【正文】 學(xué) 年 論 文 設(shè) 計(jì)題目 基于單片機(jī)控制的智能小車 Based on singlechip microputercontrol of the car姓 名 學(xué) 號 所 在 系 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 日 期 學(xué)年論文（論文）學(xué)生開題報告課題名稱基于單片機(jī)控制的智能小車課題來源課題類型指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)班級本課題的研究背景、現(xiàn)狀和研究目的及意義 課題背景智能小車是能夠感知環(huán)境，能夠有學(xué)習(xí)、情感和對外界一種邏輯判斷思維的一種智能移動機(jī)器人。移動機(jī)器人作為現(xiàn)代高科技的集成體，是21世紀(jì)的科技制高點(diǎn)之一。移動機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該說它是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個綜合性的結(jié)果。同時，它為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一門有著重大影響的科學(xué)技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)后各國加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入，而移動對機(jī)器人的研究成果又提高了本國的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。比如說日本，戰(zhàn)后以后開始進(jìn)行汽車工業(yè)，這時候由于它人力的缺乏，它迫切需要一種機(jī)器人來進(jìn)行大批量的制造，提高生產(chǎn)效率降低人的勞動強(qiáng)度，這是社會發(fā)展需求本身的一個需求。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果，人們在不斷探討自然、認(rèn)識自然、改造自然過程中，需求一種能夠解放人的自動化裝置。那么這種自動化裝置就是代替人們能夠從事復(fù)雜和繁重的體力勞動，實(shí)現(xiàn)人們對不可達(dá)到的世界的認(rèn)識和改造，這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀需要。但另一方面，盡管人們有各種各樣的好的想法，但是它也歸功于電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)及制造技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生提供了強(qiáng)大的技術(shù)保證。 智能小車機(jī)器人技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀機(jī)器人技術(shù)是一個國家高技術(shù)實(shí)力的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，它涉及到多個學(xué)科，機(jī)械、電工、自動控制、計(jì)算機(jī)測量、人工智能、傳感技術(shù)等等，是眾多領(lǐng)域的高科技。而移動機(jī)器人比賽就是機(jī)器人技術(shù)的一個重要研究方向，目前許多國家己經(jīng)把移動機(jī)器人比賽作為創(chuàng)新教育的戰(zhàn)略性手段。移動機(jī)器人比賽是一種高科技對抗活動，各國專家學(xué)者通過移動機(jī)器人競賽，不斷推進(jìn)了在競賽型移動機(jī)器人方面的研究，不斷改進(jìn)機(jī)器人尋址速度和算法研究，試圖讓機(jī)器人更接近智能化，它集高科技、娛樂和比賽于一體，引起了各國的廣泛關(guān)注和極大興趣，從而推動了移動機(jī)器人研究的熱潮...... 智能小車研究目的和意義通過獨(dú)立設(shè)計(jì)并制作一輛具有簡單智能化的簡易小車，獲得項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的能力，并掌握多通道多樣化傳感器綜合控制的方法。所以立“基于單片機(jī)控制的智能小車”一題作為嘗試。課題類型：（1）A—工程實(shí)踐型；B—理論研究型；C—科研裝置研制型；D—計(jì)算機(jī)軟件型；E—綜合應(yīng)用型（2）X—真實(shí)課題；Y—模擬課題； （1）、（2）均要填，如AY、BX等。本課題的研究內(nèi)容（1）分析目前單片機(jī)控制的小車技術(shù)以及各種方案，并以此為基礎(chǔ)提出自己的小車制作初步方案。（2）確定智能小車的總體設(shè)計(jì)，包括 控制核心的選擇，小車驅(qū)動方式的選擇，語音播放和語音識別模塊，障礙檢測模塊 （3）進(jìn)行智能小車電機(jī)驅(qū)動電路、語音控制電路等的設(shè)計(jì)和對各器件的選擇及連接，大體分配各個器件及模塊的基本功能要求。（4）進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)C語言和匯編語言編寫，對單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解電機(jī)驅(qū)動的芯片原理，總體上完成了軟件的編寫。本課題研究的實(shí)施方案、進(jìn)度安排實(shí)施方案: 智能小車為四輪結(jié)構(gòu)，其中前面兩個車輪由前輪電機(jī)控制，在連桿和支點(diǎn)作用下控制前輪左右擺動，來調(diào)節(jié)小車的前進(jìn)方向。在自然狀態(tài)下，前輪彈簧作用下保持中間位置。后面兩個車輪由后輪電機(jī)驅(qū)動，為整個小車提供動力。所以又稱前面的輪子為方向輪，后面的兩個輪子為驅(qū)動輪。在軟件方面運(yùn)用C語言編寫程序來控制單片機(jī)以達(dá)到控制小車的前后左右的基本變化，同時實(shí)時處理外界聲音輸入數(shù)據(jù)。進(jìn)度安排：第一階段：撰寫開題報告。第二階段：著手進(jìn)行方案的實(shí)施，并開始撰寫論文初稿。第三階段：在朱老師的指導(dǎo)下進(jìn)行論文初稿的修改。第四階段：將修改后的論文交給朱老師進(jìn)行審閱。第五階段：準(zhǔn)備論文答辯工作。已查閱的主要參考文獻(xiàn)【1】王曉明. 《電動機(jī)的單片機(jī)控制》 北京航空航天大學(xué)出版社2007年8月第2版【2】吳紅星. 《電機(jī)驅(qū)動與控制專用集成電路及應(yīng)用》 中國電力出版社2006年6月第1版【3】李仁定. 《電機(jī)的微機(jī)控制》 機(jī)械工業(yè)出版社2004年1月第1版【4】趙亮，侯國銳. 《單片機(jī)c 語言編程與實(shí)例》 人民郵電出版社2003年9月第1版【5】陳永甫. 《紅外探測與控制電路》 人民郵電出版社2004年6月第1版【6】歐陽杰. 《紅外電子學(xué)》 北京理工大學(xué)出版社1997年1月第1版【7】韓紀(jì)慶, 張磊, 鄭鐵然.《語音信號處理》 清華大學(xué)出版社2004年9月第1版【8】黃智偉. 《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽》 北京航空航天大學(xué)出版社2007年2月第1版【9】吳文虎. 《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 清華大學(xué)出版社2003年9月第1版【10】譚浩強(qiáng). 《C語言程序設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社2008年11月第2版【11】Lawrence Rabiner，BiingHwang Juang. 《fundamentals of speech recognition》 清華大學(xué)出版社，1999年9月第1版 純英文版指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日摘 要課題的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)并制作一輛基于單片機(jī)控制的智能小車，要求實(shí)現(xiàn)小車的聲控和避障兩大功能。設(shè)計(jì)以凌陽16位單片機(jī)為控制核心，應(yīng)用超聲波傳感器。語音處理技術(shù)是一門新興的技術(shù)，它不僅包括語音的錄制和播放，還涉及語音的壓縮編碼和解碼，語音的識別等各種處理技術(shù)。以往做這方面的設(shè)計(jì)，一般有兩個途徑：一種方案是單片機(jī)擴(kuò)展設(shè)計(jì)，另一種就是借助于專門的語音處理芯片。普通的單片機(jī)往往不能實(shí)現(xiàn)這么復(fù)雜的過程和算法，即使勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)也要加很多的外圍器件。專門的語音處理芯片也比較多，如ISD 系列、PM50 系列等，但是專門的語音處理芯片功能比較單一，想在語音之外的其他方面應(yīng)用基本是不可能的。SPCE061A 是一款16位μ39。nSP結(jié)構(gòu)的微控制器。該芯片帶有硬件乘法器，能夠?qū)崿F(xiàn)乘法運(yùn)算、內(nèi)積運(yùn)算等復(fù)雜的運(yùn)算。它不僅運(yùn)算能力強(qiáng)，而且處理速度快，單周期最高可以達(dá)到 49MHz。 SPCE061A 內(nèi)嵌32K 字節(jié)的FLASH 程序存儲器以及2K 的SRAM。同時該SOC 芯片具有ADC 和DAC 功能，其MIC_ADC 通道帶有AGC自動增益環(huán)節(jié)，能夠很輕松的將語音信號采集到芯片內(nèi)部，兩路10位的電流輸出型DAC，只要外接一個功放就可以完成聲音的播放。以上介紹的這些硬件資源使得該SPCE061A 能夠單芯片實(shí)現(xiàn)語音處理功能。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。超聲傳感器的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時它接收到超聲波時,也能轉(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接收器。課題完成了超聲波傳感器的選擇、采購、各傳感器的接口電路設(shè)計(jì)和制作，以及各傳感器和電路的安裝位置和方式的安排，并完成了整個硬件的制作工作。此外，對整個控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最終完成軟件和硬件的融合，實(shí)現(xiàn)小車的預(yù)期功能。關(guān)鍵詞：智能小車，單片機(jī)，語音識別和播放，超聲波傳感器AbstractSubject of major task is to design and produce a revivification control of the car for the implementation of the car from the great barrier voice control and functions. Designed to lingyang 16 monolithic integrated circuits to control the use of ultrasonic sensors.For dealing with technology is a new technology, it includes not only the sound recording and play, but also involves voice pression encoding and decoding, the voice of the past such as processing. do the design, there are two channels ： a monolithic integrated circuits design scheme is expanded, the other is specialized for the monolithic integrated circuits are not able to achieve such a plicated process and algorithms, even just to many of the peripheral device to add special handling. the voice of the chips are also many isd, special pm50 series, but the voice capabilities to chip in a single voice in addition to the other aspects of the application is basically impossible.Spce061a is a 16bit μ 39。nsp structure of the controller. The chip with a hardware multiplication, can achieve in a multiplication operation, such as plex operations. it is not only of operation, and processing speed and a cycle. The highest attainable 49 MHz.Spce061a builtin flash memory 32k of procedure and 2k sram the soc. The chip is the DAC ADC and function, mic with enormous ADC channel agc automatically gain, can easily be a signal to chip in, two ten of the current type of output, as long as the dac a power amplifier can finish the sound. The above information wills of the hardware resources that spce061a to chip with the voice capabilities.Ultrasound is a use of ultrasonic the characteristics of the development of sensors. ultrasound tests, as a means to generate supersonic wave and receive an ultrasound. ultrasound at the core is the plastic jacket or coat of metal a piezoelectric crystal.Ultrasonic sensors of the major materials have a piezoelectric crystal (electricity to nickel and iron expansion) aluminium (magnetic) two types of expansion. The result of the materials have the titanium sour zirconium (pzt), etc. a piezoelectric crystal of ultrasonic sensor is a reversible sensors, and it can be transformed
into electricity mechanical vibration and generate supersonic wave. It receives of ultrasonic, can also be transformed into electricity, so it can be divided into transmitters and receivers.Key words ： intelligen