电动智能玩具的设计

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电人玩具原理

电人玩具原理

电人玩具原理电人玩具是一种受到孩子们喜爱的玩具,它能够模拟人体的动作和表情,给人带来乐趣和惊喜。

那么,电人玩具是如何实现这些动作和表情的呢?接下来,我们将从电人玩具的原理入手,来详细介绍它的工作原理。

首先,电人玩具的核心部件是电机。

电机通过电能转换为机械能,驱动玩具的各种动作。

在电人玩具中,通常会使用直流电机或者步进电机。

直流电机通过电流在磁场中产生转动力,从而驱动玩具的运动。

而步进电机则是通过控制电流的脉冲来实现精确的位置控制,从而让玩具能够做出更加精细的动作。

其次,电人玩具还需要传感器来感知外界环境和用户的操作。

比如,光敏传感器可以感知光线的强弱,让玩具能够根据光线的变化做出相应的动作;声音传感器可以感知声音的大小和频率,让玩具能够根据声音的变化做出反应。

此外,还有加速度传感器、温度传感器等,它们都能够让电人玩具更加智能地与用户互动。

除了电机和传感器,电人玩具还需要控制系统来实现对电机和传感器的控制。

控制系统通常由微控制器或者单片机组成,它们能够接收传感器的信号,经过处理后控制电机的转动,从而让玩具做出相应的动作。

在控制系统中,还会加入一些算法来实现更加复杂的动作和表情,比如人脸识别算法、语音识别算法等。

最后,电人玩具的动作和表情通常是通过一些可变形的部件来实现的,比如可变形的外壳、可变形的面部零件等。

这些部件能够根据控制系统的指令进行形变,从而让玩具能够做出各种生动的动作和表情。

总的来说,电人玩具是通过电机、传感器、控制系统和可变形部件等组成的,通过它们的协同作用,才能实现玩具的各种动作和表情。

希望通过本文的介绍,能够让大家对电人玩具的工作原理有一个更加清晰的认识。

毕业设计(论文)-智能玩具车系统设计[管理资料]

毕业设计(论文)-智能玩具车系统设计[管理资料]

智能玩具车系统设计摘要:本文主要以单片机为控制核心,完成无线遥控,红外线对管的自动寻迹,红外线自动避障和语音控制等模块设计。

通过调试检测各模块,得到正确的信号输出,通过单片机的控制,将各模块有效整合在一起,达到智能控制目标。

关键词:51单片机红外线传感器语音控制玩具小车。

1引言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。

全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。

可见其研究意义很大。

本文设计的智能玩具小车应该能够实时显示时间、速度、测距、避障功能、准确定位停车。

根据题目的要求,本设计的设计思路如下:在现有玩具车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

2总体方案设计:采用AT89C51单片机作为整机的控制单元以AT89C51单片机为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路,实现小车在行驶中自动寻迹、障碍物报警、测量里程等问题。

并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。

在本系统中,先将信号传送到单片机系统进行处理,使小车沿轨道自主行走;电感式接近开关电路代替传感器探测障碍物,并发出声光信息进行提示;通过霍尔元件测量小车行驶里程;采用H型脉冲宽度调制(PWM)全桥式驱动电路控制电机的转向,实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯;采用LCD1602实时显示小车行驶的时间。

此系统比较灵活,采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化,各类功能易于实现,具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能,能满足系统的要求。

此方案如图1所示:图1方案一原理图方案二:采用类数字电路来组成电动小车的控制系统采用数字电路对外围探测轨迹信号,检测信号,避障报警信号,寻找源信号分部进行处理。

智能玩具小车毕业设计

智能玩具小车毕业设计

摘要随着科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技技术也广泛应用于智能小车河机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。

智能小车是一个多种高新技术的集成体,融合了机械,计算机硬件,软件,电子,人工智能等多种科学技术的知识,可以涉及到当今许多前言领域的技术。

利用红外对管来检测黑线,利用超声波实现避障,并以STC89C51单片机为主控芯片控制小车的转向和速度,从而使小车实现自动循迹避障的功能。

其中由L298N驱动电路对小车驱动,单片机输出的PWM波控制速度。

由置程序分别控制位于小车左右的直流电机的运转,实现小车的自动识别路线的功能,能够有效的控制小车遇到障碍物时能够转弯角度与循迹行驶。

本设计的结构相对简单,比较易于实现,体现了一定程度的智能。

关键词:智能小车;红外对管;STC89C51单片机;超声波;L298NAbstractWith the progress of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, various high-tech technology is also widely used in the field of intelligent car river robot toy manufacturing, make intelligent robot has become more and more diversified. Smart car is an integration of a variety of high technology, the integration of mechanical, computer hardware, software, electronics, artificial intelligence and many other kinds of scientific and technological knowledge can involves to many of today's introduction in the field of technology.Using infrared tube to detect the black line, in order to avoid obstacles by using ultrasonic wave, and the STC89C51 MCU as the main control chip to control the car's steering and speed, so as to enable the car to achieve the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which is driven by the L298N driver circuit, the output of the microcontroller PWM wave control speed. By the built-in program control located in the car about DC motor running, the car automatic recognition route function, can effectively control the car encountered obstacles to the steering angle and tracking road. The structure of the design is relatively simple, the comparison is easy to realize, and it embodies the intelligence of a certain degree..Keywords: intelligent vehicle; infrared tube; STC89C51MCU; ultrasonic; L298N目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1绪论 (2)1.1智能玩具的意义和作用 (2)1.2 智能小车的现状 (3)1.2.1 国外移动机器人的状况 (3)1.2.2 国移动机器人的状况 (3)2 方案设计与论证 (5)2.1 主控系统 (5)2.1.1 AT89C52单片机简介 (5)2.1.2 单片机的发展 (6)2.2 电机驱动模块 (7)2.2.1 H桥式电路工作原理 (9)2.2.2 PWM调速技术 (9)2.3循迹模块 (9)2.3.1光电传感器的工作原理 (9)2.3.2光电传感器的分类和工作方式 (10)2.4避障模块 (11)2.4.1 超声波测距的原理 (12)2.4.2 超声波传感器的分类 (12)2.4.3 超声波测距特点 (13)2.5 显示模块 (14)2.5.1 数码管的结构及工作原理 (14)2.5.2 数码管的选择 (15)2.6机械系统 (15)2.6.1 电机驱动部分: (15)2.6.2 电池的安装: (15)2.7电源模块 (16)3 硬件设计 (17)3.1 总体设计 (17)3.1.1主板设计框图如图3.1 (17)3.2驱动电路 (17)3.2.1 电机驱动电路设计 (18)3.2.2 信号检测电路设计 (18)3.2.3 主控电路设计 (19)3.3 显示模块电路设计 (20)4 软件设计 (22)4.1 主程序设计 (22)4.1.1 主程序框图 (22)4.1.2 主程序流程图 (23)4.2 循迹模块程序设计 (24)4.3 避障模块程序设计 (25)4.4 显示模块的程序设计 (26)5 制作安装与调试 (27)5.1 小车的安装 (27)5.2小车的调试 (27)5.3智能小车的功能 (28)结论 (29)参考文献 (31)引言随着微电子技术的不断发展,单片机不但集成程度越来越高,已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A /D 转换器、D/A 转换器等多种电路,而且体积越来越小,功耗越来越低,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统[8]。

智能玩具的设计与开发

智能玩具的设计与开发

智能玩具的设计与开发智能玩具是目前市场上备受欢迎的一种玩具,它结合了现代科技和儿童游戏的需求,能够带给孩子们更丰富的游戏体验和学习方式。

而智能玩具的设计和开发则是实现它的关键,本文将从多个方面进行论述。

一、市场与需求在进行智能玩具设计和开发之前,需要了解市场和用户需求。

目前市场上智能玩具种类繁多,主要分为儿童学习玩具、儿童益智玩具、机器人玩具等。

而用户需求则包括功能性、安全性、育儿陪伴等,需要针对不同年龄段和文化背景的孩子进行设计。

二、硬件设计智能玩具的硬件设计包括外观设计、电路设计、光学设计等多个方面。

外观设计需要注重孩子们的审美和使用适宜性,电路设计要满足玩具的各种功能,光学设计则需要考虑扫描、拍照等传感器的性能和调整。

三、软件开发智能玩具的软件开发一般包括嵌入式开发、应用开发和服务器开发三个方面。

嵌入式开发是指将软件嵌入硬件中实现玩具的各种功能,应用开发则是需要开发与玩具配套的APP,服务器开发则负责统计数据、推送信息等后台管理工作。

四、安全性智能玩具的安全性是设计和开发的重中之重,它需要确保玩具不会对孩子产生危害,并避免个人信息泄露等情况。

为了达到这一目的,需要确保产品防水、防摔、防辐射等,同时要确保软件的安全性,对用户信息进行加密保护等。

五、教育价值智能玩具的设计和开发并不只是为了孩子们玩耍,更重要的是要考虑它的教育价值。

通过游戏、逻辑、语言、数学等多种方式,可以帮助孩子们自主学习,提高兴趣、探索和创造的能力。

总的来说,智能玩具的设计和开发是一项严谨和复杂的工作,需要从市场需求、硬件设计、软件开发、安全性、教育价值等多方面进行考虑。

只有将这些因素都充分纳入设计和开发中,才能够打造出具有实际价值的智能玩具。

关于智能玩具行业的痛点分析及设计建议

关于智能玩具行业的痛点分析及设计建议

官方网站:/ 关于智能玩具行业的痛点分析及设计建议一切消费品都在升级换代,儿童消费品也不例外。

简单的木偶、积木和芭比娃娃等儿童玩具已经很难满足新一代儿童的需求,只有搭上智能化顺风车,才能入得了年轻父母的法眼。

根据此前智研咨询发布的《2017-2022年中国智能玩具市场运行态势及投资战略研究报告》,儿童智能产品中的智能玩具类产品未来5年75%的年均增速,将远远超过玩具行业年均6%的增速。

智能玩具中语音识别、人机交互等技术的应用,将大幅提高产品的价格和毛利率。

智研咨询发布的相关报告。

而经济利益也成为引导玩具朝向智能化发展的重要原因。

智能玩具单价相对较高,对厂家而言,这些功能为其增加巨大的附加值,一款智能玩具可以卖到普通玩具的好几倍价格,为厂家赢得了巨大的经济效益。

官方网站:/基于以上的分析,国内知名智能玩具品牌哈一代负责人表示智能玩具还是行业的一大热门发展趋势。

但与此同时,暴露出的痛点问题也越来越明显,下面我们一起看看:智能化玩具的形式多种多样,在功能上,智能化和交互性成了智能玩具重要的两大痛点,这体现在玩具可以与孩子们进行“情感”交流,进而培养孩子良好习惯,并在愉悦中学习、体会生活,真正达到寓教于乐的目的,据统计,有64%的成人消费者表示有兴趣购买适合自己的智能玩具。

官方网站:/ 智能玩具的智能化和交互性,还体现在儿童的情感陪护领域。

随着人机对话技术的成熟,利用语音识别和语音合成的先进技术制作的智能玩具。

如哈一代的超级飞侠智能机器人,不但能够完善孩子们的语言表达能力,对孩子交际能力的提升也大有作用,能够人机对话的智能玩具,在儿童陪护领域优势尽显,一方面可以增加孩子的兴趣,另一方也减少了大人们的工作量。

高科技智能化玩具满足消费群体的好奇心,同时强化了消费群体和玩具的互动体验。

玩具企业将计算机、电子、通讯等领域内的先进技术植入到玩具产品中,突破了传统玩具局限性,赋予玩具“听”、“说”功能,与人进行互动。

智能玩具的创意设计与实现方案

智能玩具的创意设计与实现方案

智能玩具的创意设计与实现方案一、创意设计1. 交互式设计:玩具应具备与孩子互动的能力,如声音识别、语音回应、动作感应等。

这样,孩子可以与玩具进行对话,增强他们的参与感和互动性。

2. 教育功能:智能玩具不仅应具有娱乐功能,还应具备教育功能。

内置的学习资源可以包括故事、儿歌、英语启蒙、数学启蒙等内容,同时可以配备AR(增强现实)技术,让孩子在玩乐中学习新知识。

3. 个性化定制:每个孩子都是独一无二的,玩具也应具备个性化定制的能力。

例如,可以通过传感器检测孩子的情绪、喜好等,为他们提供个性化的内容。

4. 健康监测:结合健康监测功能,玩具可以检测孩子的睡眠质量、运动量等数据,并通过数据分析提供有针对性的建议,帮助孩子养成良好的生活习惯。

5. 环保可持续:考虑到环保和可持续发展,玩具的材料应采用环保、可回收的材料,设计应简洁、易于拆解和重组,以延长其使用寿命。

二、实现方案1. 技术选择:智能玩具的实现需要结合多种技术,如嵌入式系统、人工智能、物联网、语音识别和生成等。

选择合适的技术和工具包是实现智能玩具的关键。

2. 硬件设计:硬件是智能玩具的基础,包括电池、处理器、传感器、扬声器等。

设计时应考虑性能、稳定性和成本。

同时,应考虑电池寿命和充电方式。

3. 软件设计:软件是智能玩具的灵魂,应具备强大的算法和数据处理能力。

可以采用开源软件和框架,降低开发难度。

同时,应注重数据安全和隐私保护。

4. 云服务:为了实现数据的存储和分析,需要使用云服务。

可以选择可靠的服务提供商,并确保数据的安全传输和存储。

5. 测试和优化:在开发过程中,需要进行多次测试和优化,以确保玩具的性能和稳定性。

同时,应注重用户体验,不断改进和升级产品。

总之,智能玩具的创意设计和实现需要结合多种技术和工具,注重用户体验和数据安全。

通过不断测试和优化,我们可以打造出更多有趣、实用、富有教育意义的智能玩具,为孩子的成长带来更多乐趣和帮助。

智能玩具的技术原理与实现方式研究

智能玩具的技术原理与实现方式研究

智能玩具的技术原理与实现方式研究一、技术原理智能玩具是一种结合了现代电子技术、人工智能、儿童心理学等领域的创新产品。

它通过内置的传感器、处理器、电源等组件,实现感知、交互、决策等多项功能,从而为儿童带来更加互动、有趣、富有教育意义的玩具。

1. 传感器技术:智能玩具通常会配备多种传感器,如距离传感器、重量传感器、压力传感器等,用于感知玩具周围的环境和物体的重量、形状、运动等信息。

这些信息会被传送到处理器进行进一步的处理和分析。

2. 处理器技术:智能玩具内部通常会配备高性能的处理器,如单片机、ARM芯片等,用于接收和处理传感器传来的数据,以及进行决策和控制。

3. 人工智能技术:智能玩具会利用机器学习、深度学习等人工智能技术,通过不断的训练和学习,提高其感知、交互、决策的准确性,从而提供更加智能化的服务。

4. 无线通信技术:智能玩具通常会配备无线通信模块,如蓝牙、Wi-Fi、4G等,用于与外部设备进行数据交换和远程控制。

二、实现方式智能玩具的实现方式主要包括硬件设计和软件编程两个方面。

1. 硬件设计:主要包括电路设计、传感器选型、电源设计等方面。

电路设计要考虑到传感器的信号处理和传输,处理器的供电和通信等问题;传感器要选择适合儿童玩具的型号和精度;电源要选择安全、可靠、耐用的电池或电源适配器。

2. 软件编程:主要包括处理器的编程语言选择、算法设计、界面设计等方面。

编程语言可以选择C、C++、Python等,根据不同的需求选择合适的编程语言;算法设计要考虑到智能玩具的功能和性能要求;界面设计要简洁、易用,符合儿童的认知和操作习惯。

此外,智能玩具还需要与外部设备进行数据交换和远程控制,因此还需要考虑网络通信和安全等方面的问题。

综上所述,智能玩具的技术原理主要是结合传感器技术、处理器技术、人工智能技术和无线通信技术,实现感知、交互、决策和控制等功能。

实现方式主要包括硬件设计和软件编程两个方面,同时还需要考虑网络通信和安全等方面的问题。

智能玩具的创新设计与实现方案

智能玩具的创新设计与实现方案

智能玩具的创新设计与实现方案一、背景介绍智能玩具是一种结合了人工智能和玩具设计的新型产品,旨在提供更加互动、有趣和富有教育性的体验。

随着科技的不断发展,智能玩具的需求也在不断增长。

智能玩具的设计需要考虑到儿童的年龄、兴趣和需求,同时也要注重安全性和易用性。

二、创新设计1. 人工智能技术:利用机器学习、自然语言处理等技术,实现智能化的交互和反馈。

例如,通过分析儿童的行为和反馈,智能玩具可以逐渐了解儿童的兴趣和偏好,提供更加个性化的内容和互动方式。

2. 互动模块:增加一些简单的电子元器件,如发光二极管、马达等,以增强玩具的互动性和操作性。

例如,通过触摸、声音识别等技术,让儿童能够与玩具进行更多的互动。

3. 教育模块:加入一些益智类的小游戏或者故事,通过寓教于乐的方式帮助儿童在玩耍的过程中学习新知识。

同时,可以结合一些科普知识,激发儿童的好奇心和探索精神。

4. 安全设计:注重儿童的安全和健康,采用无毒、无害的材料制作玩具,确保儿童的健康安全。

同时,在设计过程中也要考虑儿童的身高和抓握习惯,让玩具更加易于操作。

5. 个性化定制:根据不同年龄段和喜好的儿童,提供多种个性化定制的玩具,以满足不同需求。

例如,可以提供多种外观、颜色、声音等选项,让每个儿童都能找到自己喜欢的玩具。

三、实现方案1. 硬件平台:选择合适的微控制器芯片作为智能玩具的硬件平台,如Arduino、Raspberry Pi 等。

这些芯片具有强大的处理能力和低功耗特性,适合用于智能玩具的设计。

2. 软件编程:使用C++、Python等编程语言进行软件开发,实现智能化的交互和反馈。

同时,也要注意软件的安全性和稳定性,避免出现漏洞和故障。

3. 数据收集与处理:通过传感器、语音识别等技术收集儿童的行为和反馈数据,进行分析和处理,以实现个性化的内容和互动方式。

4. 联网功能:如果需要实现远程控制或者更新功能,可以考虑加入联网功能,如Wi-Fi、蓝牙等。

《会“辨”方向的玩具鸭作业设计方案-2023-2024学年科学粤教粤科版》

《会“辨”方向的玩具鸭作业设计方案-2023-2024学年科学粤教粤科版》

《会“辨”方向的玩具鸭》作业设计方案一、设计背景随着科技的发展和社会的进步,人们对于智能玩具的需求也越来越大。

在这样的背景下,我们设计了一款名为“会‘辨’方向的玩具鸭”的智能玩具,旨在帮助孩子培养方向感和智力发展。

二、设计目标1. 帮助孩子进修和辨认方向,提高他们的空间认知能力;2. 通过互动游戏,增进孩子的思维发展和创造力;3. 提供娱乐性的玩具,让孩子在玩耍中进修。

三、设计内容1. 玩具鸭外观设计:设计一只可爱的玩具鸭,外观可爱生动,吸引孩子的注意力;2. 智能芯片设计:内置智能芯片,可以识别指令并做出相应动作;3. 语音交互设计:玩具鸭可以发出声音,与孩子进行语音交互;4. 方向感训练模式:设置不同的游戏模式,让孩子通过操作玩具鸭进修和辨认方向;5. 创意游戏设计:设计一些创意游戏,如“找方向”、“迷宫闯关”等,让孩子在玩耍中进修。

四、设计步骤1. 确定需求:调研市场需求,明确目标用户群体;2. 设计外观:设计可爱生动的玩具鸭外观,吸引孩子的注意力;3. 硬件开发:开发智能芯片和语音交互功能,确保玩具鸭的功能正常;4. 软件开发:开发方向感训练模式和创意游戏,提供丰富的游戏内容;5. 测试改进:进行产品测试,根据用户反馈不息改进产品,确保产品质量。

五、教学方法1. 指导式教学:向孩子介绍玩具鸭的功能和操作方法;2. 互动式教学:与孩子一起玩游戏,引导他们进修和辨认方向;3. 实践式教学:让孩子亲自操作玩具鸭,通过实践提高他们的方向感和智力发展。

六、评估方法1. 观察法:观察孩子在玩耍中的表现,了解他们的进修情况;2. 测验法:设计一些测验题目,测试孩子的方向感和空间认知能力;3. 口头评判法:与孩子进行交流,听取他们的意见和建议,不息改进产品。

七、总结通过“会‘辨’方向的玩具鸭”作业设计方案,我们希望能够帮助孩子培养方向感和智力发展,让他们在玩耍中进修,享受快乐的成长过程。

希望这款智能玩具能够受到广大孩子和家长的喜爱,成为他们的好伙伴。

儿童智能玩具的研究与设计

儿童智能玩具的研究与设计

儿童智能玩具的研究与设计当前,在人工智能与物联网技术的不断发展下,越来越多的智能玩具涌现出来。

其中,以儿童智能玩具为代表的产品不断地创新和突破,给儿童带来了更加丰富多彩的游戏体验,同时也极大地推动了儿童教育的发展。

儿童智能玩具,作为新兴的产品类型,不仅可以满足儿童的娱乐需求,更可以启发儿童的想象力和创造力,增强儿童的认知能力和学习兴趣。

因此,不少企业开始在此领域进行探索和研究。

一、儿童智能玩具的市场前景众所周知,中国是世界上最大的儿童消费市场之一。

而智能玩具更是成为新一代父母们为孩子选择礼物的首选之一。

据市场研究报告显示,未来几年,儿童智能玩具市场将呈现爆炸式增长的态势。

据估计,到2025年,中国儿童智能玩具市场规模将超过2000亿元,成为众多企业争相布局的领域。

二、儿童智能玩具的研发方向在研发方向上,儿童智能玩具具有以下几个方面:1.教育功能智能玩具不仅是一种玩具,也是一种教育工具,能够帮助儿童学习新知识和技能。

例如,智能积木可以锻炼儿童的动手能力和逻辑思维,电子词典可以帮助儿童学习新词汇和语音。

2.交互性儿童智能玩具以其高度的交互性,吸引了众多消费者的关注。

例如,智能机器人可以与儿童进行对话互动,智能手势控制球可以通过手势控制球体的运动方向,不仅是一种游戏,还可以锻炼儿童的反应能力和手眼协调能力。

3.虚拟现实和增强现实随着虚拟现实技术和增强现实技术的逐渐成熟,智能玩具也开始向这个方向发展。

例如,儿童可以通过隐形墨镜来体验虚拟现实世界的游戏和教育内容。

三、儿童智能玩具的设计原则在儿童智能玩具的设计过程中,需要遵循一些原则,才能设计出更加优秀的产品。

以下是一些基本的设计原则:1.以儿童为中心这是儿童智能玩具设计的核心原则之一。

设计师需要以儿童的心理发展阶段、语言、审美、认知等为出发点,从儿童自身的特点出发,全面考虑产品的使用性、安全性、互动性和游戏性等方面。

2.便于玩耍并提供挑战儿童在玩耍的过程中总是喜欢追求刺激和挑战,而优秀的儿童智能玩具应该给予他们充足的空间和机会去挑战自己、探索未知、开发新技能。

基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现

基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现

基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现引言:随着科技的迅速发展,智能玩具电动车逐渐成为儿童喜爱的玩具之一。

本文将介绍一种基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现。

通过引入单片机技术和传感器,该电动车具备了自动驾驶、避障和追踪等功能,为儿童带来更加有趣、智能化的玩乐体验。

一、设计方案本设计选择单片机作为控制核心,利用其强大的功能和灵活的编程特点,实现智能玩具电动车的各项功能。

电动车的设计包括以下几个关键要素:1. 结构设计:选择适合儿童使用的材质和外观设计,保证安全性和可操作性;2. 电机驱动:使用直流电机和电源系统,控制车辆的前进、后退和转向;3. 电源管理:利用电源管理模块和锂电池,实现对电动车的供电和电池状态的监测;4. 传感器应用:借助距离传感器和摄像头,实现智能驾驶、避障和追踪功能;5. 控制系统:通过单片机控制车辆的各项功能,收集并处理传感器数据,实现智能化控制。

二、功能实现1. 自动驾驶功能:通过激光传感器或红外传感器,检测车辆周围环境,并根据预设的路径自动行驶。

通过单片机对电机进行控制,实现智能驾驶。

2. 避障功能:借助超声波传感器,检测车辆前方障碍物的距离,一旦检测到障碍物,自动转向或停止前进,以避免碰撞。

通过单片机的程序控制,实现避障功能的自动化。

3. 追踪功能:借助摄像头传感器,实时监测车辆周围的场景,并识别出特定目标进行追踪。

通过单片机的图像处理算法,使电动车能够智能追踪目标,并保持一定距离。

4. 远程控制功能:通过手机App或遥控器,实现对电动车的远程控制,包括前进、后退、左转和右转等功能。

通过单片机的蓝牙或无线模块,与远程设备进行通信,实现远程控制功能。

三、实现细节1. 结构设计:选择轻量化的材料,确保车辆的结构坚固而稳定。

考虑儿童的使用特点,车辆外观采用可爱、吸引人的设计。

2. 电机驱动:通过单片机的PWM输出控制电机的转速和方向,实现电动车的前进、后退和转向功能。

儿童智能玩具的设计与开发研究

儿童智能玩具的设计与开发研究

儿童智能玩具的设计与开发研究随着科技的不断发展,智能玩具作为一种具有前沿性的玩具,引领了新时代的潮流。

智能玩具的出现时间不长,但却在市场上迅速获得了青睐。

相比于传统的玩具,智能玩具通过融合各种功能,具有了更多玩法和更生动有趣的交互方式。

智能玩具的普及也给孩子们带来了更多享受和创造的机会。

本文将对儿童智能玩具的设计与开发进行探讨。

一、儿童智能玩具的优势智能玩具有许多与传统玩具不同的优势。

受益于人工智能、机器人技术和网络技术等新兴技术的发展,新型智能玩具已经具备了更加智能、互动、娱乐等特性。

下面对儿童智能玩具的优势做简述:1. 丰富的功能性传统玩具的游戏形式、玩法、内容、样式都比较单一和有限,不能很好地吸引和满足孩子的需求。

而智能玩具通过涉及多个方面,如科技、语音、智能和情感,为孩子带来了更加新颖、丰富的游戏体验。

2. 互动性智能玩具能够进行更多的人机、人人互动,孩子作为主体参与到其中,能够更好地启发他们的创造力和创新思维。

3. 安全保障随着智能制造技术的飞速发展,智能玩具可以为孩子提供更多安全保障,如远程监控、智能安全警报等,使得父母再不用担心小孩走失、遇到困难了。

二、儿童智能玩具的设计原则在儿童智能玩具的设计过程中,需要考虑到儿童的认知能力、发展阶段、生理特征、心理状态,才能碍产出好的作品。

下面总结了一些儿童智能玩具设计的原则:1. 安全性设计儿童智能玩具的安全问题是受到大家广泛关注的一个问题。

在设计过程中,除了普遍安全措施(如防火、使用环保材料等),还要考虑到产品在使用时的安全性详情。

在设计之前,充分考虑产品的使用情况,对相关的关键技术进行充分的测试。

2. 非普适性球面模式从儿童玩具本身的特性来说,要避免过多的固定模式。

可以增加多种情境,让孩子随着情境的不同设置自己的游戏规则和技巧。

3. 在设计之前结合教育性的考量作为一个智能玩具,如果可以整合进教育功能中去的话,将会具备更了不起的优势。

从识字、数学、科学、文化、语言、游戏等方面的引导,可以将游戏机与学习有机结合。

基于51单片机智能娃娃的设计

基于51单片机智能娃娃的设计

基于51单片机智能娃娃的设计智能娃娃是一种集合了现代科技和儿童教育的玩具,其具有可以让儿童得到关爱、交流、互动与学习等多种功能,而目前,基于51单片机的智能娃娃产品越来越受到关注。

本文旨在介绍一种基于51单片机实现的智能娃娃设计,并在此基础上提出进一步探索的思路和方向。

1. 设计目标和原理设计目标是开发出一款能够陪伴儿童的智能娃娃产品,其具有语音、互动和学习能力,能够与人类进行智能对话,利用内置的人工智能算法,能够实现自学习、自适应和自主打磨能力。

其原理是基于51单片机构建硬件控制环境,使用开发板、语音识别芯片、红外遥控器等硬件,并通过固件编程实现逻辑控制。

2. 硬件组成及功能硬件组成包括主控芯片、增强芯片、语音识别芯片、红外遥控芯片、扬声器、麦克风、步进电机和舵机等。

主控芯片是51单片机,它具有对其他硬件的控制和信息处理的功能;增强芯片可以为主控芯片提供更多的I/O口,以扩展更多的硬件设备;语音识别芯片可以实现对儿童语音的识别和处理;红外遥控芯片可以实现对儿童语音的控制,例如启动、停止、暂停等;扬声器和麦克风可以实现对话功能;步进电机用于控制娃娃的动作;舵机用于控制娃娃的表情变化。

以上硬件设备的功能共同构成了智能娃娃的语音识别、交互和表情展示等基本功能。

3. 软件架构智能娃娃的软件架构包括应用层、数据层和底层。

应用层即用户界面,通过语音交互进行控制;数据层主要是当前娃娃运动的状态、待执行的任务和交互过程中儿童的输入;底层包括操作系统和设备驱动程序,其主要任务是实现硬件的交互,例如舵机和步进电机的调控、语音识别芯片的信息处理等。

4. 程序设计实现程序的设计实现可以利用51单片机提供的软件开发套件(SDK),通过C语言进行编码。

其中,SDK具有对51单片机接口、GPIO口、串口、中断服务、时钟变速等底层操作的封装。

因此,程序开发的实现方式主要是在SDK基础上进行完成。

具体实现过程需要按照设计需求进行开发和测试。

技术制作制作简单的电子小玩具

技术制作制作简单的电子小玩具

技术制作制作简单的电子小玩具教案主题:技术制作制作简单的电子小玩具一、引言在当今科技高速发展的时代,电子技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

为了培养学生的动手能力和创造力,本教案将介绍一种简单的电子小玩具制作方法,让学生在实践中感受到电子技术的乐趣。

二、准备工作1. 材料准备:导电线、电池、小灯泡、开关等电子元件。

建议使用低电压和低功率的元件。

2. 工具准备:钳子、剪刀、电焊工具(适当年龄学生慎用)。

3. 学生背景知识准备:学生需要了解电流、电阻、电压等基础概念,以及电子元件的基本使用方法。

三、制作过程1. 简单电路的组装a. 将导电线的一端焊接到电池的正极,另一端焊接到小灯泡的一个引脚上。

b. 将导电线的另一条线焊接到电池的负极,另一端焊接到小灯泡的另一个引脚上。

c. 使用剪线钳将导线剪断,留出适当长度用于焊接开关。

2. 加入开关a. 将开关焊接到导线中间,使得电流在开关打开时可以流通,关闭时断开。

b. 确保开关的两个引脚正确连接到导线上,并焊接牢固。

3. 测试与调试a. 将电池连入电路中,打开开关,观察小灯泡是否亮起。

b. 若小灯泡不亮或亮度不够,检查电路连接是否正确,并适当调整元件位置。

四、拓展应用1. 制作多个小灯泡并串联,观察在不同电压下的亮度变化。

2. 探索不同电子元件的用法,如蜂鸣器、光敏电阻等。

3. 创新设计自己的电子小玩具,如电子音乐盒、电子游戏等。

五、总结与反思通过本次制作电子小玩具的实践活动,学生不仅加深了对电子元件的理解,还培养了动手操作与创造力。

同时,学生在实践中也遇到了各种问题,如焊接不牢固、电路连接错误等,这些问题也为学生提供了解决问题的机会和思考的空间。

六、延伸阅读1. 《电子技术入门》:介绍电子技术的基本原理和应用方法,适合初学者阅读。

2. 《电子电路实验指导》:详细介绍了电子电路实验的步骤和注意事项,对深入学习电子技术有帮助。

七、小结通过本次教案,学生将学会制作简单的电子小玩具,培养了他们的动手能力和创造力。

玩具小车的设计

玩具小车的设计

玩具小车的设计JIUJIANG UNIVERSITY毕业设计题目智能玩具小车设计英文题目Intelligent toy cardesign院系机械与材料工程学院专业机械设计制造及自动化姓名祝正瑶班级A1012指导教师潘旭红刘良文二零一四年五月摘要随着电子技术的发展,数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势,玩具领域也是如此,智能玩具越来越受到人们的关注和睛睐。

传统玩具与智能玩具相比,在玩具市场上智能玩具以经占据了相当大的份额并且统治了市场的高端部份。

基于人们对智能玩具的关注和喜爱,本次课题我们设计了一款智能玩具小车.本论文研究的是一个智能玩具小车,小车平台采用普通四驱遥控玩具小车底盘,使用TI单片机(MSP430F247)为系统控制器,通过3个带有透镜的红外传感器进行障碍物信息采集。

直流电机驱动电路由芯片L298构成,同时利用PWM 技术进行电机调速控制。

并辅以相应的语音播报提示。

关键词:MSP430F247、智能玩具小车、语音播报、自动避障、语音芯片AbstractWith the development of electronic technology, expanding digital circuit applications, today's society, the product of intelligent, digital has become a trend that people pursue, toys field, too, smart toys and more attentions eye gaze. Compared with traditional toys intelligent toys, intelligent toys in the toy market was occupied with a large share of the high-end part of the market and the ruled. Smart toys based on people's attention and love, this issue we designed a smart toy car.This thesis is an intelligent toy car, four-wheel drive car platform using ordinary remote control toy car chassis, using the TI SCM (MSP430F247) for the system controller through three lenses performed with infrared sensors obstacle information acquisition. DC motor drive circuit constituted by the L298 chip, while using PWM technology for motor speed control. Supplemented by the corresponding voice broadcast prompts.Keywords: MSP430F247, intelligent toy car, voice broadcast, automatic obstacle avoidance, voice chip目录一、玩具市车场分析1.我国玩具车市场现状中国是一个玩具车生产大国,但并不是一个玩具车生产强国。

小小发明家电子玩具制作与编程

小小发明家电子玩具制作与编程

小小发明家电子玩具制作与编程电子玩具作为儿童时代的好伙伴,如今已经成为孩子们学习和娱乐的重要工具。

然而,仅仅玩耍这些电子玩具或许已经不能满足小小发明家们的好奇心了。

因此,自己动手制作并编程电子玩具成为了孩子们最新的兴趣爱好。

在本文中,我们将介绍如何成为一位小小发明家,制作并编程属于你自己的电子玩具。

第一步:制作电子电路在制作电子玩具之前,我们首先需要学习如何制作电子电路。

电子电路是电子玩具的核心,负责实现各种功能。

我们可以从简单的电子电路开始学习,例如使用面包板(breadboard)制作 LED 灯电路。

将电路图纸上的元器件正确连接到面包板上,然后使用导线连接各个元器件,最后接上电源即可点亮 LED 灯。

这个简单的实验可以帮助我们了解电子电路的基本原理。

第二步:学习编程知识学会制作电子电路后,我们需要学习编程知识来控制电子玩具的运行。

编程是控制电子设备的关键技能,通过编写代码,我们可以让电子玩具实现各种有趣的功能。

对于初学者来说,可以选择使用 Scratch编程语言。

Scratch 是一种可视化编程语言,非常适合儿童学习。

我们可以在 Scratch 的官方网站上学习并练习编写简单的程序,如控制 LED 灯的开关、移动小车等。

第三步:设计电子玩具当我们掌握了基本的电子电路制作和编程知识后,就可以开始设计自己的电子玩具了。

我们可以根据自己的喜好和创意,设计各种有趣的电子玩具,如机器人、音乐盒等。

在设计之前,我们需要先确定电子玩具的功能和外形,并绘制相应的草图。

然后,根据草图制作电子电路,并在需要的位置添加各种传感器和执行器。

最后,使用编程技能将设计好的功能写入程序,并上传到电子玩具中,测试功能是否正常。

第四步:测试和改进当完成电子玩具的制作后,我们需要进行测试,确保各个功能正常运行。

通过与电子玩具互动,我们可以发现其中可能存在的问题,并对其进行改进。

例如,如果机器人设计的运动速度太慢,我们可以调整编程代码来增加其速度;如果音乐盒的音量太小,我们可以添加一个扬声器或者调整音频输出电路。

多功能电动玩具车课程设计论文.

多功能电动玩具车课程设计论文.

多功能玩具车设计院系:机电工程学院姓名:xxx学号:xxxxxxxx班级:12级工业设计班多功能玩具车设计摘要随着电子技术的发展,数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势,玩具领域也是如此,智能电动玩具越来越受到人们的关注和睛睐。

传统玩具与智能电动玩具相比,在玩具市场上智能玩具以经占据了相当大的份额并且统治了市场的高端部份。

基于人们对智能玩具的关注和喜爱,本次课题我们设计了一款智能电动玩具多功能小车.关键词电子技术智能电动玩具多功能一、设计目的本课题以电动玩具车,多角度的锻炼和优化创意思维,全面提高对于设计的驾驭能力。

同时,结合产品自身的特点及其使用特点,寻求在设计局限性上的突破。

在生活压力越来越来大的今天,电动玩具依然占着巨大的市场份额。

本课题通过从外观到功能等诸多方面对传统玩具功能的改进,使多功能——飞行与奔跑融于一身,并改良其单调的风格,提升其色彩、造型、质感以及与环境的呼应,将设计与生活、科技与时尚相结合,从而体现创意设计的文化内涵与价值、传递其对人们生存方式和人性的尊严的关注。

二、玩具市车场分析1、我国玩具车市场现状中国是一个玩具车生产大国,但并不是一个玩具车生产强国。

缺乏规模大的玩具车生产商,缺乏玩具车开发人才,缺乏品牌效应是最大的问题。

尽管中国玩具的出口量很大(全球75%的玩具车在中国生产),但这些玩具车基本上是以OEM的形式进入国际市场的。

因此,应提高中国玩具车产业的生产工艺,主动占领世界玩具车产业的制高点,提升中国玩具车产业的核心竞争力,打造中国玩具的自有品牌是中国玩具车业的当务之急。

2、玩具车的分类目前市场的的玩具车根据不同的驱动力,外形,大小等进行分类。

根据驱动力的分类可以区分为:电驱动,油性驱动。

电驱动:电动玩具车的动力来源是电池等储电器提供电力,这类型的玩具车又可以分为遥控和直控。

这类型的玩具车具有很高的可玩性危险系数较低。

油性驱动:通过内燃机运动使其具有一定的动力,该类玩具成本较高、噪音较大,同时也有较高的危险性,适用人群范围较少。

电动旋转木马课程设计

电动旋转木马课程设计

电动旋转木马课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电动旋转木马的基本原理,掌握相关物理知识,如简单电路、电流、电压和电功率的概念。

2. 学生能描述电动旋转木马中使用的动力源,如电池或电动机,并解释它们如何使木马旋转。

3. 学生能够解释电动旋转木马在科学、技术和工程领域中的应用。

技能目标:1. 学生能够运用所学的物理知识设计并制作一个简易的电动旋转木马模型。

2. 学生通过实际操作,提高动手能力,培养解决问题的能力和团队合作精神。

3. 学生能够运用科学探究方法,分析电动旋转木马的运动规律,并提出优化建议。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程中培养对科学技术的兴趣和好奇心,增强学习动力。

2. 学生通过合作学习,培养尊重他人、分享成果的良好品质。

3. 学生认识到科技在生活中的重要性,增强环保意识,关注可持续发展。

本课程针对小学高年级学生设计,注重实践操作和合作学习,旨在提高学生对物理知识的理解和应用能力。

课程目标既考虑了学生的年龄特点,又结合了教材内容,确保学生在掌握知识的同时,提升技能和情感态度价值观。

通过分解课程目标为具体学习成果,教师可进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容本节教学内容围绕以下三个方面进行组织:1. 基础知识学习:- 简单电路的组成与原理,参照教材第五章第一节内容。

- 电流、电压和电功率的定义与计算,结合教材第五章第二节内容。

2. 动手实践:- 制作简易电动旋转木马模型,运用第五章第三节所学的电动机原理。

- 设计并优化电动旋转木马,使其运行更稳定,参考教材第五章实验部分。

3. 应用拓展:- 探讨电动旋转木马在生活中的应用,如游乐场、科技展览等,结合教材第五章第四节内容。

- 了解电动旋转木马的发展历程及其在科技领域的重要性。

教学进度安排如下:第一课时:学习基础知识,包括简单电路和动力源原理。

第二课时:动手实践,分组制作电动旋转木马模型。

第三课时:优化模型设计,探讨其在现实生活中的应用。

智能玩具方案

智能玩具方案
第2篇
智能玩具方案
一、前言
智能玩具市场前景广阔,结合教育理念与科技手段,本方案旨在为儿童提供高质量、寓教于乐的智能玩具产品。以下内容详尽规划了产品开发、市场定位、运营策略及合规管理等关键环节,以确保项目的顺利实施和可持续发展。
二、产品规划
1.产品定位:针对3-12岁儿童,设计集互动性、教育性、娱乐性于一体的智能玩具。
智能玩具方案
第1篇
智能玩具方案
一、项目背景
随着科技的发展,人工智能技术逐渐应用于各个领域,特别是在儿童教育产业中,智能玩具已成为市场的新宠。为满足市场需求,提高儿童在玩乐中的学习体验,本方案将围绕智能玩具的设计、开发与应用,制定一套合法合规的执行计划。
二、目标定位
1.结合儿童成长需求,研发具有教育意义的智能玩具产品。
-结合大数据分析,实现个性化推荐学习内容。
三、技术研发
1.硬件开发:
-设计轻巧、耐用且易于操作的产品外观。
-研发高效节能的硬件系统,保证产品性能稳定。
-选择环保材料,确保产品安全性。
2.软件开发:
-开发兼容性强、操作简便的应用程序。
-重视用户体验,界面设计友好,操作流畅。
-定期更新内容,保持产品新鲜感和教育性。
2.确保产品合法合规,符合国家相关法规及安全标准。
3.提高用户满意度,提升品牌口碑。
三、产品设计与开发
1.产品定位:针对0-12岁儿童,设计具有互动性、教育性、趣味性的智能玩具。
2.功能模块:
-语音识别与交互:实现人机对话,引导儿童进行语言表达和沟通。
-触摸传感:增加互动体验,提高儿童触觉敏感度。
-色彩识别:通过色彩识别功能,培养儿童审美观。
-联合教育机构,开展亲子活动,提高产品知名度。

小型智能机器人制作全攻略

小型智能机器人制作全攻略

小型智能机器人制作全攻略简介小型智能机器人是近年来备受关注的领域,它能够实现人机互动、自主导航、语音识别等功能,成为了现代科技的新宠儿。

本文将介绍如何制作一台小型智能机器人,供爱好者参考和实践。

所需材料在开始制作小型智能机器人之前,请确保准备了以下材料:1.Arduino主控板2.舵机3.超声波传感器4.电池5.杜邦线6.面包板7.轮子和底盘8.蓝牙模块(可选)步骤1. 硬件组装第一步是组装硬件部分。

按照以下步骤进行操作:1.将Arduino主控板固定在面包板上,确保稳固。

2.连接舵机和轮子,将它们装在底盘上,使机器人能够运动。

3.连接超声波传感器,并将其放置在机器人的前方,用于测量距离。

4.将电池连接到Arduino主控板,以供机器人供电。

5.如果需要,连接蓝牙模块,以便通过手机或电脑控制机器人。

2. 编程完成硬件组装后,开始编写机器人的控制程序。

使用Arduino IDE或其他集成开发环境进行编程:#include <Servo.h>Servo motor;void setup() {motor.attach(9);//连接舵机到引脚9//进行其他设置}void loop() {//在这里实现机器人的行为逻辑}以上是一个基本的Arduino程序框架,你可以根据需要添加更多功能。

例如,你可以使用超声波传感器来测量距离,根据不同的距离来控制机器人的移动方向;也可以使用蓝牙模块实现手机遥控机器人等。

3. 调试和优化编写完控制程序后,将程序上传到Arduino主控板,连接电池并启动机器人。

在使用过程中,你可能会遇到一些问题,如机器人行走不稳定、超声波测距不准确等。

这时需要进行调试和优化,具体方法有:•检查硬件连接是否正确,确保电路没有松动或短路。

•确保舵机的角度调整正确,以便控制机器人的转向。

•校准超声波传感器,确保测量距离的准确性。

•逐步调整程序中的参数和算法,以改进机器人的性能。

4. 扩展功能一旦你完成了基本的小型智能机器人制作,你可以继续扩展它的功能。

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电动智能玩具的设计 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】摘要80C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。

本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。

整个系统的电路结构简单,可靠性能高。

实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用.关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine;(2)Efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car目录第一章前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。

全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。

可见其研究意义很大。

本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。

本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。

设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。

根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。

本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。

以80C51为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。

80C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

它是第三代单片机的代表。

第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM ﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。

新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如A/D﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。

这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。

Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(Controller Area Network BUS).新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了良好的基础。

本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心,80C51采用CHOMS工艺,功耗很低。

该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。

尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。

所以本设计与实际相结合,现实意义很强。

第二章方案设计与论证根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。

一直流调速系统方案一:串电阻调速系统。

方案二:静止可控整流器。

简称V-M系统。

方案三:脉宽调速系统。

旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流,由发电机给需要调速的直流电动机供电,调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压,从而调节电动机的转速。

改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变,所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。

该系统需要旋转变流机组,至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。

且技术落后,因此搁置不用。

V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。

它可以是单相、三相或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,可实现平滑调速。

V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。

它的另一个缺点是运行条件要求高,维护运行麻烦。

最后,当系统处于低速运行时,系统的功率因数很低,并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。

采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是,在这里晶闸管不受相位控制,而是工作在开关状态。

当晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上,当晶闸管关断时,直流电源与电动机断开,电动机经二极管续流,两端电压接近于零。

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。

脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。

与V-M系统相比,PWM调速系统有下列优点:(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速范围较宽,可达1:10000左右。

由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。

(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。

(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。

根据以上综合比较,以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向,本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。

脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器,简称PWM变换器。

脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现,但是驱动能力有限。

为顺利实现电动小汽车的前行与倒车,本设计采用了可逆PWM变换器。

可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。

我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器,它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。

二检测系统检测系统主要实现光电检测,即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。

1.行车起始、终点及光线检测:本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2cm宽的黑线),玩具车底盘上沿黑线放置一套,以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。

利用超声波传感器检测障碍。

光线跟踪,采用光敏三极管接收灯泡发出的光线,当感受到光线照射时,其c-e间的阻值下降,检测电路输出高电平,经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。

本系统共设计两个光电三极管,分别放置在电动车车头的左、右两个方向,用来控制电动车的行走方向,当左侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向左转;当右侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向右转;当左、右两侧光电管都受到光照时,单片机控制直行。

见图电动车的方向检测电路(a)。

行车方向检测电路(见图电动车的方向检测电路(b))采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。

该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。

红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体,红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通,发出一个电平跳变信号。

此套红外光电传感器固定在底盘前沿,贴近地面。

正常行驶时,发射管发射红外光照射地面,光线经白纸反射后被接收管接收,输出高电平信号;电动车经过黑线时,发射端发射的光线被黑线吸收,接收端接收不到反射光线,传感器输出低电平信号后送80C51单片机处理,判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。

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