有线遥控机器车系统软件设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 有线遥控机器车系统软件设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 利用单片机设计有线遥控机器车系统。系统由 别控制各功能模块进行工作，控 制机器车电机驱动及运行程控指令解析。系统根据线接的手柄控制完成运行行程。用液晶 显示简洁运行信息 。 具体技术要求如下： 1，设计 片机主系统； 2，设计液晶显示电路； 3， 设计机器车 运行控制程序 ； 4，设计系统软件。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1 至 3 周： 查找资料，方案论证，撰写开题报告，英文资料翻译； 4 至 7 周： 总体方案确定，软件设计及编制； 8 至 10 周： 系统软件调试； 11 至 15 周： 总体联试与实验； 16 至 18 周： 撰写论文、答辩。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 、主 要参考资料： 1. 张迎新单片微型计算机原理、应用及接口 技术北京国防工业出版社 2004 2. 日 清弘智昭 铃木升著，刘本伟译 . 机器人制作宝典 M学出版社。2002 3. 房小翠等 北京航空航天大学出版社 4. 王福瑞等 . 单片微机测控系统设计大全 . 北京航空航天大学出版 5. 美 汉斯 莫拉维克著 马小军 时培涛 译 机器人 M海科学技术出版社， 6 . 994 信息工程 系 专业类 班 学生（签名）： 廖城 填写日期： 年 11 月 20 日 指导教师（签名）： 助理指导教师 (并指出所负责的部分 )： 信息工程 系主任（签名）： 附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 毕业设计（论文）开题报告 题目： 有线遥控机器车系统软件设计 专 业 名 称 班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 2011 年 2 月 25 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 一、选题的依据及意义 机器 车 可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工 智能技术制定的原则纲领行动。 它能 代替人 进入 那些危险的工作 环境进行观察，因而广泛应用于工业、农业、医学、国防、军事和太空等等领域。 在地面移动机器人家族中，履带机器 车 是一种成熟的形式 。 履带式移动机构 ,克服了轮式移动机构越障能力、跨沟能力差及打滑等缺点。与步行式移动机构相比具有运动平稳、爬坡能力强、不易倾倒等特点。 机器车 是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。 履带机器 车 代替人进入特殊环境中 ,完成数据采集任务 。 机器 车可以 装 上 云台 ,其上装 上 摄像机 ,通过传回的视频信号 ,操作人员可以在异地观察机器 车 所处的工作现场 ,灵活控制机器 车 的运行。 因而具有现实意义。 随着电子产品的智能化，现在越来越多的 遥控小车也更加智能化。本实验设计其中一个主要研究方向就是小车的的智能化。 单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域，配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。 要求实现一个小车的运动控制将有诸多工程和技术方面的实际困难。遥控方式是目前普遍采用的最实用的控制方式，是解决小车智能发展水平与复杂任务之间矛盾的一条有效途径。为了在复杂环境中获取有效的信息，小车 必须配置各种类型的传感器。所以，针对遥控小车系统的作业性能要求，配备合适的传感器系统作为移动无线小车的感知系统是非常重要的。本实验设计具有实际意义，可以应用于考古、军事侦察、机器人、医疗器械和恶劣环境作业等许多方面。尤其是在机器人研究方面具有很好的发展前景，所以本设计与实际相结合，现实意义很强。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述） 在智能化程度愈来愈高的当今时代，机器车在诸多领域之中的作用更加明显。早在 20世纪 60年代初期，国外就开始对于 履带式 机器车的研究。 从某种意义上说，月球车属于机器 车 技术。 机 器车 无论是轮式的还是腿式的，都应具有前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转（跌倒后能翻身）等基本功能，甚至具有初级人买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 工智能（例如，识别、爬越或绕过障碍物等）。月球车 的发展也是从 有人驾驶月球车 到无人驾驶。 有人驾驶月球车 这是由宇航员驾驶在月面上行走的车。主要用于扩大宇航员的活动范围和减少宇航员的体力消耗，可随时存放宇航员采集的岩石和土壤标本。这类月球车的每个 轮子各由一台发动机驱动，靠蓄电池提供动力，轮胎在 100 度低温下仍可保持弹性，宇航员操纵手柄驾驶月球车，可向前、向后、转弯和爬坡。 1971 年 9 月 30 日，美国 “ 阿波罗 ”15 号飞船登上月球，两名宇航员驾驶月球车行驶了 里； “ 阿波罗 ”16 号、 17 号携带的月球车，分别在月面上行驶了 27 公里和 35 公里，并利用月球车上的彩色摄像机和传输设备，向地球实时地发回宇航员在月面上活动的情景及离开月球返回环月轨道时登月舱上升级发动机喷气的景象。 无人驾驶月球车 由轮式底盘和仪器舱组成，用 太阳能电池 和 蓄电池 联合供电。这类月球车的行驶是靠地面遥控指令。 苏联 发射的 “月球 ”17 号探测器把世界上第一台无人驾驶的月球车 “月球车 ”1号送上月球。此车约 重 ，在月面上行驶了 里，考察了 8万平方米的月面。此后苏联送上月球的 “月球车 ”2号行驶了 37 公里，并向地球发回了 88 幅月面全景图。 2009 年 7 月美国宇航局设计的这种新月球车，是 “星座计划 (在 2020 年重返月球的组成部分，该车的名字是 “电力月球车 (。 由于我国起步较晚，而且此项开发涉及机械、电子、计算机等众多领域，所以在实际开发中面临着很多难题。 国内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 。 从“七五”开始，我国的 履带式机器车研究开始起步，经过多年来的发展，已经取得了一定的成绩，且继续向前迈进。 探月工程开启了中国深空探测事业的大门。由此开始，一系列的深空探测器将逐渐进入人们的视野。 “月球车 ”则是其中的首发队员。 2005 年 3 月 ，中国 航天部门已经出台了 “嫦娥工程 ”用月球车的技术参数和需要完成的科研任务，全国公开竞争，择优选用。此前，见诸报端的至少有 7 家高校和科研单位在从事月球车的研制 。 目前 ,该项目组已研制了一系列 “月球车 ”,包括国内外普遍采用的主副摇臂六轮月球车移动系统和世界独一无二的四轮菱形布 置月球车移动系统。 随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。机器车领域近几年有如下几个发展趋势： （ 1）性价比逐步提高，性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单价不断下降。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 （ 2）工业机器车控制系统向基于 于标准化、网络化。同时，器件集成度提高。从而，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维护性。 （ 3）传感器的作用日益重要，除传统的位置、速度、加速度等传感器外，视觉、声觉、力觉、触觉等多种传感器的融合技术已用来 进行环境建模及决策控制。 （ 4）虚拟现实技术在机器车中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器车操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操作机器车。 （ 5）当代遥控机器车系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器车的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的操作系统，使智能机器车走出实验室走入实用化阶段。 本设计与实际相结合，现实意义很强！智能的技术研究、应用也都是非常有意义而且有很高的市场价值的。随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。 三、研究内容及实验方案 本课题利用单片机设计 有线遥控机器车系统。系统由 别控制各功能模块进行工作，控制机器车电机驱动及运行程控指令解析。系统根据键盘按键控制完成运行状态。用液晶显示简洁运行信息 。 件电路： 硬件电路组成分为以下几个部分：单片机最小系统控制部分、 7279键盘 输入 部分、液晶显示部分、 8253输出 双电机驱动电路 部分。 本次设计主要以单片机 制整个系统的工作 279键盘检测是否有键按下，如果有键按下，判断 是哪个键按下 并显示 ，再把键值送到制 8253 输出相应的 到 左电机控制及驱动 电路、 右电机控制及驱动 电路中。 可实现汽车的加速、减速、刹停 , 并可通过两个电机的不同转速实现左转和右转等功能 通讯接口模块 5 2单片机 发生模块 左电机驱动模块 右电机驱动模块 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 统原理框图 件设计 本系统软件整体设计思路 采用模块化设计，软件由主模块、键盘程序 模 块、液晶显示程序模块、 讯接口模块等组成。 其中 键盘输入判断 后进行的处理将实现对机器车的控制并显示， 另外 制机器车运动状态使用了 其模块框图如图 示。 图 系统模块框图 键 盘 输 入模块 液晶显示模块 主模块 键盘程序模块 液晶显示程序模块 通讯接口模块 开始 设置堆栈指针 键盘扫描 调用显示子程序 7279 初始化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 N Y 图 程序流程图 四、目标、主要特色及工作进度 1 研究目标： 本课题的主要目标是 由 别控制各功能模块进行工作，控制机器车电机驱动及运行程控指令解析。系统根据线接的手柄控制 完成运行行程并用液晶显示简洁运行信息，系统具有数据存储功能 。 在本设计方案中，主要采用了 52 单片机控制系统，这就使得小车运动具有快速、平稳、准确的特点。 2. 1、查阅资料，方案论证，撰写开题报告，英文资料翻译； 第 1 2、总体方案确定，硬件电路设计及制作； 第 53、系统硬件电路调试 第 104、总体联试与实验； 第 155、撰写论文、答辩； 第 17功能键处理 是否有键按下 前进 后退 停止 左转 右转 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 五、参考文献： 1. 张友德、赵志英、涂时亮 用与实践 M旦大学 出版社 ,2003 2. 薛晓书、许水法 M. 西安：西安交通大学出 版社 ,2004 3. 韩志军、沈晋源 M. 北京：机械工业出版社 ,2005 4. 童诗白、华成英，模拟电子技术基础 M2003 5. 王福瑞等 M. 北京：北京航空航天大学出版 ,1998 6. 陈伯时 ,电力拖动自动控制系统 ,第二版 M机械工业 出版社 ,2000 7. 房小翠 M. 北京：北京航空航天大学出版社 ,1998 8字电子技术基础 M2003 9雷海波，杨新 微计算机信息 J， 2000 10宗义 9 出版社， 2002 11. Z. 993(1) 12. .F of to 1985， 15(1) 13. n . 14. C A an d ， 1999， 29(6) 15 K, J, H,et . 2003 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 有线遥控机器车软件设计 摘要： 随着社会的发展，机器车在人们的社会生活、工作中运用的越来越广。机器人是一种可编程和多功能的，可用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。 系统由 硬件和软件部分构成， 硬件设计部分：由 部分、 7279键盘 输入 部分、液晶显示部分、 8253输出 双电机驱动电路 部分组成。 其中 系统采用直流电机、同相驱动门 7407 与可编程 定时 /计数器 、 软件通过编程控制 8253以 软件设计采用汇编语言编程，编相应的软件程序实现对直流电机正转、反转、启动、停止四种运行状态的控制 。该系统结构简单，调速性能好，性能价格比高，真正实现了直流电机调速系统的高精度控制。 基于机器车技术，不但对于我国激烈的空间技术和资源竞争中取得有利地位具有关键意义，同 时也包括导航控制在内的相关技术有巨大的促进作用。 关键词 ： 单片机 直流电机 机器车 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 of is in is a to Or it is be or of of a CU 279 8253 of WM C is C 4 by in 253 WM of of to of on s in of is a in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 目 录 第一章 前言 . 1 . 13 . 14 . 15 第二章 . 16 第三章 有线遥控机器车系统组成及工作原理 . 19 . 19 . 19 第四章 有线遥控机器车系统硬件电路设计 . 21 片机最小系统 . 21 . 22 . 23 8253产生 模块 . 23 直流电机控制模块 . 25 数据通讯模块 . 26 液晶显示模块 . 27 8255模块 . 28 . 29 第五章 有线遥控机器车系统软件设计 . 30 软件整体设计思路 . 30 程序模块的设计 . 31 . 32 . 33 晶显示子程序 . 37 . 39 第六章 系统软件调试 . 43 盘及显示模块的调试 . 44 . 44 . 45 体调试 . 45 第七章 总结 . 46 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 . 46 . 47 参考文献 . 48 致 谢 . 49 附录 A 程序清单 . 50 附录 B 硬件原理 . 58 第一章 前言 遥控小车是上世纪提出的一种新型小车，由于在 月球车 、 军事侦察、反恐、防爆、防核化及污染等危险与恶劣环境作业中有广阔的应用前景。 要求实现一个无线遥控小车的运动控制将有诸多工程和技术方面的实际困难。遥控方式是目前普遍采用的最实用的控制方式，是解决小车智能发展水平与复杂任务之间矛盾的 一条有效途径。为了在复杂环境中获取有效的信息，小车必须配置各种类型的传感器。所以，针对遥控小车系统的作业性能要求，配备合适的传感器系统作为移动小车的感知系统是非常重要的。 随着电子产品的智能化，现在越来越多的 遥控小车也更加智能化。本实验设计其中一个主要研究方向就是小车的的智能化。单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域，配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。要求实现一个小车的运动控制将有诸多工程和技术方面的实际困难。遥控方式是目前普遍采用的最实用的控制方式，是解决小车智能发展水平与复杂任务之间 矛盾的一条有效途径。为了在复杂环境中获取有效的信息，小车必须配置各种类型的传感器。所以，针对遥控小车系统的作业性能要求，配备合适的传感器系统作为移动无线小车的感知系统是非常重要的。本实验设计具有实际意义，可以应用于考古、军事侦察、机器人、医疗器械和恶劣环境作业等许多方面。尤其是在机器人研究方面具有很好的发展前景，所以本设计与实际相结合，现实意义很强。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 内外研究概况及发展趋势（含文献综述） 在智能化程度愈来愈高的当今时代，机器车在诸多领域之中的作用更加明显。早在 20世纪 60年代初期，国外就开始对于 履 带式 机器车的研究。 从某种意义上说，月球车属于机器 车 技术。 机器车 无论是轮式的还是腿式的，都应具有前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转（跌倒后能翻身）等基本功能，甚至具有初级人工智能（例如，识别、爬越或绕过障碍物等）。 月球车 的发展也是从 有人驾驶月球车 到无人驾驶。 有人驾驶月球车 这是由宇航员驾驶在月面上行走的车。主要用于扩大宇航员的活动范围和减少宇航员的体力消耗，可随时存放宇航员采集的岩石和土壤标本。这类月球车的每个 轮子各由一台发动机驱动，靠蓄电池提供动力，轮胎在 100 度低温下仍可保持弹性，宇航员操纵手 柄驾驶月球车，可向前、向后、转弯和爬坡。 1971 年 9 月 30 日，美国 “ 阿波罗 ”15 号飞船登上月球，两名宇航员驾驶月球车行驶了 里； “ 阿波罗 ”16 号、 17 号携带的月球车，分别在月面上行驶了 27 公里和 35 公里，并利用月球车上的彩色摄像机和传输设备，向地球实时地发回宇航员在月面上活动的情景及离开月球返回环月轨道时登月舱上升级发动机喷气的景象。 无人驾驶月球车 由轮式底盘和 仪器舱组成，用 太阳能电池 和 蓄电池 联合供电。这类月球车的行驶是靠地面遥控指令。 苏联 发射的 “月球 ”17 号探测器把世界上 第一台无人驾驶的月球车 “月球车 ”1号送上月球。此车约重 ，在月面上行驶了 里，考察了 8万平方米的月面。此后苏联送上月球的 “月球车 ”2号行驶了 37 公里，并向地球发回了 88 幅月面全景图。 2009 年 7 月美国宇航局设计的这种新月球车，是 “星座计划 (在 2020 年重返月球的组成部分，该车的名字是 “电力月球车 (。 由于我国起步较晚，而且此项开发涉及机械、电子、计算机等众多领域，所以在实际开发中面临着很多难题。 从“七五”开始，我国的 履带式 机器车 研究开始起步，经过多年来的发展，已经取得了一定的成绩，且继续向前迈进。 探月工程开启了中国深空探测事业的大门。由此开始，一系列的深空探测器将逐渐进入人们的视野。 “月球车 ”则是其中的首发队员。 2005 年 3 月 ，中国 航天部门已经出台了 “嫦娥工程 ”用月球车的技术参数和需要完成的科研任务，全国公开竞争，择优选用。此前，见诸报端的至少有 7 家高校和科研单位在从事月球车的研制 。 目前 ,该项目组已研制了一系列 “月球车 ”,包括国内外普遍采用的主副摇臂六轮买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 月球车移动系统和世界独一无二的四轮菱形布置月球车移动系统。 随着人工智能技术 、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。机器车领域近几年有如下几个发展趋势： （ 1）性价比逐步提高，性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单价不断下降。 （ 2）工业机器车控制系统向基于 于标准化、网络化。同时，器件集成度提高。从而，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维护性。 （ 3）传感器的作用日益重要，除传统的位置、速度、加速度等传感器外，视觉、声觉、力觉、触觉等多种传感器的融合技术已用来进行环境建模及决策控制。 （ 4）虚拟 现实技术在机器车中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器车操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操作机器车。 （ 5）当代遥控机器车系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器车的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的操作系统，使智能机器车走出实验室走入实用化阶段。 本系统针对的是机器车的运行，其运行的环境，条件等诸多因素决定其有不同驱动系统指标；根据这些技术指 标，利用单片机组成控制系统，编程实现键盘控制 输入，从而控制小车的运行状态，同时 系统自动实时采集 机器车运行数据并及实时显示功能。本设计中利用 片机实现了对 机器车 控制，有较高的实用价值；此外，采用液晶显示和键盘输入实现了“人机对话”，充分满足了使用者对于产品使用便捷直观的要求。基于机器车技术，不但对于我国激烈的空间技术和资源竞争中取得有利地位具有关键意义，同时也包括导航控制在内的相关技术有巨大的促进作用。经过拓展和开发后，本产品还具有潜在的市场价值。可以作为民用的采掘、服务、娱乐等的分析开发。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第二章 制的基本工作原理 为脉冲宽度调制，简称脉宽调制。脉冲宽度调制（ 一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，由于计算机不能输出模拟电压，只能输出 0或 5过使用高分辨率计数器，利用方波的占空比被调制的方法来对一个具体模拟信号的电平进行编码。 为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么是 5V(要么是0V(电压或电流源是以一种通 (断 (重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被 断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用 率和占空比。 泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 图 形图 别能够产生 1 路独立的 例。当 数寄存器 1值相等时，就会发生比较匹配事件，这时如果 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 则 以输出 够产 生两种类型的种是不对 称的 种是对称 的 决于 计数方式。 1连续增计数时 对称的 图 不对称的 定时器 1生比较匹配事件。如果 位定时器比较使能为 ，即定时器比较操作被使能，且 第 6位比较输出使能位 ，同时 的 时器的周期 T=（ ） *中 1计数 1次所需的时间 频系数决定 周期为： ()/位为 S； 频率为： ), 单位为 1 当 占空比为： D=() 当 电平有效时， D=) 1减计数时 称的 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 称的 当定时器 减计数模式。当 1值相等时，发生比较匹配事件。如果 位定时器比较使能为 1，即定时器比较操作被使能，且 位比较输出使能位 ，同时1者低电平的话， 当 减计数模式时， 个周期 T=（ 2*中 1 周期为： 2*位为 S； 频率为： 2* 单位为 1 当 高电平有效时，则占空比为： D=( D=1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 第三章 有线遥控机器车系统组成及工作原理 统设计要求与技术指标 本设计的主要目标是 由 别控制各功能模块进行工作，控制机器车电机驱动及运行程控指令解析。系统根据线接的手柄控制 完成运行行程并显示简洁运行信息，系统具有数据存储功能 。 在本设计方案中，主要采用了 52 单片机控制系统，这就使得小车运动具有快速、平稳、准确的特点。 具体技术要求如下： 1， 设计 片机主 系统； 2， 设计液晶显示电路；