基于单片机的搬运机器人系统的设计与制作

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1、存档号：144113215学号：201104032015石家庄铁路职业技术学院毕业设计基于单片机的搬运机器人系统的设计与制作系部电气工程系专业名称电气自动化技术指导教师史振江学生姓名罗本坡二〇一四年一月IV石家庄铁路职业技术学院信息工程系2014级毕业设计（论文）总任务书题目名称基于单片机的搬运机器人的设计与制作课题来源自拟指导教师史振江起止日期2013年12月2日至2013年12月31日设计内容、主要技术参数与工作量（计算说明书、论文字数、图纸张数、外文翻译、计算机应用）利用单片机设计搬运机器人系统，要求实现以下功能：1．搬运

2、车能够在取货台和货架前精确定位；2．能够感知方向，能设定方向行走，并且能自动纠偏；3．能够计算自身行驶距离，计算设定的坐标；4．搬运车能用无线与上位机进行通信，接收命令及向上位机返回坐标信息。课题要求及目标1．通过设计使学生掌握单片机设计的一般思路和方法；2．掌握常用单片机仿真软件的使用方法；3．掌握常用绘图软件绘制和打印电路原理图的方法。使用的工具软件PROTEL99KEIL提交的设计资料1．主要电路和元器件的分析论证；2．PROTEL电路原理图；3．程序流程图；4．制作出红外报警系统。电路基础教研室2013年12月1日1石家

3、庄铁路职业技术学院信息工程系2011级毕业设计（论文）分任务书（软件部分）题目名称基于单片机的搬运机器人的设计与制作课题来源自拟指导教师史振江起止日期2013年12月14日至2014年1月8日设计内容、主要技术参数与工作量（计算说明书、论文字数、图纸张数、外文翻译、计算机应用）利用单片机设计搬运机器人系统，要求实现以下功能：1．搬运车能够在取货台和货架前精确定位；2．能够感知方向，能设定方向行走，并且能自动纠偏；3．能够计算自身行驶距离，计算设定的坐标；4．搬运车能用无线与上位机进行通信，接收命令及向上位机返回坐标信息。课题要求

4、及目标1．通过设计使学生掌握单片机设计的一般思路和方法；2．掌握常用单片机仿真软件的使用方法；3．掌握常用绘图软件绘制和打印电路原理图的方法。使用的工具软件PROTEL99、KEIL提交的设计资料1．主要程序流程图；2．PROTEL电路原理图；3．系统调试数据；进度计划阶段日期计划完成工作量指导教师检查意见备注12月2日～12月8（1周）查阅资料，设计程序流程图12月9日～12月15（1周）程序编写与调试12月16日～12月22（1周）系统联调12月23日～12月31（1周）整理论文，准备答辩电路基础教研室2013年12月1日1

5、摘要本论文利用单片机设计了自动搬运小车系统，实现了小车自动搬运货物功能。系统由单片机主控模块、电机驱动模块、电子罗盘模块、无线串口通讯模块、码盘测速模块五部分电路组成。利用单片机接收电子罗盘采集的数据，实现小车对方向的采集。上位机通过无线串口向小车发送指令，控制小车的工作。同时，小车通过码盘对行驶距离进行测量，并将行驶坐标返回。此系统具有自动化程度高、控制简单、适应性强等特点。关键词：电子罗盘；PWM脉宽调制；码盘测速；串口通信1目录前言1第1章总体设计21.1总体框图21.2软、硬件功能划分2第2章系统原理图与引脚分配32.1

6、总体电路图32.2单片机引脚分配4第3章系统软件设计53.1流程图53.1.1主程序流程图53.1.2INT0外部中断服务子程序流程图53.1.3定时器1中断服务子程序流程图63.1.4串口1中断服务子程序流程图63.2部分源程序7第4章系统调试84.1KeilC51系统调试界面和程序调试84.1.1HMC5983电子罗盘模块的校准84.2模块的单独调试及联调104.2.1串口通信104.2.2电子罗盘采集数据并显示114.2.3电机驱动模块PWM输出124.3自动搬运小车与上位机的联合调试134.3.1VB上位机部分134.3

7、.2自动搬运小车整体调试及上位机监控13第5章毕业设计总结15致谢16参考文献171前言随着传感技术的迅速发展以及工业自动化程度的提高，越来越多的工厂正在走向自动化生产，而以往的传送带、电动货梯已不能满足工厂对零散货物的搬运需求。叉车搬运虽然灵活方便、可操作性强，但是当工厂生产量增大，就需要更多的操作工，以及更密集的工作时间才能保证工厂对货物搬运的需求。另一方面，随着传感技术的逐步成熟，高精度、抗干扰的传感器价格也越来越低，再结合上单片机技术、通信技术的发展及成熟，利用单片机控制的自动搬运车将成为可能。由于控制系统的性价比高，稳

8、定性强，能适应恶劣环境，今后将在很大程度上代替人工操作，成为工业自动化发展的大趋势。目前自动无人搬运车系统（AGVS），大多以微处理器、传感器以及监控设备组成。常见的传感器有：巡线传感器、陀螺仪传感器、GPS定位传感器等，但都存在局限性，例如：不能适应复杂恶劣的