基于单片机的循迹小车的设计【开题报告】

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2011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
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，收集资料，系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。

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
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[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，
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[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，2008，10
[7] 刘笃仁,韩保君，刘勒.传感器原理及应用技术（第二版）[M].西安：西安电子科技大学出版社，
2009，4.
[8] 全国大学生电子设计大赛竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编 [M]. 北京：
北京理工大学出版社，2008，12.
[9] [日]船仓一郎，土屋尧，崛桂太郎.机器人控制电子学[M].北京：科学出版社，2004， 5.
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学报2007（01）：106～108.。