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自主移动机器人小车设计.pdf
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自主移动机器人小车设计
自主移动机器人小车设计
摘 要
智能作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,智能就是按照预先设定的模式
在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更
高的目标。本设计采用凌阳超声波测距模块检测小车与障碍物的距离并语音提示,以
凌阳 SPCE061A 单片机为控制芯片控制机器人小车的移动及转向,来实现小车的自动
避障和报警功能。其中小车驱动由 L298N 驱动电路来完成
。
关键词 自主移动 避障 SPCE061A单片机 L298N 超声波
I

自主移动机器人小车设计
Independent Mobile Robot Car Design
ABSTRACT
Intelligent as modern society of new product, is the development direction of the
future, intelligence is that according to the predetermined pattern in a specific environment
to be automatic operation, no user management, then can be expected to finish what you
are trying to achieve the goal. This design use the sunplus ultrasonic ranging module
testing the car and obstacles distance and voice prompt to sunplus SPCE061A
microprocessor control chip for control of the robot car moves and steering, to realize the
automatic obstacle avoidance and car alarm function. Among them the small car driven by
L298N drive circuit to complete.
KEY WORDS the independent movement,obstacle avoidance,SPCE061A,L298N
ultrasonic
II

目 录
中文摘要
...............................................................................................................................................I
英文摘要
............................................................................................................................................. II
1 绪论
................................................................................................................................................... 1
1.1 机器人小车的意义和作用
......................................................................................... 1
1.2 机器人小车的现状
........................................................................................................1
2 方案设计
........................................................................................................................................ 3
2.1 主控系统的比较与选择
.............................................................................................. 3
2.2 避障单元的比较与选择
.............................................................................................. 3
2.3 电机驱动模块的比较与选择
...................................................................................3
2.4 驱动电机的比较与选择
............................................................................................. 4
2.5 电源模块的比较与选择
.............................................................................................. 5
2.6 系统总体框图
................................................................................................................... 5
3 硬件设计
........................................................................................................................................ 6
3.1 SPCE061A 芯片的特点及其功能
............................................................................ 6
3.2 SPCE061A 芯片内核结构
............................................................................................7
3.3 SPCE061A 的语音播报功能
........................................................................................ 7
3.4 超声波测距模块
.............................................................................................................. 8
3.4.1 超声波测距模组的电路原理图
...........................................................................10
3.4.2 超声波电源接口
...................................................................................................... 11
3.4.3 测距程序流程图
...................................................................................................... 12
3.5 L298N 电机驱动模块
..................................................................................................12

3.5.1 L298N 主要特点
........................................................................................................ 14
3.5.2 电机驱动模块连接图
.............................................................................................14
4 软件设计
...................................................................................................................................... 16
4.1 软件调试平台
................................................................................................................. 16
4.2 程序设计流程图
............................................................................................................ 17
5 制作安装与调试
...................................................................................................................... 18
5.1 硬件制作
............................................................................................................................ 18
5.2 系统调试
............................................................................................................................ 19
5.2.1 硬件调试
....................................................................................................................19
5.2.2 软件调试
....................................................................................................................21
5.2.3 联合调试
....................................................................................................................21
5.2.4 本系统存在的问题
.................................................................................................. 21
5.2.5 本系统可行的改进措施
......................................................................................... 22
结束语
................................................................................................................................................. 23
致 谢
................................................................................................................................................. 24
参考文献
............................................................................................................................................ 25
附 录
................................................................................................................................................. 26

自主移动机器人小车设计
1 绪论
1.1 机器人小车的意义和作用
自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、
宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生
活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中,制造能替代人劳动的机器一直
是人类的梦想。随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全
国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有机器人小车这方面的题目,全国各高校也都
很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,设
计的自主移动小车应该能够具有语音提示,避障功能,根据题目的要求,确定如下方
案:在现有玩具电动车的基础上,加装超声波传感器及电机驱动模块,实现对小车的
实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数
据实现对小车的智能控制。
该小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分:传感器检测部分、
执行部分、CPU。机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线
和障碍物。可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动
躲避。基于上述要求,传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像,只要求
粗略感知即可,所以可以舍弃昂贵的 CCD 传感器而考虑使用价廉物美的超声波传感器
来充当。智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和
速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择
有 PWM 功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟 PWM 输出调制,
需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情
况,本文选择第二种方案。CPU 使用
SPCE061A
单片机,配合软件编程实现。
1.2 机器人小车的现状
随着电子技术、计算机技术、智能控制技术的飞速发展,产品的智能化和小型化
越来越成为人们关注的热点。各种智能小车在智能化玩具中占了很大的比例。近年来,
传统玩具的市场逐步缩水,高科技智能化的电子类玩具则逐步成为市场的主流。因此,
可遥控的智能化小车的研究是非常有意义的,具有很大潜在市场价值的。智能小车,
1
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- Sadelephants2022-12-15实在是宝藏资源、宝藏分享者!感谢大佬~
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