1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于单片机的智能避障小车设计（ C51 语言编程） 一、课题研究意义及现状 随着电子技术的飞速发展，电子产品也越来越智能化和微型化。世界玩具市场也因此越来越向电子化发展。根据美国玩具协会调查统计，近年来全球的玩具市场越来越大，但是全球玩具市场的结构却发生了比较巨大的变换。传统玩具的市场份额也在逐年的减少，智能电子玩具的市场份额则越来越多。 美国电子玩具工业的发展在 21 世纪出现了一个最大的变革，那就是科技（尤其是互联网）在玩具中的应用。这种改变给玩具工业带来了无限机遇和挑战，美 国的玩具市场由 1996 年的 227 亿美元到 2005 年的 230 亿
2、美元。并且在这些玩具中 75%是装有电子设备的高科技玩具， 电子玩具的兴起代表着玩具发展的“新时代”的开始。因此，传统玩具中的益智玩具销售将领先。给传统的洋娃娃、毛绒玩具安装上 IC，将成一种潮流，机器人玩具过去由于生产成本高，外表缺吸引力，导致发展缓慢，随着生产成本的降低，外形的改进，教育性机器人玩具可能放异彩。我们已经有理由相信：电子玩具的兴起代表着玩具发展的“新时代”的开始，电子玩具多彩的艺术表现形式是吸引孩子们到百货店挑选玩具的兴趣所在。这些数据 的表明，高新电子玩具已经成为玩具市场的主流。在这些电子玩具中，智能小车是一个非常热门的玩具产品，智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为
3、背景 ,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计 ，一般主要由路径识别、速度采集 、角度控制及车速控制等模块组成。 我国是世界最大的玩具制造国和出口国，但是我国的玩具大部分都是以低廉的劳动力以及传统玩具来取得的，在高新技术以及玩具的附加值上不能与其他国家相比，随着当今智能玩具的发展，国内的玩具结构必须要做出改变，我们必须利用科技创新 来提高玩具的附加值。因此，高科技含量的电子互动式玩具必须是中国未来发展的趋势。 本次课题准备设计一种能够实时采集传感器信号、智能分析外部环境以及自动实现方向控制等功能的智能小车。 二、课题研究的主要内容和预期目标 采用模拟电子
4、技术和单片机技术，对传感器电路，电机控制电路和单片机进行研究和设计，实现智能小车的避障。 1） 设计目标 （ 1）设计超声波传感器的发送和接收电路； （ 2）小车自动检测到障碍物并且避开障碍物； （ 3）用液晶显示障碍物的个数和小车与障碍物的距离； （ 4）利用无线模块传送数据 （ 5）设计 驱动电路是单片机能够驱动小车电机； 2） 设计的具体内容 （ 1） 利用模拟电子技术研究传感器电路，设计完成超声波传感器的发送和接收电路。 （ 2） 研究单片机软件控制，使其能分析传感器接收到的信号及驱动电机的运转。 （ 3） 研究显示系统，使其能够显示小车与障碍物的距离及避障物的个数。 （ 4） 研究无
5、线模块，使单片机控制其进行数据的传送。 （ 5） 研究电机驱动电路，使其能在单片机控制下运转。 三、课题研究的方法及措施 本课题重点研究超声波传感器的发送与接收电路以及单片机程序的设计。 由传感器感受外界信号，这些外界信号经 过处理后转换成 TTL 电平，在 MCU 接收到这些变化TTL 电平时，由单片机内的程序判断是否达到要求。如果达到要求，那么 MCU 就应该通过 I/O 口输出 TTL 电平经过处理后驱动外围器件的动作，如果没达到要求，程序则跳转，继续检测外界输入的TTL 电平，判断是否达到要求，重复上述循环。在全过程中，无线模块一直要处于传送和接收的状态。 本课题的关键是超声波传感器的
6、设计和无线模块的程序设计，我打算采用超声波模块，先用单片机产生信号，送到超声波模块，使其发送并接收回波，发送到单片机上计算距离等一些功能。 系统设计原理示 意图如下： 四、课题研究进度计划 2010 年 10 月 20 日至 12 月 4 日（第一学期）明确任务，收集资料，确定系统总体设计方案，完成外文翻译、文献综述及开题报告。 STC89C52 （ A） STC89C52 （ B） 显示模块 无线模块接收 小车运动 超声波测距模块 无线模块发送 2010 年 12 月 4 日至 2011 年 4 月 20 日 12 月 1-12 月 20：完成（主电路）超声波传感器电路设计； 12 月 21
7、-11 年 1 月 20 日：完成小车控制系统电路的设计； 1 月 20 日 -3 月 1：完成小车的软件设计，同时通过软硬件结合调试小车； 3 月 2-4 月 10 日：撰写毕业论文，完善与修改毕业论文； 做好 论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1 王化祥等 .现代传感器技术及应用 M.北京：化学工业出版社， 2008,7. 2 张淑英，王化祥等 .传感器原理及应用 M.天津 :天津大学出版社， 2007,2. 3 贾伯年，俞朴，宋爱国 .传感器技术 M.南京 :东南大学出版社， 2007,2. 4 邬国扬 .模拟电子技术 M.西安：西安电子科技大学
8、出版社， 2003,10. 5 杨恢先，黄辉先 .单片机原理及其应用 M.北京：人民邮电出版社， 2006,10. 6 夏路易 .单片机技术基础教程与实践 M.北京：电子工业出版社， 2008,10. 7 李建中 .单片机原理及运用 M.西安：西安电子科技大学出版社， 2007,12. 8 谭浩强 .C 语言程序设计 M.北京：清华大学出版社， 2006,5. 9 Ramon Pallas-Areny,John G.Webster. Sensors and Sinal ConditioningM.American:John Wiely&Sons.2003,8. 10 王晓勇，张文祥，胡天云 .C语言程序设计 M.北京：科学出版社， 2007,2.
