【正文】 MCU 方案 ............................................................................................... 13 車模及轉(zhuǎn)向方案 ............................................................................................ 14 3 避障小車硬件系統(tǒng)設(shè)計 .................................................................................................... 15 引言 ........................................................................................................................... 15 供電模塊設(shè)計 ........................................................................................................... 15 供電模塊設(shè)計總體思路 ................................................................................ 15 電源設(shè)計 ........................................................................................................ 16 保護部分電路 ................................................................................................ 16 濾波部分電路 ................................................................................................ 16 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 V 頁 控制器模塊設(shè)計 ....................................................................................................... 17 控制器模塊整體電路圖 ................................................................................ 17 Atmega3216 主要性能 ................................................................................. 17 功能特性描述 ................................................................................................ 19 時鐘電路設(shè)計 ................................................................................................ 20 復(fù)位電路設(shè)計 ................................................................................................ 20 供電電 路設(shè)計 ................................................................................................ 20 通信電路模塊設(shè)計 ................................................................................................... 21 傳感器模塊設(shè)計 ....................................................................................................... 21 電機驅(qū)動與調(diào)速模塊設(shè)計 ....................................................................................... 26 電機驅(qū)動芯片選擇 ........................................................................................ 26 電機驅(qū)動設(shè)計 ................................................................................................ 27 PWM 調(diào)速 ..................................................................................................... 27 4 避障小車軟件系統(tǒng)設(shè)計 .................................................................................................... 29 引言 ............................................................................................................................. 29 避障小車軟件總體設(shè)計思想 ................................................................................... 29 副控制單片機 STC12LE5410 的軟件設(shè)計 ............................................................ 29 設(shè)置與傳輸 .................................................................................................... 30 超聲波接收 .................................................................................................... 32 距離計算與數(shù)據(jù)存儲 .................................................................................... 33 副單片機的 SPI 通信中斷服務(wù)： ................................................................ 34 主單片機 Atmega32L 避障設(shè)計 .............................................................................. 36 避障算法設(shè)計 ................................................................................................ 36 運動控制設(shè)計 ................................................................................................ 37 SPI 通信設(shè)計 .......................................................................................................... 39 SPI 通信基本原理 ......................................................................................... 39 SPI 通信時序 ................................................................................................. 39 5 避障小車的調(diào)試 ................................................................................................................ 41 SPI 通信的調(diào)試及常見錯誤 .................................................................................... 41 避障小車運行時遇到的問題 ................................................................................... 44 超聲波檢測模塊的調(diào)試與測量 ............................................................................... 44 結(jié) 論 .................................................................................................................................. 46 致 謝 .................................................................................................................................. 47 參考文獻 .................................................................................................................................. 48 附 錄 A .............................................................................................................................. 50 附 錄 B............................................................................................................................... 69 附 錄 C............................................................................................................................... 70 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 1 緒論 引言 機器人學科是一門迅速發(fā)展的綜合性前沿學科。它涉及到機械工程學、運動學、數(shù)學、電氣工程學、計算機、電子工程學、自動控制工程學、人工智能、傳感器、 機器視覺、模式識別與導航、仿生學和多種智能模擬技術(shù)，受到了工業(yè)界和學術(shù)界的高度重視。一些工業(yè)發(fā)達國家如美國、德國、日本的大學和研究所的有關(guān)專業(yè)都在講授和研究機器人及其應(yīng)用，我國也把機器人學科列入國家 “ 863” 高技術(shù)計劃中。近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，遍及工業(yè)、國防、農(nóng)業(yè)、宇宙空間、海洋開發(fā)、搶險救災(zāi)、醫(yī)療康復(fù)、家庭服務(wù)、原子能電站的維護等領(lǐng)域 [1]。 選題背景 機器人技術(shù)是在新技術(shù)革命中迅速發(fā)展起來的一門新興學科，它在眾多的科技領(lǐng)域與生產(chǎn)部門中得到了廣泛的應(yīng)用，并顯示出強 大的生命力。它是集精密機械、光學、電子學、檢測、自動控制、計算機和人工智能等技術(shù)于一體，形成的一門綜合性的新技術(shù)學科。 機器人的發(fā)展有很長的歷史，早在三國時代，諸葛亮造的 “ 木牛流馬 ” 就是古代機器人的一種雛形。機器人 (ROBOT)一詞來源于 1920 年捷克作家卡雷爾 查培克所編寫的戲劇中的人造勞動者，在那里機器人被描寫成