上等等. 图3.2电源原理图 3.3 信息采集模块 具体信息采集原理和实现电路如下： 1、 红外路径信息采集模块 红外传感器的检测原理如下图3.3.2所示： 图3.3.1 红外检测原理 红外传感器的电路原理如下图3.3.3所示： 图3.3.2 红外检测原理图 3.4. 指南针信息采集模块 随着数字化技术的发展,目前已实现了基于磁通门、磁感应式和霍尔效应的数字化指南针[1,2]。其中磁通门和磁感应式指南针精度较高,可达到±,° 图3.4.1 直流电机模块 3.5、直流电机模块 直流电机是一种将电能转换为机械能的装置。直流电机有多种不同尺寸和配置。图1所示为教育系列的直流电机，它们非常适合用来控制小型移动机器人的前进、后退、转弯等动作。 图3.5.1直流电机的图片 直流电机工作时需要给电机转子上的线圈通电。电流在线圈中流动便产生一个磁场，该磁场与线圈外固定的永久磁铁产生的磁场相斥。这两个磁场相互作用产生的力可推动电机转子转动。 用于描述电机