毕业设计说明书
基于单片机的智能小车系统
设计
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3）其它
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基于单片机的智能小车系统设计
摘要：以CC2530单片机作为控制核心的智能小车系统进行了设计。智能小车运行路线可以根据人的需要进行远程控制，智能小车当遇到障碍物的时候，可以选择停止或者转向，也就是说可以自动避障。根据智能小车系统的主要功能，提出了设计方案并进行了论证。设计包括硬件设计和软件设计两大部分。硬件部分包括单片机的最小系统、无线收发模块、超声波模块、电动机驱动模块、减速电动机五个部分组成。单片机选用TI公司生产的CC2530；在远程控制时，上位机发出的数据通过数据线传给无线模块，并进行处理，确定数据的合法性和对应的功能，然后执行相应的功能；在自动避障时，超声波传感器采集周边的信息，传送给单片机，单片机通过判定确定小车是继续直行，还是转弯；软件采用的是模块化的设计方法，主要分为主程序、无线发射子程序、无线接收子程序、中断程序、设置子程序五部分。对系统进行软硬件联调，实现了智能小车的自动避障功能，通过无线模块的相互传输信息可以实现小车的远程避障功能。
关键词：CC2530单片机；远程控制；自动避障
The Design of Intelligent Vehicle System Based on MCU
Abstract:The design uses CC2530 MCU as the core of the intelligent car control system. Intelligent vehicle running route is based on people's need which can be remote control, when intelligent car faces an obstacle, it can choose to stop or turn, that calls automatically avoidance also. According to the main function of the intelligent car system, we propose a design scheme and demonstrated. The Design includes hardware design and software design. Minimum system hardware includes five parts which are the microcontroller, wireless transceiver module, ultrasonic module, motor drive module, geared motor. CC2530 MCU of TI company is selected. when we use the remote control, the data is transferred from the host computer to wireless module via the data lines and wireless module processes to determine the legality and the corresponding function data, then MCU executes the function. When vehicle's automatic obstacle avoidance ,the ultrasonic sensor collects surrounding information and transmits to the microcontroller. The microcontroller determines the car continue straight on or turn. Software uses modular design, which is divided into the five main program including subprogram wireless transmitter, wireless receiver subroutine interrupt program, set subroutine this five parts. The design uses hardware and software system to achieve a smart car automatic obstacle avoidance function, and vehicle remote avoidance function through mutual transmission of information on the wireless module.
Key Words:CC2530 MCU；The remote control；Automatic obstacle avoidance
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目录
1.概述 (1)
2. 选题背景 (1)
2.1国内现状 (2)
2.2国外现状 (2)
3.方案设计及论证 (4)
3.1总体设计 (4)
3.2 主控单元方案比较与选择 (5)
3.3 电机单元方案比较与选择 (6)
3.4 电源单元方案比较与选择 (6)
3.5 避障单元方案比较与选择 (7)
4. 硬件系统的设计 (7)
4.1 单片机控制模块 (7)
4.1.1 时钟电路 (8)
4.1.2 复位电路 (9)
4.2 电机驱动模块的设计 (9)
4.3 超声波避障电路的原理与设计 (11)
4.3.1 HC-SR04模块工作原理 (11)
4.3.2 超声波发射模块 (12)
4.3.3 超声波模块接收电路 (12)
4.3.4 超声波模块电路 (13)
5 .软件设计 (13)
5.1 软件调试平台 (13)
5.2 主程序流程图 (14)
5.3 发射程序设计 (14)
5.4 接收部分程序设计 (15)
5.4.1 自动避障 (15)
5.4.2 远程控制 (16)
6 系统测试 (17)
6.1 上位机测试 (17)
6.2 智能小车测试 (18)
7. 结束语 (22)
参考文献 (23)
致谢 (24)
附录 (25)
基于单片机的智能小车系统设计
附录1：程序清单 (26)
附录2 ：原理图纸 (38)
附录3：元器件目录表 (39)
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基于单片机的智能小车系统设计
1.概述
当今社会，智能小车在各个领域都得到广泛的应用，特别是那些人无法到达，或者无法接近的地方，智能小车成为了必不可少的工具。像在航空领域，智能小车的运用可以在太空中很顺利的完成那些由人很难完成或者说无法完成的任务。在军事，甚至在我们生活中都有智能小车的身影，它们的出现减轻了了人们工作量，成为了人们生活中的一部分。
现实中的智能小车根据需求的不同，有着自己特有的外形和功能，它们表现出的功能也各有不同。设计的智能小车只能简单处理一些基础的功能，特别是在控制和避障等效果上。
基于单片机的智能小车，在设计上要体现的它的智能化，同时也要根据不同的要求做出不同的反应。最基本的要求就是脱离人的控制，自己可以实现一些简单的功能，避障就是智能小车的一大特点。同时也要求可以人为的控制它实现一些简单的功能，例如：前行，后退，左转，右转，停止等功能。单片机可以实现这些功能处理，再配合其他一些模块的帮助，其中无线模块可以发射与接收信号，可以实现控制指令发送给单片机，使智能小车按照要求准确的行驶。而避障模块部分可以获得小车行驶周围障碍物的信息并及时的传给单片机，通过处理，对智能小车做发出的指令，达到避障的效果。
CC2530是TI公司推出的内置ZigBee协议的8位单片机，本身拥有无线传输模块，保障了在智能小车控制中直接收发指令作用。避障模块可以收集周边的信息通过CC2530的处理，使小车有避障的功能。
2. 选题背景
当今社会随着汽车工业水平的迅速提升，各国对汽车的开发与研究也都加大了力度。在我国各高校对于智能小车的研究都很重视，在全国电子大赛和一些省内电子大赛几乎每次都能见到关于设计智能小车的题目。由此可见对智能小车的研究有着很大的意思，更适合当今社会的在汽车方面发展趋势。设计就是在这样一个汽车工业迅速发展，人们对智能小车的研究日益加深的背景下提出的。基于单片机的智能小车系统设计是与科研项目相结合被提出的。设计的小车可以完成一些常有的功能，例如自动避障与远程控制。
智能化是当今社会高速发展的产物，它适合当今社会发展的方向，也是未来发展的指向灯，全智能化小车能够遵循人们的要求，在一些特定的环境里脱离人的控制运行，可以实现预期要求的目标。遥控小车的各个行为都是在人的控制下执行的，
基于单片机的智能小车系统设计
如转向、启停等，高端点的遥控车在人的控制之下还能够实现调节速度的大小。常见的小车模型，玩具汽车，都属于遥控小车；智能小车脱离了人的控制，它的启停、行驶方向、速度的控制都通过编程来实现。操作员只需通过修改智能小车的程序就可以修改它各方面功能，也就是说智能小车拥有再次编程其程序的特点，属于机器人的一种。
中国开始研究智能化是从1978年开到的，因为那年在国家科学技术发展规划中，“智能模拟”被作为主要研究课题。智能化从被作为概念引进，到被实现先是在实验室，然后发展到当今高端领域的应用，例如：勘探、航空、军事等，这些都为未来智能化的全面发展奠定基石。智能化得以全面的发展的原因是当今社会要求资源必须合理，充分的被利用，也符合当今社会用最少的的投入换取最大的收益的要求，它的使用使工业生产的效率得以提高，实现现有工业生产水平跨进智能化的时代，实现当今智能化面向大众发展。随着当今社会电子产业的飞速发展，集成芯片的功能日益强大，同时体积越来越小，为智能产业的生成与发展打好了良好的物质基础。
智能小车，是一个集环境感知、远程控制、自动行驶等功能于一体的系统，它集中地运用了计算机、通信、单片机、信息、传感、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术产物的代表。
2.1国内现状
我国于20世纪80年代开始了对用在车辆上的智能技术的研究，和国外相比是比较落后的。由于技术上的不成熟和人才的匮乏，在智能车辆上的研究常常着重于某方面的技术，也因此我国在总体技术上明显落后于西方那些在智能化研究比较成熟的国家，可是我们也取得了一系列的成果，主要有：
a）中国第一辆可以自主驾驶轿车于2003年研制成功，参与研究的是中国第一汽车集团公司、自动化学院、国防科技大学机电工程。在正常交通状况下，这辆轿车在高速公路上，行驶最高稳定的速度是13km/h,最高速度却达170km/h，并且拥有超车的功能，对于它的总体技术指标与性能都已经位居世界先进水平。
b）7B.8军用室外自主车装有彩色激光雷达、摄像机、陀螺惯导定位等传感器，它是由南京理工大学、国防科技大学、清华大学、北京理工大学、浙江大学等多所高校联合研制成功，它的主系统使用两台Sun10，这两台Sun10主要用来处理信息融合、路径规划，路边抽取识别是由两台PC486处理完成，定位计算和车辆自动驾驶的功能是靠8098单片机完成。它在直线跟踪这一功能上速度是20km/h，避障这方面的速度在5-10km/h之间。
可以预计，随着我国经济实力的飞速发展，人们生活质量的提高，必将对智能车辆要求越来越高，依照我国现在的情况，对智能车研究力度必将日益加大，这些都为智能车的发展奠定了基础。
2.2国外现状
从上世纪50年代，国外智能车辆就已经开始研制，与国内相比，研究史较长。
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它的发展历程大体可以分成三个阶段：
第一阶段智能车辆研究起源于20世纪50年代，这一时期被称为初始时期。世界上第一台自主引导车系统Automated Guided Vehicle System简称AGVS是在1954年被研究开发的，它的研发者是美国的Barrett Electronics 公司。虽说该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台，但它是在脱离人的操作下独立运行的，也就是说无人驾驶，这点就可以把它划入智能化。早期研制AGVS应用领域就是为了仓库内的物品运输，为了适应当时的社会，开发智能车的目的仅仅是为了提高仓库运输的自动化水平。在后来，计算机的应用与传感技术的飞速发展，使得在智能车辆方面的研究也在不断得到新的突破。
第二阶段世界主要发达国家对智能车辆的研发日益看重是在上世纪80年代中后期。在欧洲，1986年普罗米修斯项目开始在智能车辆方面的探索。在美洲，在1995年，国家自动高速公路系统联盟简称NAHSC由美国成立，它们的目标之一就是智能车辆在现实生活中的可实现性，为以后智能车辆的实现打下了基础。在亚洲，在1996年，高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会由日本成立，它的目的就是研究智能车辆关于导航方面的问题，也正因为这个研制使得日本智能车辆在整体技术上都得到很大的提升。在上世纪80年代，研制开发智能车辆形成一种潮流，世界上各大著名汽车制造商都把矛头指向智能车辆的研发上，使得智能车辆在这一时期得到飞速的发展。
第三阶段在上世纪90年代时，对智能车辆研制进入白热化，许多国家都看到智能车辆发展前景与迫切性，在这一时期智能车辆研制，开发，生产都得到空前提升。最为突出的是Navlab系列的10台自主车（Navlab1—Navlab10）的研究在美国卡内基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所完成，取得了显著的成就。
目前，智能车辆的第三阶段仍然在继续，现在国外智能车辆的发展方向也是由第三阶段的成果作为代表。在世界工业设计和界科学界中，在众多的研究机构中研发的智能车辆具有代表性的有：
德意志联邦大学的研究1985年，第一辆VaMoRs智能原型车辆设计成功，这种采用机器视觉的智能车户外高速公路上为100km/h，这个速度是当时进行速度测试的速度，而机器视觉保证了横向和纵向的车辆控制。1988年，在都灵的PROMRTHEUS项目第一次委员会会议上，拥有自动行进、停车，而且可以向它后面的车发送相关驾驶信息智能车辆维塔（VITA,7t）在这次会议上展示。UBM视觉系统是这两辆车的系统，这是一个具有极高的稳定性双目视觉系统。
荷兰鹿特丹港口的研究根据自身需求，荷兰鹿特丹港口研究的智能车辆主要应用在工厂货物的运输这一方面。荷兰的Combi road系统，货物的运输都是靠无人驾驶的车辆完成的，这些车辆行驶的路面是经过特别处理的，应用额磁性导航参照物，智能车辆探测障碍物只靠一个光矩阵检测。荷兰政府对这系统比较青睐，在荷兰南部，在讨论关于这种系统的问题，他们计划修建这种道路，用荷兰鹿特丹港口研究的智能车辆把货物运输到荷兰各个地方，减少了对人的需求，而且也会减少各
毕业设计(论文) 开题报告 设计（论文）题目：基于单片机的智能小车 学院名称：电子与信息工程学院 专业：电子与信息工程 班级：电信092班 姓名：杨介派学号09401180228 指导教师：胡劲松职称教授 定稿日期：2013 年1 月26 日
基于单片机的智能小车 1.课题研究背景和意义 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能车辆是目前世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动向。随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深，智能车辆已在许多工业部门获得了广泛的应用。无论是从科学发展、理论研究的角度，还是从汽车工业发展以及市场竞争的角度看，对智能车辆的研究都是必要的。而智能小车的研究及相关产品开发也将有利于我国在此领域技术发展与进步。因此，研制一种智能，高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。 2.国内外研究现状及发展趋势 2.1 国外智能车辆的现状研究 国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代，它的发展历程大致可以分为三个阶段： 第一阶段：20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronic 公司研究开发出了世界上第一台自主引导车系统，该系统只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。 第二阶段：从80年代中后期，世界主要发达国家对智能车辆开展可卓有成就的研究，在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索，在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟，其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性，并促进智能车辆技术进入实用化。 第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的是，美国卡内基-梅陇大学机器人研究所一共完成了Navlab系列的自主车的研究，取得了显著的成就。 2.2 国内智能车辆的现状研究 国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究，随着ITS研究的兴起，我国已形成了一支ITS技术研究开发的专业技术队伍。交通部已将ITS研究列入“十五”科技发展计划和2010年长期规划。相信经过相关领域的共同努力，我国ITS及智能车辆的技术水平
本科毕业设计（论文）基于单片机的智能小车控制 专业：测控技术与仪器 姓名：咸蛋小超人 2013年 6 月
基于单片机的智能小车控制 摘要：智能化作为现代电子产品的新趋势，是今后的电子产业的发展方向。智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探、环境监测、智能家居等方面。基于单片机的智能小车控制就是其中的一个体现。本设计实现了一种基于51单片机的自动避障智能模型车系统，通过红外传感器采集路况信息，通过对检测信息的分析，自动控制转向电机转向，改变行驶路径，绕过障碍物，从而实现车稳定避障。 本课题设计的智能小车，具有自动避障功能，超声波测距报警，无线电遥控等功能。 关键词：智能车；51单片机；避障；红外线 Smart car based on SCM control Abstract：As a new trend of modern electronic products, intelligent is the developmental direction of electronic industry after then. Electronic products, which are intelligently designed, can automatically operate following the mode that is pre-set. Without the management of human beings, it can be used for scientific exploring, environmental monitoring, intelligent home furnishing, etc. One of the embodiments is the intelligent control car which is based on single chip microcomputer. In the design, an intelligent model car system based on MCU 51 has been realized. It can collect traffic information with infrared sensors. Meanwhile, by the analysis of information examined, it can transfer from automatic control to motor steering in order to change the route and dodge the obstacles so that the steady avoidance of the barrier can come true. In this paper, a car with the ability of intelligent judgment has been designed and made. It functions as the device which can dodge obstacles automatically, alarm with ultrasonic distance examination, and remote control by radio. Key words: Smart Cart;Single-chip 51;Obstacle Avoidance;Infrared
智能车毕业设计论文 【篇一：智能小车毕业设计论文终极版】 毕业设计（论文） 基于单片机的智能小车设计 design of the smart car based on scm 长春工程学院 摘要 本寻迹小车是以自己制作的小车作为车的车架，80c51单片机为控 制核心，加以步进电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由80c51通过io口控制小车的前进后退以及转向。在该系统中，由红外光电传感器实现路径识别，通过对小车速度的控制，使小车 能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。实验证明：系统能很好 地满足寻迹小车对路径识别性能和抗干扰能力的要求，速度调节响 应时间快，稳态误差小，具有较好的动态性能。 关键词 80c51 直流电机光电传感器自动寻迹小车 abstract： the smart car is aluminum alloy for the chassis, 80c51 mcu as its core, including stepper motor, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. mcu controls the car turning back forward or running on the white line. rpr220 reflective photo sensor seeks the trace. far infrared flame sensor tracks the flame. in addition, the scm system with sunplus for voice broadcast can remind current status. the system transmits information through df module. the car’s status will be transmitted to the remote console. ocmj4x8c lcd display and 2 keys for start control. keywords: 80c51 dc motor photo sensor self-guiding model car 目录 1 引 言 ....................................................................................................... (1) 2 总体方案设 计 ....................................................................................................... .. (2)
毕业设计说明书 基于单片机的智能小车系统 设计
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智能小车毕业论文完整 版 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
学士学位论文 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 姓名： @@@@ @@@ 2011年 06月
智能小车引导控制系统 的设计与实现 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 指导老师： @@@ 姓名： @@@ @@@ 2011年 06月
智能小车引导控制系统的设计与实现 摘要：面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等)，为了有效的避免人员伤亡，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片，设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。实际应用表明，该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源，自主识别路线，自主行进接近火源并灭火，最终完成灭火的任务。 关键词：单片机小车引导控制传感器
Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task. Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors
绪论 在当前的这个环境，随着不断进步的生产技术，各个企业对自动化技术的要求也是越来越高。智能车辆或者与智能车辆相关的产品已经开始成为各种自动化系统的关键设备，这其中主要包括了物流、运输等系统。所以，智能车辆被越来越多的人们所关注，同时，也有越来越多的国家开始对智能车辆的开发和设计进行积极的研究。 智能小车是一个典型的高科技综合系统。智能小车包含了多种高新科技的系统，而这些系统又运用了更多的高新技术，其中包括了对环境的探测、传感，对运行路线的决策、计算，以及信息通讯和自动控制行驶等多种功能。简单的来讲，智能小车就是将双腿变成了的多个轮子的移动机器人。所以，智能小车在机械和电路的设计方面，都要比其他智能机器人的运行也更稳定，也更加简单。另外，由于智能小车的优点就在于控制简便，运行稳定，所以对智能小车的行驶的速度与方向之间的配合就有比较严格的要求。首先，小车可以通过传感器来获取当前道路状况，然后将传感器获取到的数据传输到处理器，处理器再结合小车当前的行驶状态，迅速地进行计算，对小车的行驶的方向和行车的速度进行快速的调整改变，进而对目标道路进行迅速准确的跟踪。 1.开发概述 1.1 研究现状 移动机器人出现于20世纪06年代，当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制[1]。从此，移动机器人作为机器人学中的一个重要分支,从无到有，数量开始不断的增多。 在目前的环境下，由于企业的生产技术在不断进步，对自动化技术的要求也在一直的加深，在未来工业生产和日常生活中，智能小车系统将会扮演重要的角色，智能小车将会在人们的视野中出现地越来越频繁。 1.2 选题意义 随着科技的不断发展，人们也越发的开始关注一些研发人工智能产品的情况。智能小车可以在各种条件恶劣的情况下代替人们进行一些复杂的任务，例如排雷防爆，矿区检测，狭窄的地方进行货物搬运等。正是由于这种智能小车设备有非常多的运用前景，所以对智能小车的进行寻迹避障的研究设计就是目前首要的目标，因为小车需要正确的在规定的路线中行进并执行相应的任务。
毕业设计方案 课题名称：《基于51单片机的WIFI 遥控小车设计》
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摘要 80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。 采用的技术主要有： （1）通过编程来控制小车的速度； （2）传感器的有效应用； （3）新型显示芯片的采用. 关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车
Design and create an intelligence electricity motive small car Abstract 80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: (1)Reduce the speed by program the engine； (2)Efficient application of the sensor; (3)The adoption of the new display chip. Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car
单片机课程设计 题目智能小车的设计 学生姓名饶晓东 院（系）机械与电气工程学院 班级 10机械电子工程01班 学号 2010100548 指导老师于祯 完成日期 2013 年 5 月 31 日 南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 I、课程设计(论文)题目： 智能小车的设计 II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 通过Intel8253和1298N实现汽车的加速、减速、刹停，并可通过两个电
机的不同转速实现左转和右转等功能 III、课程设计(论文)工作内容及完成时间： 1、查阅资料，确定硬件系统框图组成。（5月20日～5月22日） 2、设计完整电原理图。（5月23日～5月25日） 3、设计软件结构流程框图。（5月26日～5月27日） 4、按流程编写各功能模块程序。（5月28日～5月29日） 5、完成课程设计报告（5月30日～5月31日） Ⅳ 主要参考资料： 1、张俊漠，单片机中级教程－原理与应用北京航空航天大学出版社2002 2、郭天祥，51单片机c语言教程 机械与电气系 10机械电子(本) 专业类 01班 学生：饶晓东 日期：自 2013 年 5 月20 日至 2013 年5 月31 日
指导教师：于祯 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室主任 附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。 摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89C52单片机作为小车的检测和控制核心；在小车行驶的过程中能够根据不同的要求通过改变PWM 输出改变小车的行驶速度。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 采用的技术主要有： 1、通过AT89C52自带的定时器设置PWM输出来控制小车的速度； 2、电机驱动芯片L298N控制两个直流电机的转向； 3、数码管显示测量数据
单片机项目 报 告 班级：自动化21091 姓名：邸维汉刘会丽石钱坤学号：1020103304 2010103215 2010103122 智能小车控制
目录 一、前言 二、方案设计与论证 1)控制器模块选取 2)电机模块选取 3)电机驱动器模块选取 4)电源模块选取 三、硬件设计 1)主控系统 2)电机模块 3)电机驱动模块 4)电源模块 5)按键模块 四、软件设计 1)直行设计 2)转弯设计 3)调速设计 五、调试中存在的问题 六、参考文献
一、前言： 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。我们设计的智能电动小车该具有圆形运行、三角形运行、矩形运行和三者一起运行的功能。都是运行一循环自动停车。 根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。 这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用STC89C52单片机。以STC89C52为控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的轨迹。实现四种运行轨迹。STC89C52是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。 二、方案设计与论证 1)控制器模块选取 我们采用STC公司的STC89S52单片机作为主控制器，STC公司的单片机内部资源比起ATMEL公司的单片机来要丰富的多，它在5V供电情况下，最多支持80M晶振、且内部有512B的RAM数据存储器、片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器、1K的EEPROM、8个中断源、4个优先级、3个定时器、32个IO口、片机自带看门狗、双数据指针等。但是不兼容Atmel。 从方便使用的角度考虑，我们选择了此方案 2)电机模块选取 采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机价格经济。 3)电机驱动器模块选取
基于单片机的多功能智能小车设计毕业论文 目录 1 设计任务 (3) 1.1 要求 (3) 2 方案比较与选择 (4) 2.1路面检测模块 (4) 2.2 LCD显示模块 (5) 2.3测速模块 (5) 2.4控速模块 (6) 2.5模式选择模块 (7) 3 程序框图 (7) 4 系统的具体设计与实现 (9) 4.1路面检测模块 (9) 4.2 LCD显示模块 (9) 4.3测速模块 (9) 4.4控速模块 (9) 4.5复位电路模块 (9) 4.6模式选择模块 (9) 5 最小系统图 (10) 6 最终PCB板图 (12) 7 系统程序 (13) 8 致谢 (46)
9 参考文献 (47) 10 附录 (48) 1. 设计任务： 设计并制作了一个智能电动车，其行驶路线满足所需的要求。 1.1 要求： 1.1.1 基本要求： （1）分区控制： 如（图1）所示： （图1） 车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。在第一个路程C~D区（3～6
米）以低速行驶，通过时间不低于10s；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s。 （2）小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度，还能记录每段所走的时间，从而判断是否符合课程设计要求。（记录显示装置要求安装在车上）。 1.1.2 发挥部分： S型控制：如（图2）所示： （图2） 车辆沿着S形铁片行驶，自动转弯，自动寻找正确方向和铁片。当离开S型铁片跑道或者感应不到铁片一段时间的时候，小车自动停止，并记录行驶时间，路程，平均速度并通过LCD显示出来。 2. 方案比较与选择： 根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图3）所示：
第1章绪论 1.1课题背景 目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪06年代。当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备: (1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作; (2)摄像机，用来获得道路图像信息; (3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。 智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。上一层技术是下一层技术的基础。三个层次具体如下: (1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及 驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/
智能小车设计报告 专业：电子信息工程技术 学生姓名：史响林周博超朱雄王昌指导教师：张力 完成日期：2014 年5 月24 日
目录 1 绪论 (3) 2 设计任务 (2) 2.1设计任务 (2) 3 设计方案 (3) 3.1任务分析 (3) 3.2方案框架 (3) 4 系统硬件设计 (4) 4.1核心芯片模块AT89S52 (4) 4.2电机驱动电路设计 (4) 4.3超声波测距设计 (6) 4.4传感器测速的设计 (8) 4.5LCD1602显示模块 (9) 5 系统软件设计 (8) 5.1程序设计流程图 (8) 5.2关键程序设计 (8)
6 心得体会 (13) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 ........................................................... 错误!未定义书签。附录 3 程序清单 (17) 1 论绪 智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。超声波作为智能车避障的一种重要手段，
以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了，当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离时，汽车就会发出警报，提醒驾驶员注意，如果驾驶员没有及时作出反应，汽车就会自动减速或停靠于路边。这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景，在科学考察中，有很多危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。 设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。采用AT89S52单片机模块作为小车的检测和控制核心；通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。本次试验利用单片机模块上的按键来控制小车的速度，方向，及在车体上面装有超声波测距模块利用LCD1602显示屏来显示测出来具体距离。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模
工业职业技术学院 毕业设计 课题名称基于51与单片机的智能小车控制系统 系（院）名称电气工程系 专业及班级 学生 学号 指导教师
完成日期年11 月19 日
摘要 随着我国科学技术的进步，智能化作为现代社会的新产物开始越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种高薪技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，可以涉及到当今许多前沿领域的技术。 整个小车平台主要以51单片机为控制核心，通过无线遥控实现前进后退和转向行驶，通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。从电机车体，最小系统到无线遥控，红外线对管的自动寻迹再到红外线自动避障和语音控制，完成各模块设计。通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。 关键字：智能小车，单片机，红外传感器。
目录 第一章绪论.............................................................................................................................- 1 - 1.1.1智能循迹小车概述........................................................................................................- 1 - 1.1.2课题研究的目的和意义 ...............................................................................................- 2 - 1.1.3智能循迹小车智能循迹分类.......................................................................................- 3 - 1.1.4智能循迹小车的应用....................................................................................................- 3 - 第二章方案设计 ..........................................................................................................................- 5 - 2.1 主控系统.........................................................................................................................- 5 - 2.2单片机最小系统 ...............................................................................................................- 6 - 2.2.1 STC89C52简介...................................................................................................- 6 - 2.2.2 时钟电路...............................................................................................................- 8 - 2.2.3复位及复位电路....................................................................................................- 8 - 2.3 电机驱动模块................................................................................................................ - 10 - 2.4 循迹及避障模块............................................................................................................ - 11 - 2.5 机械系统......................................................................................................................... - 11 - 2.6电源模块......................................................................................................................... - 11 - 第三章硬件设计 ..................................................................................................................... - 12 - 3.1总体设计......................................................................................................................... - 12 - 3.1.1主板设计框图..................................................................................................... - 12 - 主板设计框图如图3-1，所需原件清单如表3-1 .................................................. - 12 -
毕业设计(论文) 课题名称基于单片机智能小车设计 学生姓名 学号 系、年级专业信息工程系08电子科学与技术 指导教师 职称讲师 2012年5月13日
摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 关键词：智能车；AT89S52；单片机；金属感应器；霍尔元件；1602LCD
ABSTRACT Smart as a modern invention, the direction of development in the future, he can in an environment where automatic operation in accordance with the pre-set pattern, no human management can be applied to the use of scientific exploration. Smart electric car is one of expression. The simplicity of the design of intelligent electric car, using A T89S52 MCU core as the detection and control of the car; metal sensor TL-Q5MC to detect the way the sensor to the iron plates, so that the feedback signal to send to the microcontroller, so that microcontroller in accordance with predetermined operating mode to control the car traveling in the regions according to a predetermined speed, and the operating mode selected by the microcontroller to control the car traveling along the S-shaped iron plates; Hall element A44E detect car speed; using 1602LCD real-time display car traveling car to stop driving, take turns to car travel time, travel distance, average speed and velocity zone traveling time. This design is simple, more easy to implement, but are highly intelligent, humane, to some extent reflects the intelligent. Keywords: smart car; AT89S52 is; microcontroller; metal sensors; Hall element; 1602LCD