光源跟踪机器人设计.doc

摘要:光源跟踪机器人是一个集光源感知、信号处理、跟踪行驶等功能于一体的综合系统。它在很多领域上都有应用，主要有太阳能自动跟踪、图像定位等领域。本课题设计一个能自主跟踪手电筒光源的智能机器人。

光源跟踪机器人采用三轮轮式结构作为行走机构，以AT89S51单片机作为控制芯片，选用光敏电阻作为传感器，使用L298N与直流减速电机作为驱动模块。通过安装在机器人小车前端的三个光敏电阻来采集光信号，转变为三个随光源位置而变化的电压信号，再由电压比较器实现中间传感器电压与两边传感器电压的比较，进而确定光源位置，然后控制机器人完成光源跟踪。

本文设计的特色之处在于，对光敏电阻采集得到的电压信号进行比较，可以直接确定光源位置，并为单片机输入信号，免去了数模转换，简化了整个系统，为今后的研究与开发提供了一些思路。

关键词 机器人；光源跟踪；单片机；光敏电阻

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 机器人介绍-1

1.1.1 机器人概述-1

1.1.2 行走机器人简介-1

1.1.3 光源跟踪机器人研究现状-1

1.2 课题研究目的及意义-2

1.3 课题研究内容及研究方案-2

2 光源跟踪机器人总体方案设计-4

2.1 机器人机械结构方案选择-4

2.2 机器人控制检测模块方案选择-5

2.2.1机器人控制模块选择-5

2.2.2 机器人驱动模块选择-6

2.2.3 机器人光电检测模块选择-6

2.2.4 机器人电源模块选择-7

2.2.5 机器人系统总体设计框图-7

3 光源跟踪机器人硬件部分设计-7

3.1 机器人机械结构设计-8

3.2 机器人机械参数确定-10

3.3 机器人电路部分设计-10

3.3.1 机器人控制电路设计-10

3.3.2 机器人驱动电路设计-11

3.3.3 机器人光电检测电路设计-12

3.3.4 机器人电源模块电路设计-15

4 光源跟踪机器人软件部分设计-15

4.1 keil软件介绍-15

4.2 Proteus仿真-16

4.3 系统流程图-18

4.4 子流程图及C语言程序-19

4.4.1 延时子程序-19

4.4.2 左转弯子程序-20

4.4.3 右转弯子程序-20

4.4.4 直行子程序-21

4.4.5 主程序-22

结论-24

致谢-25

参考文献-26

附录-27