单片机控制下的智能机器人循迹避障系统设计.docx

单片机控制下的智能机器人循迹避障系统设计

目录

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

智能机器人循迹避障系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1系统定义与工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2系统发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.3系统发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1主要传感器选型与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.1.1超声波传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.1.2激光雷达传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.1.3视频摄像头．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.2单片机最小系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.1微控制器选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.2.2外部存储芯片选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.2.3电源电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3电机驱动电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.3.1电机类型选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.3.2驱动电路原理图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.3.3保护电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.1系统整体流程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2关键功能模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.2.1超声波测距模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.2.2激光雷达测距模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.2.3视频图像处理模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.3系统调试与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.3.1软件调试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.3.2硬件调试技巧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.3.3性能优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

系统测试与实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

5.1测试环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

5.2测试用例设计与执行．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

5.3实验结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.4问题与解决方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．