避障机器人技术报告

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1、壁障小车技术报告学校：江苏城市职业学院班级：09应用电子（1）班姓名：朱杰学号：18目录摘要I第一章引言11.1设计背景介绍11.2本文章节安排及文献综述2第二章方案选择52.2C8051F360微处理器7第三章硬件介绍20第四章机械结构设计194.1车模组装与改造194.1.1车模组装194.1.2前轮定位的调整194.1.3差速的调整204.1.4电路板的固定与安装20第五章硬件系统设计与实现315.1电源模块315.2电机模块32第六章软件系统设计与实现556.1系统初始化55第七章开发与调试617.1软件开发环境介绍617.2小车车整体调试61

2、第八章结论638.1总结638.2展望63参考文献I附录A：C8051F360封装管脚图及信号说明（48-PinTQFP）I摘要此文基于我们所学的单片机、嵌入式控制及红外传感等相关知识，设计一个可以自动壁障的机器人。学习嵌入式系统的开发应用技术，应该是在基于某种嵌入式微处理器核的系统芯片应用平台上进行。鉴于CIP-51系列处理器核的优良特性及其在业界的广泛应用状况，并结合使用基于机器人项目驱动的嵌入式实训平台的需要，本节对如何构造CIP-51嵌入式开发环境等基本情况进行介绍。第一章引言1.1设计背景介绍机器人作为机械电子学、计算机技术、人工智能等的典型

3、载体被广泛地用来作为工科生的讲授课程之一；模型机器人则逐渐成为素质教育，技能实践的选题之一，各种机器人比赛正蓬勃发展。于信息技术教育与机器人教育的过程中发现，智能机器人涉及了信息技术的几乎所有内容，可以让学生接触并看到信息技术的全景，尤为重要的是智能机器人是信息技术的开放性开发平台，学生可以充分发挥想象力去开发各种智能装置，从而培养学生对信息技术的开发能力，在开发的过程中，培养各种能力，激发学习的兴趣。因此，智能教育机器人平台就显得非常重要，直接关系到学生知识的学习、能力的锻炼、知识的应用及创新思想的形成。以应用为中心的嵌入式系统，以计算机技术为基础，

4、软硬件可裁减，适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统与通用计算机系统相比，具有以下特点：《1》相对于通用计算机系统，嵌入式系统的软硬件资源较少。一般嵌入式系统都是功耗低、体积小，结构紧凑、软件实时性强。《2》嵌入式系统的开发需要特殊方法和专用工具，每一种嵌入式系统之间存在很大的差别。在嵌入式系统的开发、设计等阶段都离不开通用计算机系统。《3》嵌入式系统的设计与开发在大多数情况下考虑的是系统的成本。嵌入式系统设计初期的处理器选择要考虑很多方面的因素，其中成本的大小占有很大比重。由于成本、功耗、功能的不断扩展、运行

5、环境的不可预知性等因素起了极大的负面影响，制约了机器人技术的发展。基于嵌入式系统的机器人控制器以其功耗低、体积小、集成度高、可靠性强等无可比拟的优势，为机器人技术的发展提供了广阔的前景。以C8051F360应用处理器为核心，开发和设计一款开放式的机器人控制系统，它包括机器人主控系统、机器人传感器系统、机器人执行系统、上层编程软件系统。机器人上层编程软件系统编写机器人的应用控制程序，通过仿真器、UART或USB把应用程序下载到机器人主控系统中，根据机器人传感器系统采集的数据对机器人执行系统进行控制，从而实现机器人的执行功能。1.2本文章节安排及文献综述本

6、文系统的介绍了制作本智能模型车的各项技术。具体章节安排如下：第一章引言介绍了本次比赛的背景，引出下文。第二章方案选择将智能车控制系统分解为模块，分别从各个模块讨论本壁障小车系统将要采用的控制方案。在这部分中，为了确定方案我们查找了很多文献，有关于传感器和传感器技术的，如参考文献[3]，[4]；还有关于机器人技术的，如参考文献[5]；以及关于去年比赛的论文，如参考文献[6]。第三章机械结构设计介绍了智能车的搭建与调整，以及摄像头、光栅编码器与电路板的安装。应用了一些相关的汽车理论知识，如参考文献[8]。第四章硬件系统设计及实现分析智能车系统各组成部分为实

7、现特定功能应采用什么样的电路，能达到最好效果同时产生的噪声和对其他电路的干扰最小。参考的主要资料是芯片的datasheet，如参考文献[7]，[9]，[10]，[11]，[12]。第五章理论分析与算法实现从建模的角度分析车的运动形式，最后得出控制算法。其中，数学基础理论参考了文献[13]。在控制算法上，我们对比了模糊控制和PID控制，最终采用模糊控制。主要参考文献有[14]，[15]，[16]。第六章软件系统设计与实现介绍了本智能车系统的初始化，并且壁障程序的设计与分析第七章开发与调试介绍了软件开发的环境，以及对各部分的调试方法。我们软件开发环境为Si

8、liconLabs集成开发环境，因此，我们仔细研究了SiliconLabs使用指南（参考文献[