单片机控制的寻线机器人设计与实现

"这篇文档是石家庄铁路职业技术学院2007级信息工程系学生的毕业设计，主题为基于单片机的寻线机器人的设计与制作。由史振江老师指导，设计时间从2009年12月14日至2010年1月8日。设计的主要目标是开发一个能寻黑色线（在白色背景上）行走并自动纠偏的机器人，同时在外界光强变化时仍能保持正确寻线。项目要求学生掌握单片机设计的基本思路和方法，以及使用仿真软件和绘图软件进行电路设计。使用的工具软件包括PROTEL99用于绘制电路原理图，而KEIL则用于单片机程序的编写。设计完成后，需提交的主要成果包括电路和元器件的分析论证、电路原理图以及调试成功的电路板。" 在这个设计中，关键知识点包括： 1. 单片机基础：单片机是整个寻线机器人系统的核心，负责处理传感器数据，控制电机驱动和路径决策。学生需要掌握单片机的工作原理、编程语言（如C或汇编）以及如何通过编程实现特定功能。 2. 传感器技术：寻线机器人通常使用光电传感器来检测黑色线条，这些传感器可以感知光线强度变化。在本设计中，学生需要了解传感器的工作机制，选择合适的传感器，并将其集成到系统中。 3. 自动纠偏算法：为了确保机器人沿直线行走，需要设计一个纠偏算法。这可能涉及到PID控制或其他反馈控制系统，以根据传感器读数调整电机速度和方向。 4. 环境光照补偿：机器人需要适应不同光照条件下的寻线任务，因此必须有处理光照变化的能力。这可能涉及到动态阈值设置或更复杂的光照补偿算法。 5. 电路设计：使用PROTEL99设计电路原理图，包括电源电路、传感器接口、微控制器接口、电机驱动电路等。电路设计必须满足系统的功能需求，同时考虑到功耗、抗干扰等因素。 6. 程序开发：使用KEIL软件编写单片机程序，实现传感器数据采集、路径决策和电机控制等功能。程序应具有良好的可读性和可维护性。 7. 硬件调试：设计完成后，学生需要实际制作电路板并进行硬件调试，确保机器人在实际环境中能够正常运行。 8. 项目管理：文档中列出了详细的时间进度表，表明项目管理也是学习的一部分，包括资料收集、设计分析、电路图绘制和硬件调试等各个阶段的安排。 通过这个毕业设计，学生不仅能深入理解单片机系统的开发流程，还能提升问题解决、项目管理和团队合作能力。