【毕业论文】基于单片机搬运机器人系统设计与制作word（24页）

第章总体设计总体框图本系统结构框图如图所示。

系统由单片机电子罗盘电路码盘测距电路电机驱动电路无线串口电路五部分组成。

其工作原理是上位机通过无线串口模块发送指令给单片机，单片机通过电子罗盘计算行驶方向是否与指令相同，如果不同将控制车轮电机做出相应调整。

同时，单片机通过测速电路测出小车行驶距离并通过无线串口模块发送坐标信息给上位机。

而当小车行驶到指定坐标时单片机控制升降电机进行取放货，从而完成搬运任务。

图系统框图软硬件功能划分本论文利用单片机设计了个自动搬运车系统。

实现以下功能能通过电子罗盘判断搬运车行驶方向能通过码盘测量搬运车行驶距离测速电路电子罗盘电路后轮电机驱动电路升降台电机驱动电路单片机无线串口模块无线串口模块上位机能通过上位机对搬运车状态进行监测能通过升降台实现对货物取放。

其中我负责完成是软件设计部分，主要有主程序程序编写和调试电子罗盘读取操作程序调试输出程序编写和调试无线串口通讯程序编写和调试。

第章系统原理图与引脚分配总体电路图总体电路图如图所示。

晶振复位电源下载接口串口电路罗盘模块升降开升降关测速中断升降正升降反测速电路图总体电路图单片机引脚分配本设计中单片机引脚分配如下电子罗盘时钟数据线控制输出端接电机驱动模块接车轮电机驱动模块接车轮电机驱动模块接车轮电机驱动模块接车轮电机驱动模块接升降台下方限位开关接升降台上方限位开关接升降电机驱动模块接升降电机驱动模块接升降电机驱动模块无线串口接收端无线串口发射端外部中断，接红外对照管输出端。

第章系统软件设计流程图主程序流程图主程序流程图如图所示，该程序主要实现各功能块初始化以及死循环等待中断功能。

图主程序流程图外部中断服务子程序流程图外部中断子程序流程图如图所示，该程序主要实现行驶距离与坐标计算，以及向上位机发送坐标数据功能。

图外部中断子程序流程图中断入口是直行吗计算坐标并判断工作步向上位机发送坐标中断返回开始系统初始化等待中断定时器中断服务子程序流程图定时器中断子程序流程图如图所示，该程序主要实现实时刷新电子罗盘数据，控制搬运车行走功能。

图定时器中断子程序流程图串口中断服务子程序流程图串口接收中断子程序流程图如图所示，该程序主要实现串口中断接收数据功能。

图串口中断流程图串口中断入口接收上位机发送数据数据是否达到组中断返回定时器中断入口读取电子罗盘方向值吗搬运车依照上位机指令工作刷新值中断返回部分源程序头文件宏定义源受干扰，实现了不同电源隔离。

图电机驱动模块通过电机驱动模块通过脉宽调制模式驱动电机运转，此方式是通过调整脉冲占空比来达到调速效果。

这种方法类似于转换，即将数字量转换为模拟量。

图方式控制车轮转动自动搬运小车与上位机联合调试上位机部分上位机是是由中文版编写，是可视化编程工具，其界面简单，编写操作方便，很容易被初学者接受。

本程序是在原搬运车监控系统上做修改，能实现对自动搬运小车运行状态监视以及对自动搬运小车所处坐标准确显示。

图上位机程序调试自动搬运小车整体调试及上位机监控上位机用于监测搬运小车位置，图中蓝色圆点为搬运小车待命点，黄色圆点为搬运小车，蓝色方块为指定仓库。

右侧窗口显示坐标货物名称及其它信息。

如图。

图上位机监控系统搬运小车根据上位机发送指令，在指定坐标进行提取货物并进行下步工作。

图搬运小车提取货物搬运小车根据指令达到到指定地点放下货物，并沿指定线路返回原点待命，从而完成次搬运任务。

图小车搬运货物返回第章毕业设计总结我们所做自动搬运小车系统实现了上位机与自动搬运小车通信，上位机发送指令控制小车工作，同时通过上位机监测搬运小车运行状态。

从而可以实现搬运小车对货物自动搬运功能。

这次毕业设计从开发板驱动板焊接调试测距模块设计到车体结构改进。

从查阅各模块相关资料，到了解各模块工作方式。

再到各模块单独调试联合调试和最后与上位机通信。

整个过程中遇到很多困难，以至于我们是最后组做完。

我们所做自动搬运小车是基于单片机系统，其工作方式是单片机通过电子罗盘模块采集方向数据来控制搬运小车运动。

由于搬运小车工作环境复杂，不能避免外界电磁干扰存在，可能导致电子罗盘数据不准确，使搬运小车失去控制，从而达不到预期效果。

虽然单传感器工作时受到干扰时会导致搬运小车失去控制，但是通过多种类型传感器协调工作将会使搬运车工作更加稳定。

另外也可以使用物联网网状网络定位系统，实现监测控制功能。

致谢感谢我指导老师史振江在硬件设计与软件基础部分给予帮助，感谢郑家辉老师在上位机串口调试时帮助，另外感谢我搭档王萱同学在硬件部分详细说明，感谢群平衡车里小乐同学在电子罗盘校准方面帮助。

参考文献赵玉菊编，电子技术仿真与实训，北京电子工业出版社，年版陈忠平编，单片机基础与最小系统实践，北京航空航天大学出版社，年版阿莫电子论坛亓莱滨编，程序设计，清华大学出版社，年第版赵佩华眭碧霞编，单片机原理及接口技术，机械工业出版社，年版电子罗盘两点校正法李继明，胡欲立，屏蔽罩对永磁直流电机磁场影响分析，议持电棚年第期成大先，机械设计手册单行本，减速器电机与电气，北京化学工业出版社，刘伟，传感器实用教程，上海东南大学出版社，乌云高娃，温希东，王明福编，语言程序设计，北京高等教育出版社，年版石家庄铁路职业技术学院毕业设计论文评定表姓名罗本坡学号存档号系别电气工程系专业电气自动化班级毕业论文设计题目基于单片机搬运机器人系统设计与制作指导教师评语签名年月日毕业设计成绩指导教师签名年月日答辩成绩答辩小组组长签名年月日综合成绩备注毕业设计成绩项由指导教师根据毕业设计过程表现及毕业设计说明书评定，满分分。

答辩成绩项由答辩小组组长根据答辩情况评定，满分分。

综合成绩毕业设计成绩答辩成绩。

，不仅能适应复杂环境，而且能准确判断搬运车行驶方向及行驶距离，实现对货物准确搬运。

第章总体设计总体框图本系统结构框图如图所示。

系统由单片机电子罗盘电路码盘测距电路电机驱动电路无线串口电路五部分组成。

其工作原理是上位机通过无线串口模块发送指令给单片机，单片机通过电子罗盘计算行驶方向是否与指令相同，如果不同将控制车轮电机做出相应调整。

同时，单片机通过测速电路测出小车行驶距离并通过无线串口模块发送坐标信息给上位机。

而当小车行驶到指定坐标时单片机控制升降电机进行取放货，从而完成搬运任务。

图系统框图软硬件功能划分本论文利用单片机设计了个自动搬运车系统存档号学号石家庄铁路职业技术学院毕业设计基于单片机搬运机器人系统设计与制作系部电气工程系专业名称电气自动化技术指导教师史振江学生姓名罗本坡二〇四年月石家庄铁路职业技术学院信息工程系级毕业设计论文总任务书题目名称基于单片机搬运机器人设计与制作课题来源自拟指导教师史振江起止日期年月日至年月日设计内容主要技术参数与工作量计算说明书论文字数图纸张数外文翻译计算机应用利用单片机设计搬运机器人系统，要求实现以下功能搬运车能够在取货台和货架前精确定位能够感知方向，能设定方向行走，并且能自动纠偏能够计算自身行驶距离，计算设定坐标搬运车能用无线与上位机进行通信，接收命令及向上位机返回坐标信息。

课题要求及目标通过设计使学生掌握单片机设计般思路和方法掌握常用单片机仿真软件使用方法掌握常用绘图软件绘制和打印电路原理图方法。

使用工具软件提交设计资料主要电路和元器件分析论证电路原理图程序流程图制作出红外报警系统。

电路基础教研室年月日石家庄铁路职业技术学院信息工程系级毕业设计论文分任务书软件部分题目名称基于单片机搬运机器人设计与制作课题来源自拟指导教师史振江起止日期年月日至年月日设计内容主要技术参数与工作量计算说明书论文字数图纸张数外文翻译计算机应用利用单片机设计搬运机器人系统，要求实现以下功能搬运车能够在取货台和货架前精确定位能够感知方向，能设定方向行走，并且能自动纠偏能够计算自身行驶距离，计算设定坐标搬运车能用无线与上位机进行通信，接收命令及向上位机返回坐标信息。

课题要求及目标通过设计使学生掌握单片机设计般思路和方法掌握常用单片机仿真软件使用方法掌握常用绘图软件绘制和打印电路原理图方法。

使用工具软件提交设计资料主要程序流程图电路原理图系统调试数据进度计划阶段日期计划完成工作量指导教师检查意见备注月周查阅资料，设计程序流程图月周程序编写与调试月周系统联调月周整理论文，准备答辩电路基础教研室年月日摘要本论文利用单片机设计了自动搬运小车系统，实现了小车自动搬运货物功能。

系统由单片机主控模块电机驱动模块电子罗盘模块无线串口通讯模块码盘测速模块五部分电路组成。

利用单片机接收电子罗盘采集数据，实现小车对方向采集。

上位机通过无线串口向小车发送指令，控制小车工作。

同时，小车通过码盘对行驶距离进行测量，并将行驶坐标返回。

此系统具有自动化程度高控制简单适应性强等特点。

关键词电子罗盘脉宽调制码盘测速串口通信目录前言第章总体设计总体框图软硬件功能划分第章系统原理图与引脚分配总体电路图单片机引脚分配第章系统软件设计流程图主程序流程图外部中断服务子程序流程图定时器中断服务子程序流程图串口中断服务子程序流程图部分源程序第章系统调试系统调试界面和程序调试电子罗盘模块校准模块单独调试及联调串口通信电子罗盘采集数据并显示电机驱动模块输出自动搬运小车与上位机联合调试上位机部分自动搬运小车整体调试及上位机监控第章毕业设计总结致谢参考文献前言随着传感技术迅速发展以及工业自动化程度提高，越来越多工厂正在走向自动化生产，而以往传送带电动货梯已不能满足工厂对零散货物搬运需求。

叉车搬运虽然灵活方便可操作性强，但是当工厂生产量增大，就需要更多操作工，以及更密集工作时间才能保证工厂对货物搬运需求。

另方面，随着传感技术逐步成熟，高精度抗干扰传感器价格也越来越低，再结合上单片机技术通信技术发展及成熟，利用单片机控制自动搬运车将成为可能。

由于控制系统性价比高，稳定性强，能适应恶劣环境，今后将在很大程度上代替人工操作，成为工业自动化发展大趋势。

目前自动无人搬运车系统，大多以微处理器传感器以及监控设备组成。

常见传感器有巡线传感器陀螺仪传感器定位传感器等，但都存在局限性，例如不能适应复杂恶劣环境容易受外界影响等。

而本系统采用了高精度抗干扰电子罗盘和测速电路，不仅能适应复杂环境，而且能准确判断搬运车行驶方向及行驶距离，实现对货物准确搬运。

第章总体设计总体框图本系统结构框图如图所示。

系统由单片机电子罗盘电路码盘测距电路电机驱动电路无线串口电路五部分组成。

其工作原理是上位机通过无线串口模块发送指令给单片机，单片机通过电子罗盘计算行驶方向是否与指令相同，如果不同将控制车轮电机做出相应调整。

同时，单片机通过测速电路测出小车行驶距离并通过无线串口模块发送坐标信息给上位机。

而当小车行驶到指定坐标时单片机控制升降电机进行取放货，从而完成搬运任务。

图系统框图软硬件功能划分本论文利用单片机设计了个自动搬运车系统