基于AVR單片機的移動機器人控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、移動機器人是一種能夠通過傳感器感知外界環(huán)境和自身狀態(tài)，實現(xiàn)在有障礙物的環(huán)境中面向目標的自主運動，從而實現(xiàn)一定作業(yè)功能的機器人系統(tǒng)。作為機器人研究領(lǐng)域的一個重要分支，移動機器人一直是國內(nèi)外研究熱點之一，具有很高的軍事、工業(yè)和商業(yè)價值。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，移動機器人所具有的優(yōu)勢越來越受到世界各國普遍關(guān)注和重視，日益成為各國的競爭核心技術(shù)。
　　 控制系統(tǒng)作為整個移動機器人的核心，對移動機器人的平穩(wěn)運行起著十分關(guān)鍵的作用。移動機器人要

2、實現(xiàn)精確化、實時化的控制，必須依賴先進的控制策略和性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)以及高速的微處理器。按照設(shè)計要求，本文選定ATMEL公司的AVR系列單片機ATmega128為核心，設(shè)計并完成了一套移動機器人控制系統(tǒng)。機器人實現(xiàn)了平面內(nèi)的任意角度的移動，機械手可以對前方一定范圍內(nèi)的目標進行抓取，并通過實驗驗證了移動機器人的運動和控制能力。論文的主要內(nèi)容有：
　　 首先，論文綜述了移動機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及移動機器人的關(guān)鍵技術(shù)，同時介紹了本文

3、的選題背景、主要研究內(nèi)容和研究意義。隨后，簡單介紹了一下移動機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　 其次，采用模塊化的設(shè)計思想進行移動機器人控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。以ATmega128為核心，把控制系統(tǒng)分為微控制器模塊、舵機及傳感器驅(qū)動模塊、電源模塊等，并對各模塊進行了詳細的介紹和分析。微控制器模塊主要進行各種信息、數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各功能模塊完成預定的任務；驅(qū)動模塊主要負責控制驅(qū)動舵機和傳感器，實現(xiàn)機器人的動作以及傳感器的數(shù)據(jù)采集；電源

4、模塊負責整個移動機器人的電源供給，由12V可充電鎳氫電池和調(diào)壓電路構(gòu)成。接下來根據(jù)原理圖進行PCB的設(shè)計。
　　 再次，在硬件平臺的基礎(chǔ)上進行軟件程序設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求詳細介紹了各模塊的流程及部分程序代碼，并利用WinAVR軟件進行程序的編譯，生成用于調(diào)試及下載的目標文件。
　　 最后，進行硬件電路調(diào)試與軟件程序仿真，對于出現(xiàn)的問題及時解決，并做了相關(guān)的實驗演示機器人的功能。仿真結(jié)果和機器人實際運行驗證了系統(tǒng)設(shè)計效