1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于单片机的循迹小车的设计 一、 课题研究意义及现状 宏观角度 2010 年 5月 1 日 ， 安全巡逻机器人正式投入使用。它由一款家居监控机器人改造而成。带有两个小轮子，靠电力推动，可在世博场馆中漫游巡逻。它不但能像世博志愿者那样为参观者取物、倒水，而且能像工作人员那样开关门窗、遥控电器，还能监测火灾、烟雾、人群异常情况等。同时，它还带有微型电脑、摄影机和无线发射器，可以把观察到的画面不断传输到安保控制中心，以便安保人员及时作出反应 。 2010 年 10 月 1 日，嫦娥二号发射成功。此刻根据嫦 娥工程计划，第二期工程圆满完成。第三期计划也将在 201
2、1 至 2020 年拉开序幕，而第三期计划最重要的任务就是研制和发射新型软着陆月球巡视车，并对月球表面进行巡视勘察。 1961 世界上第一台真正意义上的实用机器人在美国诞生 ， 49 年来，世界各国都前赴后继地奔跑在 “ 研究利用人工智能 ” 这条新路上，特别是美国和日本已经逐步发展成为了 “ 人工智能强国 ” 。在未来的 20、 30 年内机器人将成为全世界的课题。并逐步走入普通老百姓的家中。 对于中国在人工智能领域的发展现状 ，专家表示 中国人工智能学科起步晚，但在理论研究方面已 “ 赶超日本 、追平美国 ” ，完全达到了世界领跑水平 。但是，即便如此， 我国在硬件 和 机器制造方面水平
3、且始终不高 ，和日本等应用水平和普及度都较高的国家相比，中国还处于一个 很初级 的阶段。 ” 微观角度 根据美国玩具协会的调查统计， 2006 美国智能玩具市场规模至少 300 亿美元，而全球这一市场规模更是高达 600 亿美元。而且这一数字还在增长。就 2003 与 2004 年相比，智能玩具的销量增长就达到 52%。与此同时，英国玩具零售商协会选出的 2005 年圣诞最受欢迎的十大玩具中， 7 款就是只能玩具。 从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩 具已经成为玩具行业发展的主流。高科技含量电子玩具蒸蒸日上。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本设计要求采用单片机作为机器人的大脑，来
4、控制循迹小车。 设计目标 （ 1） 通过 C 语言对单片机进行编程控制伺服电机的转动。 （ 2） 通过红外传感器制导 寻黑线行进来控制小车 （ 3） 通过调节参数可以改变伺服电机的转速和转向，让小车前进、后退，和做不同角度的转动。 （ 4） 能够在 4 分钟之内完成按照规定的赛道。从规定的起点开始，绕行一周，尽量缩短绕行时间。 （ 5） 可以绕开障碍物进行智能运输。 三、课题研究的方法及措施 系统设计框图 单片机 1、 89ST52 单片机的最小系统模块 由于课题的要求，对于单片机的模块设计要求并不多。只需要最具基本的最小系统；包括：电源电路、时钟电路、复位电路及其单片机。 2、伺服电机的驱动
5、模块 单片机控制伺服电机，决定小车的行驶方向。但是伺服电机的驱动电压远远高于单片机的输出电压，且单片机的输出电流只有 400 毫安。所以单片机不能直接控制电机，而需要一个中间电路放大电压及电流使电机驱动。 3、红外循迹模块 小车的循迹我们通常采用红外对管进行实现。红外对管是由 红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称 。我们使用的是红外接收管。 4、红外避障模块 相同于红外循迹模块，采用红外对管实现。但是其接收管为红外线接头。 四、课题研究进度计划 第一阶段（自 2010 年 10 月 20 日至 2010 年 12 月 3 日）： 分析任务，收集资
6、料，系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。 红外循迹 轨道 循迹 程序 电机 驱动模块 避障 程序 电机 红外 壁障 障碍物 第二阶段 （自 2010 年 12 月 4 日至 2011年 1月 4日）：设计各模块电路并进行逐一仿真、调试。 （自 2011 年 1 月 4 日至 2011年 2月 14日）：算法研究及软件程序设计。 （自 2011 年 2 月 15 日至 2011年 3月 14日）：撰写设计报告与论文。 第三阶段（自 2011年 3月 15 日至 2010年 4 月 15 日）：算法完善，论文修改，制作 PPT，准备答辩。 五、参考文献 1 江志红 .51 单片机技
7、术与应用系统开发案例精选 M.北京：清华大学出版社， 2008,12. 2 秦志强 .C51 单片机应用与 C 语言程序设计 基于机器人工程对象的项目实践 M北京：电子工业出版社， 2007， 12. 3 杨恢先，黄辉 先 .单片机原理及应用 M.北京：人民邮电出版社出版社， 2006， 10. 4 姚培，张李坚，周晶香 . 基于单片机控制的的智能循迹避障小车 J.理论创新 ， 2010， 12， 258（ 12） :192-193. 5 龚光华 .单片机认识与实践 M.北京：北京航空航天大学出版社， 2006， 8. 6 张洪润 .传感器应用设计 300 例 M.北京：北京航空航天大学出版社
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