单片机开发智能寻迹机器人
基于单片机的智能循迹小车开题报告（4）
基于单片机的智能循迹小车开题报告（4）课程设计（论文）开题报告学生姓名指导教师课题性质设计□论文□课题来源科研□教学□生产□其它□课程设计（论单片机智能循迹机器人小车文）题目一、课题目的及意义根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
功能的组合多样，使得学生可以充分发挥自主能力，制作出不同的机器人。
它为学校进行机器人竞赛和毕业项目设计建立了实物平台，是学校教师授课变得更轻松有趣。
同时也能改变学生学习模式和激发学习兴趣。
更是作为验证学生学习效果的有力工具。
良好的电路板设计，让学生制作变得方便容易，其大大提高了学生的制作成功率。
提高了学生对电子电路的兴趣。
二、研究现状根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
智能寻迹机器人采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑。
以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52为主芯片。
40脚的DIP封装使它拥有32个完全IO(GPIO—通用输入输出)端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制电路，执行电路共同完成寻迹机器人。
P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1和电机2。
由电机的正转与反转来完成机器人的前进，后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。
在机器人前进时如果前方有障碍物，由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管，红外接管将此信号经过P3.7传送入AT89S52中，主芯片通过内部的代码进行机器人的绕障碍物操作，同时主芯片将P3.7的信号状态通过P2.5的LED 指示灯显示出来。
自动循迹机器人(附有程序)
全国大学生电子设计竞赛自动循迹小车摘要摘要：本设计主要包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。
信号检测模块采用LCD1314电感数字转换器，通过IIC总线与从机通信从而实现循迹和检测硬币。
主控电路采用MC9S12SX128单片机为控制芯片。
电机驱动模块采用L298N 专用电机驱动芯片。
信号检测模块将采集到的路况信号发送给MC9S12SX128单片机，经单片机处理过后对L298N 发出指令进行相应的调整。
单片机通过输出PWM波和对LDC1314采集的信息进行处理，来控制小车的速度及转向并实现自动循迹的功能。
关键词：智能小车，MC9S12SX128，L298N IIC总线ldc1314目录一、系统方案论证 (4)1．系统结构 (4)2．方案论证比较 (4)(1)微控制器模块 (4)(2)电机模块 (4)(3)电机驱动模块 (4)(4) 显示模块 (5)(5) 电源模块 (5)二、测控方法分析 (5)1．控制算法分析 (5)2．运动控制分析 (6)三、系统电路设计 (7)1．系统结构 (7)2．电路设计 (7)四、系统测试与分析 (8)1．测试方案 (8)2．测试条件与仪器 (8)3.测试结果 (8)(1)基本一测试 (8)(2)基本二测试 (8)(3) 基本三测试 (8)五、测试分析与结论 (9)参考文献 (9)附录1：部分源程序 (10)自动循迹小车（C题）【本科组】一、系统方案论证1．系统结构系统以MC9S12XS128单片机为主控器，以5110显示屏、L298N驱动模块、直流电机分别实现转速、时间、距离显示、驱动等功能。
使用C语言编写程序，通过速度编码器检测并读出车轮的转速，并通过触摸按键选择系统的转速模式，实现不同速度的调节。
2．方案论证比较(1)微控制器模块方案一：MC9S12XS128单片机飞思卡尔官方函数库应用简便，开发周期短，速度和功耗方面优势明显。
方案二：51单片机指令集简便，超低功耗，熟练使用开发周期长。
开题报告-智能循迹机器人设计(软件部分)
开题报告-智能循迹机器人设计（软件部分）一、选题的依据及意义智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以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。
同遥控机器人不同，遥控机器人需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控机器人还能控制其速度，而智能机器人，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
所以关于机器人的研究也就越来越受人关注，本设计就是在这样的背景下提出的，为了适应机电一体化的发展在机器人智能化方向的发展要求，提出简易智能机器人的构想，目的在于:通过独立设计并制作一台具有简单智能化的简易机器人，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。
1、加深课堂上的学习由于单片机教学例子有限，因此，开展智能循迹智能机器人的研究工作，正适合自动化专业，能综合学生课堂上的知识来实践，使学习者更好的了解单片机的发展，而制作智能机器人为自动化专业学科的学生学习和掌握单片机技术有很大的帮助，对自动化专业学科的学生进一步巩固已学知识加深已学知识起到促进作用，引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成果、提高素质，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力的优秀人才。
通过此次的单片机循迹机器人制作，使学生从理论到实践，初步体会单片机的设计、制作、调试和成功完成项目的过程及困难，以此学会用理论联系实际，更能通过对实践中出现的不足与学习来补充教学上的盲点。
2、从理论转为实际运用智能机器人在网络环境下利用信息技术、智能控制技术、自动控制、模式识别、传感器技术、电气、计算机和机械等多个学科的，近年来，智能机器人在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛运用，已成为人工智能领域研究和发展的热点。
基于单片机智能循迹机器人控制系统的设计与实现
仪器仪表用户
Ｎ Ｃ Ｖ ｏ １ ． ２ ４
２ ０ １ ７ Ｎｏ ． ５
基 于单 片机 智能循迹机器 人控 制 系统 的设计 与实现
刘 立 军
（ 辽 宁机 电职业技术 学院，辽宁 丹东 １ １ ８ ０ ０ ９ ）
ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
框 图如图 １ 所示 。
智能循 迹机器 人解决 方案 。设计 以光敏 传感模 块 、单片 机 系统模 块和 电机驱 动模 块等硬 件模块 组成 的机器人 ，实 现
机器人在规定 的道路上 的行驶 ｌ 。
ｉ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ， ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｄ ｅ ｃ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ， ｌ ｅ ｆ ｔ
家用电器 、自动驾驶 、智能导航和抢险救灾等领域 ’ 。
系 统的智能控 制模块 。本 系统 的独特之处在 于没有人 为干
基于51单片机类人机器人智能巡线的设计与实现
基于51单片机类人机器人智能巡线的设计与实现一、引言随着科技的不断发展，机器人逐渐成为了人们生活中重要的一部分。
类人机器人作为其中的一种，能够模拟人类的行走和动作，能够执行一些特定的操作任务。
在实际应用中，类人机器人需要具备智能巡线的功能，以能够根据环境变化实时调整行走方向。
合理的设计与实现类人机器人智能巡线功能对于提高机器人的实际应用效果至关重要。
本文基于51单片机，介绍了一种基于光电传感器的类人机器人智能巡线设计与实现的方案。
二、设计原理1.光电传感器光电传感器是智能巡线的核心部件，能够接收外界光线的变化，将其转化为电信号并输出给单片机进行处理。
为了使机器人能够智能巡线，需要在机器人两侧各安装一个光电传感器来感知地面的黑线。
2.单片机控制3.电机驱动机器人的行走由两个电机驱动，通过控制电机的转动方向和转速来改变机器人的行进方向和速度。
可通过PWM技术来控制电机的速度，通过H 桥电路来控制电机的转向。
三、设计步骤1.硬件设计根据机器人的设计要求，确定机器人的形状和电路配置。
将两个光电传感器连接到单片机的IO口上，通过IO口读取光电传感器输出的电信号。
利用H桥电路控制电机的转向，通过PWM信号控制电机的速度。
2.软件设计在51单片机的开发环境下编写巡线控制程序。
主要包括读取光电传感器的电信号、判断传感器的状态、根据判断结果控制电机的转向和转速等功能。
程序流程如下：-初始化各个IO口和定时器-循环读取光电传感器的输出电信号-根据光电传感器输出的电信号判断传感器的状态-根据传感器状态控制电机的转向和转速-在循环中不断更新电机的状态，实现智能巡线四、实施与测试根据设计步骤进行硬件搭建和软件编程后，进行实际测试。
将机器人放置在黑线上，开启电源，观察机器人行走情况。
当机器人移动到黑线外时，根据光电传感器感知到的情况，及时进行调整，使机器人重新回到黑线上行走。
在测试过程中，可以根据实际情况进行一些参数的调整，如阈值的设置，紧急停止机制的优化等。
单片机控制系统在智能巡检机器人中的应用
单片机控制系统在智能巡检机器人中的应用智能巡检机器人作为一种新兴的机器人应用技术，具有检测、监控、维护等多种功能，能够广泛应用于工业、医疗、安防等领域。
然而，要让一个机器人实现这些功能，涉及到复杂的控制系统。
在这方面，单片机控制系统具有着很大的优势。
本文将探讨单片机控制系统在智能巡检机器人中的应用。
一、单片机控制系统的基本原理单片机作为一种微型电脑，集成了CPU、RAM、ROM、I/O接口等核心部件，能够完成数据的输入、处理和输出等工作。
单片机控制系统的基本原理是通过编程控制单片机的工作模式和输入输出信号，实现对机器人各个功能的控制。
二、单片机控制系统在智能巡检机器人中的应用1. 动力系统控制智能巡检机器人通常由多个电机驱动，包括前进、转向、摄像等电机。
而单片机控制系统可以通过以恰当的算法控制这些电机的工作状态，实现机器人的准确移动和定位。
2. 传感器数据采集和处理智能巡检机器人需要通过多种传感器获取周围环境的信息，如温度、湿度、压力、距离等。
而单片机控制系统可以通过相应的接口对传感器进行数据采集，并进行实时处理，使机器人能够准确地感知和分析环境信息。
3. 路径规划与导航智能巡检机器人需要根据任务要求规划巡检路径，并能够在执行过程中实时调整路径。
单片机控制系统可以通过特定的算法，根据传感器收集到的环境数据和机器人的位置信息，进行快速、精准的路径规划和导航。
4. 任务执行控制智能巡检机器人需要根据任务需求完成一系列操作，如拍照、监测、报警等。
而单片机控制系统可以根据外部信号触发相应的任务执行，并在完成后及时反馈执行结果。
5. 数据存储与通信智能巡检机器人通常需要将采集到的数据存储起来，并通过通信模块与上位机进行数据交互。
单片机控制系统可以实现对采集数据的缓存和存储，并通过串口、WiFi等通信接口与上位机进行数据传输和信息交换。
三、单片机控制系统在智能巡检机器人中的优势1. 成本低廉相较于其他控制系统，单片机控制系统具有成本低廉的优势，这对于大规模应用的智能巡检机器人项目来说是非常重要的。
【精品毕设】基于51单片机类人机器人智能巡线的设计与实现
毕业设计指导课基于51单片机类人机器人智能巡线的设计与实现摘要：针对类人机器人如何在规定的赛道上实现智能巡线行走的问题，提出采用利用灰度传感器识别赛道，并以51单片机为核心对机器人编程控制的方法，实现该类人机器人通过识别白色光敏带赛道，遇到转弯信号能及时反馈并准确转弯的功能。
通过脱机运行、步态调试和现场模拟等实验表明，基本实现类人机器人在规定赛道智能巡线行走，但存在反应调整时间长、速度较慢等问题还未有效解决。
经过适当改造之后，该机器人既能克服传统类人机器人结构复杂行走不稳的缺点，又可以在一定程度上模仿人类行走动作，实现在复杂外部环境地形内探测行走的问题。
关键词：智能巡线；灰度传感器；51单片机；类人机器人Design and Implementation of Intelligent Robot Tracking Control SystemBased on 51 SinglechipAbstract: For how the humanoid robot in the provisions of the track to achieve intelligent patrol line walking problem,proposed to use the gray sensor to identify the track and 51 single-chip as the core of the robot programming control method, To achieve the type of human robot through the identification of white light-sensitive track, encountered turn signal can be timely feedback and accurate turning function. Off-line operation, gait debugging and field simulation experiments show that the basic realization of the humanoid robot in the provisions of the track intelligent patrol line walking, but there is a long time to adjust the reaction, the speed is slow and other issues have not been effectively resolved. After appropriate modification, the robot can overcome the shortcomings of the traditional humanoid robot structure complex movement instability, but also to a certain extent, imitate the human walking action, in the complex external environment to detect the problem of walking within the terrain.Keywords: Intelligent inspection line; Gray scale sensor; 51 single chip; Humanoid robot目录目录 (1)第一章引言 (2)1.1选题背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3本文主要研究内容及章节安排 (3)第二章类人机器人的设计及控制 (3)2.1 类人机器人的智能巡线系统设计 (3)2.2 系统的优越性 (4)第三章硬件设计 (5)3.1 51单片机的电路设计 (5)3.2 灰度传感器的使用 (5)3.3 C型足的设计 (5)第四章总结 (6)参考文献 (7)第一章引言1.1选题背景及意义机器人技术是一项有远大前景的技术，不仅在科学、军事、工业、生活领域变得越来重要，而且智能教育机器人的研究也越来越普及。
单片机应用——智能循迹小车设计
单片机应用——智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机技术的智能机器人，它可以自动跟随线路进行行驶，具有很高的应用价值，被广泛地应用在工业控制和家庭娱乐等领域。
本次智能循迹小车的设计采用的是AT89C51单片机，通过巧妙的编程和外接传感器的配合来实现小车的自动识别和跟踪线路的功能。
下面我们来具体阐述一下智能循迹小车的设计过程。
一、硬件设计智能循迹小车的硬件系统包括电机驱动电路、传感器电路、控制板电路、电源电路等几个部分。
其中，电机驱动电路是实现小车行驶的关键，它通过外接减速电机来带动小车的轮子，从而实现前进、后退、转弯等基本动作。
传感器电路则用来检测小车当前所处的位置和前方的路况，从而将这些信息传递给单片机进行处理。
控制板电路是整个硬件系统的核心部分，它包括AT89C51单片机、EEPROM存储器、逻辑电路等。
其中，AT89C51单片机是控制整个系统的“大脑”，它通过编写相应的程序来实现小车的跟踪功能。
EEPROM存储器则用来保存程序和数据，以便实现数据的长期存储。
逻辑电路则用来实现各个硬件组件之间的协调工作，从而保证整个系统的正常运转。
二、软件设计软件设计是智能循迹小车系统中最为关键的一环，它直接决定了小车的行驶效果。
为了实现小车的自动跟踪功能，我们采用了双路反馈控制系统，并在此基础上进行了进一步优化和改进。
具体来说，我们先使用PID算法对传感器采集到的数据进行处理，得到当前位置和偏差值。
然后再通过控制电机的转速和方向，使小车能够自动跟随线路前进。
三、应用价值智能循迹小车是一种非常实用的机器人，它具有很高的应用价值。
例如，在农业生产中，可以利用智能循迹小车来进行田间作业，大大提高工作效率和质量；在家庭娱乐方面，智能循迹小车可以作为一种智能玩具，为人们带来更加丰富的娱乐体验。
四、总结通过本次智能循迹小车的设计，我们不仅深入了解了单片机及传感器的原理和应用，而且具备了一定的硬件和软件开发能力。
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根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
智能寻迹机器人采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑。
以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52为主芯片。
40脚的DIP封装使它拥有32个完全IO(GPIO—通用输入输出)端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制电路，执行电路共同完成寻迹机器人。
P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1和电机2。
由电机的正转与反转来完成机器人的前进，后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。
在机器人前进时如果前方有障碍物，由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管，红外接管将此信号经过P3.7传送入AT89S52中，主芯片通过内部的代码进行机器人的绕障碍物操作，同时主芯片将P3.7的信号状态通过P2.5的LED指示灯显示出来。
机器人行走时会通过P3.5与P3.6的红外接收探头来进行检测。
当走到悬崖处时，P3.5或P3.6将收到一个电平信号，此电平信号将通过相应端口传送入主芯片中，主芯片通过内部代码完成机器人的避悬崖操作。
同时P3.5与P3.6的信号状态将通过P2.6/P2.7显示出来。
在机器人的左转，右转，后退的过程，可以通过观看以P2.0/P0.7为指示灯的运行状态。
P0.4为机器人的声控检测端口，在运行为前进状态时，可以能过声控(如拍手声)来控制它的运行与停止。
P0.6为机器人的声音输出端。
在机器人遇到障碍物时。
进行绕障碍物与避悬崖时可以通过此端口控制蜂鸣器发出报警声。
当为白天或黑夜时可以通过P0.5端口中的光敏电阻来进行判断，以方便完成机器人夜间自动照明等功能。
两个按键以查询/中断两种不同的方式来展现按键操作。
你可以按下S1键来进行机器的停止。
再按下S2键来进行机器人的运行。
这个按键的信息分别被P3.2，P3.4接收到。
IR1为红外遥控接收器，这就为机器人进行远程遥控创造了可能。
这个红外遥控接收头接收到红外信号时将信号经过P3.3送入到主芯片，主芯片对其进行解密后以不同的方式对机器人进行控制。
同时将
用户的按键信息通过P2端口上LED数码管显示出来。
P3.0、P3.l 中COM端口的加入，让你完全可以用电脑对其进行控制。
你可以通过对串口发送数据，数据会被显示到LED数码管中，并让机器人执行相应的功能。
电脑的串口软件要求波特率为9600。
8位数据位，这时你就可以快乐的用电脑来对它进行你的完全控制了。
EXKJ-ZN02功能的组合多样，使得学生可以充分发挥自主能力，制作出不同的机器人。
它为学校进行机器人竞赛和毕业项目设计建立了实物平台，是学校教师授课变得更轻松有趣。
同时也能改变学生学习模式和激发学习兴趣。
更是作为验证学生学习效果的有力工具。
良好的电路板设计，让学生制作变得方便容易，其大大提高了学生的制作成功率。
提高了学生对电子电路的兴趣，更是教学过程中不可或缺的教具。