毕业设计13单片机毕业设计.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
课题的提出
随着日本推出一款购物辅助机器人,可以帮助人们更加轻松地进行购物。在出门之前,人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。本课题就是基于这样的背景下研制一种具有自动购物能力的超市购物机器人模型。
研究目的和意义
超市购物机器人是一个很好的试验模型,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。最终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。
主要研究内容
本课题的主要研究内容是:以模型车体为基础架构﹑以MCU为主控芯片,包括直流电机、伺服电机、碰撞传感、红外传感,最终实现能够按照预先制定的程序进行模拟购物。
包括以下几个方面:
1 .硬件设计
机器人组装与系统优化
传感电路的设计与安装
电源模块的设计与实现
2 .软件设计
C语言为主的控制语言设计
解决的关键问题
需解决的关键问题有:
1、硬件各个模块的测试
2、软件的设计与调试
第二章系统方案设计
总体方案
根据系统的特点和设计要求,。该系统主要由MCU、指南针、红外传感、直流电机驱动模块、伺服驱动模块和电源等模块组成。
指南针模块
伺服电机模块
直流电机模块
红外传感模块
碰撞传感模块
单
片
机

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
。
指南针模块:搜集磁场函数,确定机器人所要走的路线以及方向。
直流电机模块:通过两个直流电机控制机器人的两个轮子,从而可以控制其速度。
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。
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
主控制模块

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。

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