摘 要本课题提出的这款针对自主移动机器人系统的研发方案，旨在这类系统的平均性能指标基础上，通过植入高端的主控芯片，结合高端的软硬件模块，来设计一种功能表现较佳的智能式自主移动机器人系统，本次毕业设计花费了大量时间和精力完成了对系统方案的构建，从而保证了后期的硬件电路系统和程序设计过程能够顺利的执行，最终使得这款自主移动机器人在工作过程中能够通过多种方式对前方障碍物进行探测，首先在中远距离探测方面使用的是超声波探测方式，通过超声波探头对中远距离的障碍物进行探测，在近距离范围内通过红外传感器实现障碍物探测，通过这两种探测方式的结合，使得障碍物检测准确率大大提升，在单片机的控制下，一旦检测到障碍物则立即使得小车实现左右转向，从而实现避障功能。在对这款自主移动机器人系统的硬件电路设计过程中，首先是对STC89C51单片机驱动电路进行研发，结合复位电路和时钟电路将它设计成单片机最小系统电路，接着将各个相对应的子电路进行研发和总线连接，结合成熟的研发方案将各个电路连为整体。本课题根据成熟方案的思路，进行了大量的测试工作，在系统调试运行改进环节，根据收集到的数据和观察到的现象，检测到了很多的设计缺陷，依次对其进行修改之后，最后能够使系统正确运行。
目录
一、 引言 1
（一） 自主移动机器人的发展背景 1
（二） 自主移动机器人的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 自主移动机器人的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） 有源蜂鸣器简介 4
（四） HCSR04超声波传感器简介 5
（五） 高速直流电机简介 5
（六） 红外避障传感器简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 蜂鸣器报警电路设计 8
（三） 障碍物距离测量电路设计 8
（四） 机器人车轮驱动电路设计 9
（五） 左右两侧障碍物检测电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 自主移动机器人的主程序流程设计 12
（二） 蜂 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072# 
鸣器报警子程序设计 13
（三） 障碍物距离测量子程序流程设计 13
（四） 左右两侧障碍物检测子程序流程设计 14
五、 实物制作与调试 16
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
自主移动机器人的发展背景
通过对于以往一些具有典型特征的自主移动机器人控制系统进行分析之后，本课题结合如今市场上的前沿技术，提出一种性能更高，同时研发成本价格更低的研发方案，通过它来改变目前市面上一些常见产品所存在的缺陷故障和成本高昂等现象。许多材料表明，自主移动机器人的控制系统在提升对外界信号的采集性能这方面，正在被不断地嵌入更多性能更为强大的传感器组，所以在一定的范围内，传感器的数量和大小制约着自主移动机器人系统采集信号速度、质量和准确性等核心方面。根据相关参考资料显示，自主移动机器人控制系统在将来的发展方向将是步入多传感器化，设计者将根据系统的应用系统来合理选配传感器型号，在提升系统对于信号的丰富度需求方面，将提升传感器的植入数量，通过合理的传感器件安置和总线连接，使系统内部微处理器可以高效有序的对各个传感器件获取到的信号进行处理，通过高性能的算法过程，使得采集到的多路信号能够被高效组合和鉴别，使系统具备更高的智能化特性。在近几年的发展过程中，自主移动机器人系统的发展方向出现了一些非常大的改观，这主要表现在内部核心控制芯片的选型方面，并且在以往较长的一段时间内，自主移动机器人系统主要是基于可编程控制器或低端性能主控器件芯片而实现的，因为三十二位中高阶别微型控制器芯片在之前比较长的一段时间内并没有得到市面上的大范围推广，而且研发产业链没有成熟，从而在市面上的售价较高，因此技术人员在设计自主移动机器人系统软硬件方案时，刻意避开高售价芯片，这样自主移动机器人的控制系统产品就可以具备成本价格方面的优势。而近几年这一现状发生了彻底改观，具有快速数据运算性能的中高阶别微处理器产业研发线已经成熟，价格也随着被压缩，甚至一些渠道已经低于低端产品的售价，这就使得自主移动机器人控制系统设计者开始将目光对准STM32、ARM等一些高性能微处理器，替换掉低端处理器之后，使自主移动机器人控制系统方案架构得以改变，这将带来的是更高的处理速度，搭配灵活的代码程序，使得关联产品指标性能得到突破。通过网上学习和查阅相关资料，技术人员在研发自主移动机器人控制系统的过程中，越来越关注这类系统的数据信号通信能力，尤其是在与其他设备之间进行高速数据交互的能力，该长期的发展趋势主要是受到用户的反馈，在使用过程中用户期待各个设备之间能够通过数据的交互，来提升自主移动机器人系统对于数据的获取能力，从而使自主移动机器人系统在正常运行状态中可以具备更多的数据来源渠道。
本课题的主要意义在于采用成本更低的方案来构建一款性价比更高的自主移动机器人系统，为此能够节约更多的生产成本。
自主移动机器人的国内外发展现状
通过上文对自主移动机器人系统的发展背景介绍可以知道，这类系统早已发展了几十年时间，发展到如今阶段，凭借着具有三十二位微型控制器技术的成熟，这种系统内部架构已经取得了最佳方案的搭配，系统硬件所选择的每一个模块电路、芯片都可以有丰富的型号选择，设计者可以根据使用者的指标性能要求，快速制定出一款合理另外成本低廉的设计方法。国产团队对自主移动机器人系统的研究方向有些差异，他们的倾注点重点在于增加系统对信号的采集能力，对于新型传感器的需求较为旺盛，通过底层电路架构以及软件算法的分析，研究小组制订了一系列优化措施，探讨出传感器是提升信号采集能力以及数据精度的关键所在，因此许多研究小组开始致力于对更强大性能传感器探头的研究。
本文主要研究内容
接下来将进行对软硬件系统需要实现的指标需求进行确立，想到这款系统需要具有功能多样性，需要数量较多的功能模块的工作配合，才能够一一实现，为了能够将它的各项指标都在研发过程中提升到较高层面，需要经过合理分工的硬件电路模块以及优秀的流程算法相互配合来实现，最终使得这款自主移动机器人在工作过程中能够通过多种方式对前方障碍物进行探测，首先在中远距离探测方面使用的是超声波探测方式，通过超声波探头对中远距离的障碍物进行探测，在近距离范围内通过红外传感器实现障碍物探测，通过这两种探测方式的结合，使得障碍物检测准确率大大提升，在单片机的控制下，一旦检测到障碍物则立即使得小车实现左右转向，从而实现避障功能。
本论文的大致内容包括如下：
引言部分，主要对自主移动机器人的发展背景以及现状进行分析。
方案设计部分，主要对自主移动机器人方案架构和主要元器件进行介绍。

原文链接：http://www.jxszl.com/jsj/wlw/608437.html