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基于单片机自动壁障机器人的研究_.doc
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基于单片机自动壁障机器人的研究_.doc
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摘 要
随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成程度越来越高,单片机已
可以在一块芯片上同时集成 CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、
看门狗、前置放大器、A/D 转换器、D/A 转换器等多种电路,这就很容易将
计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统。这种技术促使机器
人技术也有了突飞猛进的发展,目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特
殊功能的简易智能机器人。
关键字: 单片机,传感器,转换器,机器人.
Abstract
Abstract: with the development of microelectronic technology,
microprocessor chip integration degree more and more high, SCM has in
one chip and integrated CPU, memory, timer / counter, parallel and serial
interface, watchdog, preamplifier, A / D converter, D / A converter and
other circuits, it is easy to the combination of computer technology and
measurement and control technology, intelligent measurement and
control system. This technology to robot technology has make a spurt of
progress of development, at present has been entirely simple intelligent
robot is designed and manufactured with certain special functions.
Keywords: Microcontroller, sensor, transducer, robot
目 录
摘 要 .........................................................................I
目 录 ..........................................................................IV
第一章 绪论 ......................................................................1
1.1 机器人的定义 .............................................................1
1.2 国内外移动机器人研究现状及发展趋势 .......................................1
1.3 课题研究的意义 ...........................................................2
1.4 本设计任务和主要内容 .....................................................2
第二章 系统主要硬件电路设计 ......................................................3
2.1 系统原理组成框图 .........................................................3
2.2 系统主控模块电路..........................................................3
2.2.1 STC89C52 单片机性能优点.............................................3
2.2.2 主控模块电路........................................................4
2.3 电机控制 .................................................................5
2.4 电源及稳压模块............................................................5
2.4.1 方案 1:采用交流电经直流稳压处理后供电 ..............................5
2.4.2 方案 2:采用干电池组进行供电 ........................................6
2.4.3 方案 3:采用可充电蓄电池供电 ........................................6
2.5 传感器模块................................................................7
2.6 逻辑模块..................................................................8
2.7 感测模块..................................................................9
2.1.1 方案 1:使用超声波探测器............................................9
2.1.2 方案 2:使用光电对管探测............................................9
2.7.3 方案 3:使用视频采集处理装置进行探测 ................................9
2.7.4 方案 4:使用光电开关进行障碍物信息采集..............................9
2.8 连接模块.................................................................10
2.9 电机驱动模块.............................................................11
2.9.1 方案 1:使用分立原件搭建电机驱动电路 ...............................11
2.9.2 方案 2:使用 L298N 芯片驱动电机 .....................................12
2.10 显示模块:..............................................................12
2.10.1 方案 1:采用数码管显示 ............................................12
2.10.2 方案 2:采用液晶显示..............................................13
第三章 系统软件设计 .............................................................14
3.1 程序设计流程图...........................................................14
3.2 系统主程序设计...........................................................15
3.4 PWM 信号控制机器人走向流程图.............................................16
3.5 PWM 信号控制电机流程序...................................................17
3.5 液晶 128×64 初始化及各显示子程序 ........................................18
第四章 结束语 ...................................................................21
第一章 绪论
1.1 机器人的定义
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、
仿生学等多学科而形成的高新技术,集合了多学科的发展。新机型、新功能不断涌
现且机器人涉及到人的概念,各国关于机器人都有自己的定义。我国科学家对机器
人的定义为机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物
相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协调能力,是一种具有高度
灵活性的自动化机器”日本工业机器人协会把工业机器人定义为“一种装备有记忆装
置和末端执行器的,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”。
联合国标准化组织定义为:机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多
功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助于可编程操作来处理各种材料、零
件、工具和专用装置,以执行各种任务。随着人们对机器人技术智能化本质认识的
加深,我国也面临讨论和制定关于机器人技术的各项标准问题。
1.2 国内外移动机器人研究现状及发展趋势
斯坦福研究院(SKI)在 1966 年至年中研制出了第一台自主移动机器人,其目的
是研究应用人工智能技术,在复杂环境下机器人系统的自主推理、规 划 和 控 制。
与 此同时,最早的操作式步行机器人也研究成功,以解决机器人不平整地域内的运
动问题,设计并研制出了多足步行机器人。70 年代末期,随着计算机的应用和传感
技术的发展,移动机器人研究又出现了新的高潮,80 年代中期世界著名的公司开始
研制移动机器人平台,这些移动机器人主要作为大学实验室及研究机构的移动机器
人实验平台,从而促进了移动机器人学多种研究方向的出现。1996 年。美 国 航
空 航 天 局 NASA 研制的活性探测移动机器.Ksojourner 首次登上活性执行科学考
察任务,利用移动机器人技术进行空间探测和开发成为 21 世纪全球各主要国家开展
科技和空间资源竞的主要目标。为了在火星上进行长距离探险,又开始了新一代样
的研制,命名为 Rocky7,并在 Lavic 湖的岩溶流上和干涸的湖床上进行了成功的实
验。2002 年丹麦 iRobot 公司推出了吸尘器机器人 Roomba,它能避开障碍,自动设
计行进路线,还能在电量不足时,自动驶向充电座。2003 年 7 月 7 曰美国的“机遇”
号火星探测机器人成功升空,开始踏上去火星找寻水和生命存在踪迹的慢慢旅途。
在欧美、日本等发达国家,移动式服务机器人已广泛应用于医疗福利服务、商场超
市服务、餐厅旅馆服务、维修清洗服务和家庭服务。
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oligaga
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