机器人自动寻迹控制系统毕业设计说明书Word格式.docx

机器人自动寻迹控制系统毕业设计说明书Word格式.docx

《机器人自动寻迹控制系统毕业设计说明书Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机器人自动寻迹控制系统毕业设计说明书Word格式.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械工程及其自动化

题目:

机器人自动寻迹控制系统的设计

指导者：

张雯

高级工程师

（姓名）

（专业技术职务）

评阅者：

樊黎霞

教授

2011年5月

南京理工大学

毕业设计（论文）评语

学生姓名：

班级、学号：

题目：

综合成绩：

指导者评语：

指导者（签字）：

年月日

评阅者评语：

评阅者（签字）：

答辩委员会（小组）评语：

答辩委员会（小组）负责人（签字）：

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本设计是一种基于单片机控制的简易机器人自动寻迹控制系统的设计，包括小车系统构成软硬件设计方法。

小车以AT89S52单片机为控制核心,用单片机产生PWM波，控制小车速度。

利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号通过相应的端口反馈给单片机。

单片机对采集到的信号予以分析判断,将控制信号传给电机驱动芯片L293D，一片L293D芯片控制两个直流减速电机，及时控制驱动电机以调整小车速度与转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。

其中，还包括通过7805稳压芯片对芯片供电电路的设计，电路部分与机械部分的有机结合在特定程序下经过多次调试便能实现上述功能。

关键词AT89S52L293D光电传感器稳压电路

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title

Tracingcontrolsystemforautomaticrobot

Abstract

Thisdesignisasimpledesignofasmartauto-trackingvehiclewhichbasedonMSCcontrol.Theconstructionofthecar,andmethodsofhardwareandsoftwaredesignareincluded.ThecaruseAT89S52asheartofcontrolinthissystem.ThencontrolthespeedofcarbyusingPWMwavesproducedbyAT89S52.detecttheblacktrackontheroadwithinfraredphotoelectricsensor,Andsendthesignaltothemicrocontrollerthroughtheappropriateport.TheMicrocontrollerthenanalysisthecollectedsignal,andcontrolthemotordriverICL293DwhichcouldcontrolthespeedoftwoDCgearmotor.

Sothatthecarwillautomaticallytravelalongtheblackpath.Italsoincludesthe7805voltageregulatorchipwhichcouldusedbythevoltageregularcircuitandproducethepowerforthechip.Partofthecircuitandmechanicalpartscombineinaspecificofprocedurescanachievetheabovefunctionsthroughthemanydebugging.

朗读

显示对应的拉丁字符的拼音

字典

1.名词

1.electriccircuit

KeywordsAT89S52L293Dphotoelectricsensorvoltageregularcircuit

目次

1绪论………………………………………………………………………………1

1.1机器人概述……………………………………………………………………1

1.2移动机器人研究现状…………………………………………………………2

1.3移动机器人的关键技术………………………………………………………4

1.4移动机器人研究背景及其意义………………………………………………6

1.5论文简介及论文所做的工作…………………………………………………7

2寻迹小车整体结构设计…………………………………………………………8

2.1寻迹小车运动结构选型………………………………………………………8

2.2模块方案比较与论证…………………………………………………………9

2.3最终方案………………………………………………………………………13

3硬件实现及单元电路设计………………………………………………………15

3.1车身设计………………………………………………………………………15

3.2AT89S52主控制芯片介绍……………………………………………………16

3.3单片机在机器人自动寻迹小车中的功能……………………………………20

3.4寻线系统设计…………………………………………………………………20

3.5电机驱动电路的设计…………………………………………………………22

3.6稳压电路及稳压芯片简介……………………………………………………28

4软件实现…………………………………………………………………………29

4.1程序设计总体思路……………………………………………………………29

4.2传感器布置位置………………………………………………………………29

4.3小车的几种状态………………………………………………………………29

4.4传感器数据处理及寻迹流程图………………………………………………31

4.5单片机实现寻迹的程序设计…………………………………………………34

5系统调试…………………………………………………………………………36

5.1调试轨道介绍…………………………………………………………………36

5.2调试实际结果分析……………………………………………………………36

5.3调试过程中遇到的问题及解决方案…………………………………………36

结论…………………………………………………………………………………41

致谢…………………………………………………………………………………43

参考文献……………………………………………………………………………44

附录A机器人自动寻迹控制系统单片机C程序………………………………46

图1机器人自动寻迹控制系统实物图…………………………………………51

图2机器人自动寻迹控制系统面包板调试图…………………………………52

图3机器人自动寻迹控制系统原理图及PCB板设计图………………………53

表1所用零件列表………………………………………………………………55

1绪论

现代科学技术的快速发展，特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展，机械行业已经发生巨大的变化而且还将继续发生更为深刻的变化。

微电子技术与机械技术的紧密结合，特别是微型计算机技术与机械技术的紧密结合，现代机械技术所拥有的技术较以往远为高，远为新，远为广，远为复杂而先进，机电一体化产品与技术是十分突出的表现之一[1]。

这种深刻的变化是一个及其强大的趋势和严峻的挑战，而且这种趋势​​所带来的挑战，是不应该抗拒，而且不可抗拒的。

进入二十一世纪，人们越来越多地感受到了机械进入工业，服务业，医疗业，保健业，娱乐业的坚实的步伐。

1.1机器人的概述

机器人，它是一个非常直观的话语，它已经问世几十年，但科学界对机器人的定义仍然是仁者见仁智者见智，仍然没有统一的意见，原因之一是，科学技术的快速发展，在信息与技术时代下，新模式、新功能的机器人不断涌现，机器人的功能越来越丰富，但是，这一争论的根源却在于机器人已经涉及到人的概念，已经成为一个哲学问题。

鉴于种种原因，在综合权衡之下，我国的科学家对机器人的定义给出了比较全面的看法：

“机器人是一种自动化的机器，所不同的是，这台机器已与人或生物智能能力有一些相似之处，如知觉、策划能力、运动能力和协作能力，是一个高度灵活的自动化机械。

”国际上对于机器人定义的观点主要分以下几类：

（1）英国简明牛津字典给出的定义。

机器人是“貌似人的自动机，具有智力的并且顺从人的但不具人格的机器”。

这个定义不是完全正确，因为当今在运行的机器人中还不存在和人类完全相似的。

这只是一个理想情况下的机器人。

（2）美国机器人协会（RIA）的给出的定义。

机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手（manipulator）”。

虽然这个定义相对而言是比较实用的，但并不全面。

这里指的只是简单的工业机器人。

（3）日本工业机器人协会（JIRA）的定义。

工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器（endeffecter）的,能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”[2]。

1.2移动机器人研究现状

随着计算机技术、微电子技术、信息处理技术和智能控制技术的飞速发展，机器人技术已逐步深化和细化，作为机器人技术重要领域的移动机器人，越来越受到人们的重视，并且已经不断的向智能化，多元化的方向发展，移动机器人发展快，应用越来越广泛。

从机器人足球赛到陆地无人自主车赛，从无人机到机器鱼，从资源勘探到战场机器人，移动机器人已涉及农业生产，军事应用，海洋开发，太空探索，社会服务，娱乐等许多方面移动机器人的研究不仅可以推动科学技术的向前发展，同时其应用必将带来巨大的经济效益和社会效益[3]。

1.2.1移动机器人国外研究现状

美国国家科学委员会已经预言：

“坦克是20世纪的核心武器，21世纪的核心武器是无人作战系统，在2000年之后将陆续派出遥控无人地面作战系统部队，并且陆续投入到战场。

”为此，八十年代以来，美国国防高级研究计划局（DARPA）专门立项，制定了针对地面无人作战平台的战略计划。

自那时以来，全世界拉开了全面研究室外移动机器人的序幕，如DARPA的“战略电脑“自主地面车辆方案（ALV的）计划（1983-1990），能源部制定的长达十年的机器人与智能系统计划（RIPS，1986-1995），以及紧随其后的空间机器人方案；

位于日本的通产省组织的极限环境下作业的机器人计划；

位于欧洲尤里卡中的机器人计划等。

早期的研究，主要是从学术的角度研究室外机器人的体系结构和信息处理方式，并进行验证试验系统的建立。

虽然八十年代由于对的机器人智能行为期望太高，导致对室外机器人的研究并没有达到预期的效果，却引导了相关技术，从而为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验，而且也促进了其他国家移动机器人的研究和发展的。

步入九十年代，随着科学技术的发展与进步，移动机