基于单片机的水中机器人控制系统设计.doc

摘要:本文基于单片机原理进行水中鱼型机器人的控制系统设计，主要研究内容包括：红外检测与单片机的链接，按键处理与控制，机器鱼的前进及转弯驱动电路与程序策略制定，红外检测驱动程序设计，报警电路等。根据总体任务需要，研究了水下机器人总体结构形式，着重确定了水下机器人推进器数量及分布，同时利用红外对管检测赛道左右侧距离和前方障碍，分别建立了水下机器人的姿态采集系统、速度检测系统和深度检测系统。在驱动系统中，以飞思卡尔单片机为核心建立大功率无刷电机运动控制器，驱动鱼尾的三个舵机进行转动实现机器鱼的前进左右控制。另外，本设计预想在赛道当中定点添加红外线或者是磁场信号，拟将采用红外接收管或者霍尔传感器进行定点的检测，并用蜂鸣器实现定点报警。

关键词：机器鱼；单片机；红外检测；报警系统

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 研究背景与意义-1

1.2 国内外的研究现状-1

1.2.1国外的研究现状-1

1.2.2国内的研究现状-2

1.3 本章小结-2

2 水中机器人的设计思路-3

2.1设计需求-3

2.1水中机器人航行示意图-3

2.2 研究内容-4

2.3 设计原则-4

2.4 设计思路-4

2.5 水中机器人的外形设计-5

2.6本章小结-6

3 硬件的设计-7

3.1 系统整体设计-7

3.2 核心板电路的设计-8

3.3 电源控制电路的设计-9

3.4 光电检测模块的设计-10

3.5 电机驱动模块的设计-11

3.6 蜂鸣器的设计-12

3.7 功率放大驱动电路-12

3.8 本章小结-13

4 软件的设计-14

5 水中机器人的自主避障-15

5.1转向情况分析-16

5.2 报警设计-19

结    论-22

参 考 文 献-22

附 录 软件程序-23

致    谢-25