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自动导航小车避障的研究设计

第一章前言 0

1.1 机器人简介 0

1.1.1 机器人的发展阶段 0

1.1.2 机器人的结构组成 (1)

1.2 自动导航小车的避障设计中的关键技术 (1)

1.2.1 结构及其优化设计技术 (1)

1.2.2 传感器技术 (1)

1.3 选题的背景和意义 (2)

第二章系统方案设计 (3)

2.1 系统主要任务 (3)

2.1.1 控制系统要求 (3)

2.1.2 方案选择 (3)

2.2 系统总体设计 (4)

2.2.1 系统组成 (4)

2.2.2 系统工作原理 (4)

第三章系统的硬件设计 (5)

3.1 单片机89C51 (5)

3.2 电源设计 (6)

3.3 红外传感器电路设计 (7)

3.3.1 供电电路设计 (7)

3.3.2 传感器网络与单片机接口电路设计 (9)

3.4 电机闭环控制电路设计 (10)

3.4.1 直流电动机的脉冲调压调速原理 (10)

3.4.2控制电路PWM发生器 (11)

3.4.3速度反馈环节设计 (13)

第四章系统软件设计 (16)

4.1 软件设计 (16)

4.2 初始化设计 (17)

4.3 红外传感器网络信息采集 (18)

4.4 电机速度控制 (19)

第五章结束语 (21)

参考文献 (22)

致谢 (23)

摘要：自动导航小车是指借助超声波、红外线等传感器设备对小车周围的环境进行探测，并且利用工程机对传感器设施所探测到的障碍物有关信息进行处理，使自动导航小车能够其躲避障碍物安全行驶。设计出一种反应快，适应能力强的控制系统是实现导航小车避障的关键。

本设计提出了一种简单实用的智能小车避障系统设计方法，采用89C51单片机作为主控芯片，电机作为执行元件，红外传感器作为检测元件。系统由主控模块、红外传感器探测模块、车体框架、电机驱动模块、稳压模块及电源组成。其中主控模块是整个系统的最关键部位，系统由单片机通过I/O口控制各个模块。

通过以上方案完成小车避障系统的软、硬件设计，成功实现了小车躲避障碍物的功能。

关键词：自动导航小车；避障系统；红外线传感器；单片机

ABSTRACT: The automatic guided vehicle is detected with ultrasonic, infrared sensor device on the car around the environment, information about the obstacles and the use of engineering machine of the sensor detected processing facilities, make AGV can avoid obstacle safely. Design a kind of quick response, strong ability of adaptive control system is the key to realize the navigation vehicle obstacle avoidance.

This paper puts forward a design method of intelligent vehicle obstacle avoidance system is simple and practical in the design, using 89C51 microcontroller as the main control chip, motor as the actuator, infrared sensor as the detecting element. The system consists of main control module, the infrared sensor detection module, vehicle frame, motor drive module, a vehicle frame, and power supply. The main control module is the key part of the whole system, the system is composed of a single chip computer through the I/O port control module.

Complete the soft, hardware design of obstacle avoidance system. Through the above program, the successful implementation of the car to avoid obstacles function.

KEYWORDS: Automatic Navigation Vehicle; Obstacle Avoidance System; Infrared Sensor; MCU

第一章前言

1.1 机器人简介

机器人（Robot）是自动执行人们为其指定的工作机器设备。它既可以执行事先为它编写好的程序，又可以按照人们的指挥，进行实时性工作。随着科学技术发展，人们赋予它人工智能，使它能够协助或取代人类的工作，进行探测，救援等危险的工作。

机器人是一项快速发展的前沿科学，它具有综合性强的特点。它涉及到机械工程学、运动学、电气工程学、计算机、电子工程学、自动控制工程学、人工智能、传感器、机器视觉、模式识别与导航、仿生学和多种智能模拟技术，受到了广泛重视。21世纪以来，随着科学技术的日新月异，在各个领域机器人都得到了广泛应用，遍及农业、工业、制造业等多个领域。自动导航小车是机器人的一类，通过这次对小车的避障系统的研究设计，从而加深对多门技术综合运用掌握。

1.1.1 机器人的发展阶段

机器人的发展史并不长，开始于1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台应用于工业的机器人。

机器人的发展大致经历了三个主要的阶段，即三个时代。第一代为简单的个体机器人，第二代为群体的劳动机器人，第三代为类似人类智能的机器人，它的未来机器人发展的主要方向。

第一代机器人便是英格伯格和德沃尔所制造的工业机器人，需要人操作机械手，把当前的任务完成一遍，才能让机器人的按照人们的指令，重复完成任务。第二代机器人自20世纪70年代以来有了较大发展，这个阶段是机器人对外界环境实用阶段，并开始普及。第三代机器人是具有人工智能的机器人，它不但拥有对外界环境的感知能力，还拥有自己独立的逻辑判断能力，从而完成更加复杂的任务。例如智能机器人在未知区域探时，通过自身的探测装置获取外界环境信息，通过这些数据的分析，做出相应的行动。今天，机器人趋向高度的智能化，应用到各行各业。

1.1.2 机器人的结构组成

机器人主要由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

执行机构，即为机器人本体，包括机器人的基座、腰部、臂部、腕部、手部和行走部等。

驱动装置，是驱动机器人运动的结构，依照中央控制系统发出的控制指令，依靠动力元件使机器人工作。

检测装置，是检测器人的当前运动及运行情况，根据控制系统的需要进行反馈，与预先设定好的信息对比后，控制系统对执行机构做出具体调整方案，从而保证机器人能够按照人们的意愿完成任务。

控制系统，它的控制方式有集中式控制方式和分散（级）式控制。集中式控制方式，即由一台微型计算机完成对机器人的全部控制。分散（级）式控制，即使用两台或两台以上微机来分担机器人的控制[1]。

1.2 自动导航小车的避障设计中的关键技术

当下自动导航小车正向着智能化和多样化方向发展，受到了国内外的广泛重视。自动导航小车不单拥有简单的运动功能，还具有路径规划、环境感知、逻辑判断等智能行为，因此是一个组成结构非常复杂的系统。自动导航小车的避障设计中的关键技术主要包括以下的两个个方面。

1.2.1 结构及其优化设计技术

根据实际环境的需要，对自动导航小车的车体结构形式的进行设计。应当结合自动导航小车在不同领域和场合的具体应用，进行创造性的设想，设计能适应不同工作环境的系统结构。

1.2.2 传感器技术

随着传感器技术的快速发展，传感器功能种类越来越多、性能越来越好。一个结构复杂、功能强大的机器人通常配置温度、视觉和距离传感器等。伴随着传感器的增多，收集到的信息量也大大增加，各传感器收集到的信息在空间、时间、表达方式上都不一定相同，应用范围也不一样，这样就对信息处理能力要求非常

高。因此为了协调各传感器之间工作，多传感器控制系统要求拥有相应的综合性强的信息处理能力。

1.3 选题的背景和意义

最近几年来，我国对机器人的研发设计取得了丰富的科技成果，一些前沿技术及高效率的控制方法被引入到自动导航小车研究设计中。

机器人学的一个重要分支就是移动机器人，智能程度最高的机器人便是能够依照环境变化进行自身逻辑判断移动的机器人，是移动机器人的重要发展方向。它具有个体规划、适应能力强的特点，机器人可以在没有人参与的条件下，而且无需对周围环境有任何要求和改变的条件下，自行的完成人们规定的移动任务。例如，自动搬运货物，实现自动化的货物运送。因此移动机器人受到了各国的广泛重视。

第二章系统方案设计

2.1系统主要任务

系统的主要任务就是让智能导航小车在行进的过程中，能够自动探测车存在的障碍物并采取有效的躲避措施，实现安全行驶。

2.1.1 控制系统要求

控制系统要满足下面4个要求：

（1）对车体周围的环境探测并且获得障碍物存在信息。

（2）实时性要求，即根据实际情况立即做出相应判断。

（3）驱动电机稳速运行要求。

（4）控制系统工作稳定。

2.1.2 方案选择

传感器的选择：

自动导航小车对周围环境信息采集的关键在于传感器，因此传感器的选择直接影响到了小车控制系统的判断。选择传感器原则主要有两个：基于环境优化原则和基于任务原则。

主控制器的选择：

将微处理器、一定容量的RAM和ROM以及I/O接口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成的单片微型计算机，简称单片机。

自动导航小车的控制系统采用89C51单片机作为主要控制器，结构由红外传感器、直流电机闭环控制电路等部分组成，从而实现实现自动避障功能。

2.2 系统总体设计

2.2.1 系统组成

图 2.1 系统组成

2.2.2 系统工作原理

在小车的左侧、右侧和正前方分别安装传感器。当小车的左侧传感器探测到有障碍物时，立即向单片机传送信号，单片机对接收到的信号进行处理，随后控制直流电机，车子右轮减速，左轮加速，从而使小车向右转弯；依照同样原理，当小车的右侧传感器探测到有障碍物时，小车向左转弯；当正前方亦或全部的传感器都探测到有障碍物时，车子向后转弯，避开绕行。

第三章系统的硬件设计

3.1 单片机89C51

89C51有一个可编程的全双工串行通信接口，它可用作UART ，也可用作同步移位寄存器。其帧格式可以有8位、10位、或11位，并能设置各种波特率，给使用带来极大的灵活性。

89C51通过引脚RXD 与外界进行通信。其内部结构简化示意图如图3.1所示。图中有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF ，他们占用同一地址99H ，可同时发送、接收数据。发送缓冲器只能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入。 1

P1.0P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.6P1.713

209

(RXD)P3.0RST (T0)P3.4EA/VP GND V cc P0.0(AD0)P0.4(AD4)P0.3(AD3)P0.2(AD2)P0.1(AD1)P0.5(AD5)P0.6(AD6)29303140ALE/PROG PSEN 32333435363738392827262524232221

(TXD)P3.1(INT0)P3.289C51

(INT1)P3.3(T1)P3.5(WR)P3.6(RD)P3.7XTAL2XTAL1

P0.7(AD7)P2.7(AD15)P2.6(AD14)P2.3(AD11)P2.4(AD12)P2.5(AD13)P2.2(AD10)P2.1(AD9)P2.7(AD8)

图 3.1 89C51引脚图串行发送与接收的速率与位移时钟同步。89C51用定时器T1作为串行通信的波特率发生器，T1溢出率经2分频（或不分频）后，又经16分频作为串行发送或接收的位移脉冲。位移脉冲的速率即是波特率。

从图中可以看出，接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF 读出之前，第二个字节即开始被接收（串行输入至移位寄存器），但是，在第二

个字节接收完毕而前一个字节CPU未读取时，会丢失前一个字节。

串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF，A”指令），即是向发送缓冲器SBUF 装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。

在满足串行口接收中断标志位RJ（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1就会接收一帧数据进入位移寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1.当发读SBUF命令时（执行“MOV A，SBUF”指令），便由接收缓冲器（SBUF）取出信息通过89C51内部总线送CPU。

对于发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误，一般不需要用双缓冲器结构来保持最大的传送速率[2]。

复位电路在单片机使用过程中是非常重要的，为了可以完成单片机的初始化以及在死机的状态下重启单片机，我们使用的是12MH晶振。

3.2电源设计

电源设计：

（1）运算放大器一般使用+15V的直流电压源；

（2）数字集成电路器件一般使用+5V直流电压源；

（3）直流电动机采用+12V直流电压源。

因此，以上均采用+24V直流蓄电池作为电压源，通过集成稳压器得到相应电压电源。78XX进行变换得到的直流电压源抗干扰性强的特点。采用78系列集成稳压器进行电压变换的基本电路如图3.2所示：

图 3.2 电压转换基本电路图

其中+15V电压源通过7815稳压器得到；+12V电压源通过7812稳压器得到；

+5V电压源通过7805稳压器得到。

使用该变换电路应注意下面的三个方面：

（1）通过在输入端添加一个0.33μF的电容C in，防止产生自振激荡。

（2）通过在输出端要接一个1μF以上的电容C out，防止因为负载电流变化时引起U out有较大波动。

（3）输入和输出间的电压差值应大于2V，从而保证才输出电压的稳定。但是不能过大，否则会导致稳压器功耗增大造成产热过多，一般取3V～5V，并且要添加散热片。

3.3红外传感器电路设计

3.3.1 供电电路设计

自动导航小车采用红外传感器：红外接近开关TXO5D。

它的基本参数为：

工作电压：5～12V，极限电压：15V；

工作电流：5～20mA，极限电流：30mA；

检测距离：0～120cm，检测距离与工作电压有关，电压越大，检测距离越远[9]。

通过调节工作电压，来调整传感器检测距离。设计电路图如图3.3所示：

超声波避障小车开题报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文）设计题目：超声波避障小车院系：电气学院自动化测试与控制系班级：设计者：学号：指导教师：周庆东设计时间：9.2~9.13 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书

*注：此任务书由课程设计指导教师填

开题报告 1立项依据 1.1立项目的（1）设计一辆利用超声波传感器来实现避障功能的小车，使小车对其运动方向受到的阻碍作出各种躲避障碍的动作。（2）进一步学习单片机原理及其应用，提高程序的编写能力。（3）掌握单片机系统外扩器件的连接与使用，了解超声波传感器的工作原理。（4）掌握软件和硬件调试的基本技巧与方法。 1.2立项意义在当今社会，汽车成为了越来越普遍，人们不可缺少的交通工具。但汽车的不断增加，随之而来就是越来越多的交通事故。交通事故成为了现在越来越严重的安全隐患。所以随着汽车工业的快速发展，我们必须加强对汽车安全性能的考虑。所以，智能汽车概念应运而生，他既是汽车产业的机遇也是汽车产业的挑战。汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，在这样的背景下，我们开展了基于超声波的智能小车的避障研究。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。 2主要设计内容及方案 2.1总体方案系统采用51单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制,在超声波检测到障碍物之后,主控芯片根据距离值控制直流电机的转动,在与障碍物距离较大的情况下，快速前进，在与障碍物距离较小但还未到达临界转弯方向值的时候，慢速前进。在与障碍物距离很近需要转向避障时，方案上将尝试进行转向，来进行避障。 2.2设计原理该智能车系统可分为三个主要模块：单片机主控核心模块，传感器避障模块，电机驱动模块。系统主要原理是：通过超声波避障模块（即感测模块）实时监测路面情况并及时传输给单片机。由单片机主控核心模块根据感测模块给予的信息控制小车两电机转动工作状态。电机驱动模块驱动两电机转动，实现前进或者左、右转。

智能循迹小车设计

智能循迹/避障小车研究工作报告一、智能循迹小车程序结构框图二、Proteus仿真图三、软件程序设计

一、智能循迹小车程序结构框图经过几天在网上的查找，对智能循迹/避障小车有了大致的了解，一般有三个模块： 1、最基本的小车驱动模块，使用两个二相四线步进电机对小车的两个后轮分别进行驱动，前轮最好用万向轮，能使小车更好地转弯； 2、小车循迹模块，在小车底部有三个并排安装的红外对管，对黑色与白色的反射信号不同，经单片机处理后对小车进行相应处理； 3、避障模块，我写的程序中对于避障模块是用中断来处理的（即安装在小车车头的红外对管检测到有障碍物后，就会向单片机的P3_2口输出一个高电平或是低电平，这时中断程序将对小车进行预先设定好的避障处理），但是在程序结构框图中，我不太会表示中断处理方式，所以就用查询的方式画了。

N Y N Y 二、Proteus 仿真图我用Proteus 大概地仿真了小车的运行状态。图中的两个二相四线步进电机就代表小车的左右轮（假定步进电机顺时针转动方向为小车前进方向），网上有很多种驱动芯片，在仿真时我只使用L298N 芯

片来驱动步进电机。用三个单刀双制开关模拟用于小车循迹的三个红外对管的输出信号，经一个与门与三极管开关连接到P3_3口，中断程序对P1_0, P1_1, P1_2三个口进行检测，并做出相应处理。同时因为避障模块的优先级高于循迹模块，所以将外部中断0用于避障，外部中断1用于循迹。P1_3口则用于检测小车是否到达终点。 1、小车驱动模块：使用一片298芯片驱动一个二相四线步进电机，电机的电压为12V。

红外避障小车讲解

目的：本毕业设计是红外蔽障小车的设计，通过设计使学生系统的熟悉和掌握单片机控制系统设计方面的内容体系、开发流程和程序设计，培养学生具有综合运用所学的理论知识去开拓创新及解决实际问题的能力。培养学生掌握设计题的思想和方法，树立严肃认真的工作作风、培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。同时是为了掌握电路设计的方法和技巧。如何将学习到的理论知识运用到实际当中去，怎样能够活学活用，深入的了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成这次实训。目录一、任务书...............................P1 二、引言..............................P2 二、要求与发挥...........................P4 三、设计摘要.............................P6 四、模块方案比较.......................P7 1.避障模块 2.驱动模块

3.控制模块五、程序设计.........................P9 1.程序流程图 2.程序编写六、工作原理.........................P13 七、结论............................P13 八、参考文献........................P14 九、毕业设计（论文）成绩评定表.....P15 任务：利用单片机、红外实现避障，要求具有下述功能： 1.小车前进可以避开（前、左、右）20cm的障碍物； 2.实现下车前进时，不碰障碍物； 3.具有声音播报功能。引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A/D转换器、D/A转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，目前人

自动避障小车设计

自动避障小车技术报告前言设计背景：在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。

目录一、设计目标： (3) 二、方案设计： (4) 2.1直流调速系统 (4) 2.2检测系统 (4) 三硬件设计 (5) 3.1、SPCE061A单片机最小系统 (5) 3.1.1．SPCE061A时钟电路 (8) 3.1.2．PLL锁相环 (9) 3.1.3．看门狗Watchdog (9) 3.1.4．低电压复位（LVR） (10) 3.1.5．I/O端口 (10) 3.1.6．时基与定时器 (11) 3.1.7．SPCE061A的定时器/计数器 (11) 3.1.8．ADC、DAC (12) 3.2、超声波传感器 (12) 四软件设计 (16) 4.1软件设计各模块 (16) 4.2速度控制 (17) 4.3障碍物检测 (17) 4.4看门狗 (17) 4.5基频中断 (18)

4.6程序设计流程图 (19) 五：测试数据、测试结果分析及结论 (19) 程序附录 (21) 1．主程序： (21) 2．中断程序 (24) 3、测距程序 (28) 一、设计目标： 1.小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，能自动避开障碍物。 2.根据障碍物的位置选择下一步行进方向，选择左拐还是右拐，若障碍物在左边则自动右拐，若障碍物在右边则左拐，若障碍物在正前方可任意选择左拐或者是右拐，以达到避开障碍物的目的。 3.通过利用单片机时钟源的控制设定左拐和右拐的时间，从而能持续前进。 4.为达到速度的可控性，需设置两个独立按键对小车进行控速。

超声波避障小车程序设计

/****************************************************************************** *****************************/ //5路超声波避障实验：51单片机 + HC-SR04超声波 // /****************************************************************************** *****************************/ #include //器件配置文件 #include #define RX1 P3_6 //小车左侧超声波HC-SR04接收端 #define TX1 P1_7 //发送端 #define RX2 P3_3 //左前方超声波 #define TX2 P0_2 #define RX3 P2_4 //正前方超声波 #define TX3 P2_5 #define RX4 P3_5 //右前方超声波 #define TX4 P3_4 #define RX5 P3_7 //右侧超声波 #define TX5 P1_6 #define Left_moto_pwm P1_5 //PWM信号端 #define Right_moto_pwm P1_4 //PWM信号端 //定义小车驱动模块输入IO口 sbit IN1=P1^0; sbit IN2=P1^1; sbit IN3=P1^2; sbit IN4=P1^3; sbit EN1=P1^4; sbit EN2=P1^5; bit Right_moto_stop=1; bit Left_moto_stop =1; #define Left_moto_go {IN1=0,IN2=1,EN1=1;} //左电机向前走 #define Left_moto_back {IN1=1,IN2=0,EN1=1;} //左边电机向后走 #define Left_moto_Stop {EN1=0;} //左边电机停转 #define Right_moto_go {IN3=1,IN4=0,EN2=1;} //右边电机向前走 #define Right_moto_back {IN3=0,IN4=1,EN2=1;} //右边电机向后走 #define Right_moto_Stop {EN2=0;} //右边电机停转 unsigned char pwm_val_left =0;//变量定义 unsigned char push_val_left =0;// 左电机占空比N/20 unsigned char pwm_val_right =0; unsigned char push_val_right=0;// 右电机占空比N/20 unsigned int time=0; unsigned int timer=0; unsigned long S1=0; unsigned long S2=0; unsigned long S3=0; unsigned long S4=0;

自动避障小车课程设计

单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：自动避障小车学院名称：电气工程学院专业班级：自动1105 学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31-630 设计时间：

单片机系统课程设计课程设计名称：自动避障小车专业班级：自动1105 学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：31-630 课程设计时间：

单片机系统课程设计任务书

目录 1概述-------------------------------------------------------------- 4 1.1研究背景----------------------------------------------------- 4 1.2设计思想及基本功能------------------------------------------- 4 2总体方案设计------------------------------------------------------ 4 2.1方案论证----------------------------------------------------- 4 2.2系统框图----------------------------------------------------- 5 2.3总体方案设计------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计------------------------------------------------------ 7 3.1电源电路----------------------------------------------------- 7 3.2晶振电路----------------------------------------------------- 8 3.3复位电路----------------------------------------------------- 8 3.4键盘电路----------------------------------------------------- 8 3.5显示电路----------------------------------------------------- 9 3.6超声波测距电路---------------------------------------------- 10 3.7舵机电路---------------------------------------------------- 11 3.8电机驱动电路------------------------------------------------ 11 3.9电机转速测量电路-------------------------------------------- 13 3.10设计PCB和腐蚀电路板--------------------------------------- 14 4系统软件设计----------------------------------------------------- 16 4.1分模块程序设计---------------------------------------------- 18 4.2主程序设计-------------------------------------------------- 20 5系统调试 ------------------------------------------------------- 20 6总结 ----------------------------------------------------------- 22参考文献：------------------------------------------------------- 23附录A硬件电路图------------------------------------------------- 24附录B 源程序 ---------------------------------------------------- 25

毕业设计智能循迹避障小车设计

毕业设计智能循迹避障小车设计 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

单片机系统课程设计轮式移动机器人的设计学院：通信与电子工程学院班级：电子131 姓名：初清晨学号： 13 同组成员：孟庆阳张轩指导老师：王艳春日期：2015年12月24日

组员分工 1、组长：张轩，实物焊接，报告整理，程序设计 2、组员：孟庆阳，实物焊接，仿真测试，报告整理 3、组员：初清晨，实物焊接，报告整理，仿真测试

摘要随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快，智能度越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。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用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、循迹、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示，无需人工干预。因此，智能电动小车具有再编程的特性，是机器人的一种。本设计采用AT89S52单片机加电机驱动电路和红外遥控及循迹模块还有红外接收一体化传感器设计而成，采用模块化的设计方案，运用红外遥控器控制小车的前进、后退、左转、右转、启动和停止。关键词：智能小车；STC89C52单片机；L9110；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Abstract：Based infrared detection of black lines and the road obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode 第一章绪论智能小车的意义和作用自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹，小车可以前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声音控制小车的启停。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。 P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single- chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction. KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed 1

智能避障小车设计

江阴职业技术学院项目设计报告项目：超声波避障小车的设计与制作专业应用电子技术专业学生姓名班级10应用电子()班学号指导教师完成日期

智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路结构简单，程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作（以下简称智能小车），论文对智能小车的方案选择，设计思路，以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。经实践验收测试，该智能小车的电路结构简单，调试方便，系统反映快速、灵活，设计方案正确、可行，各项指标稳定、可靠。

Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students' enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable.

红外避障小车课程设计报告报告

下载可编辑前言 --------------------------------------------------- 随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。

目录前言------------------------------------------------------------------------------1目录------------------------------------------------------------------------------2摘要------------------------------------------------------------------------------3功能概述------------------------------------------------------------------------3硬件设计------------------------------------------------------------------------3 避障电路------------------------------------------------------------------------4单片机电路---------------------------------------------------------------------7电机转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------23

毕业设计+智能循迹避障小车设计

单片机系统课程设计轮式移动机器人的设计学院：通信与电子工程学院班级：电子131 姓名：初清晨学号： 2013131013 同组成员：孟庆阳张轩指导老师：王艳春日期： 2015年12月24日

目录摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1智能小车的意义和作用 (2) 1.2智能小车的现状 (3) 第二章方案设计与论证 (3) 2.1 主控系统 (3) 2.2 电机驱动模块 (4) 2.3 循迹模块 (5) 2.4 避障模块 (6) 2.5 机械系统 (7) 2.6电源模块 (7) 第三章硬件设计 (7) 3.1 AT89S52单片机的简介 (8) 3.2总体设计 (11) 3.3驱动电路 (12) 3.4信号检测模块 (13) 3.5主控电路 (14) 第四章软件设计 (15) 4.1主程序框图 (15) 4.2电机驱动程序 (15) 4.3循迹模块 (16) 4.4避障模块 (20) 结束语 (25) 致谢 (26) 附录一循迹加红外避障综合程序 (28) 附录二实物图 (32)

基于stm32的智能小车设计毕业设计

海南大学毕业论文（设计）题目：基于stm32的智能小车设计学号：20112834320005 姓名：陈亚文年级：2011级学院：应用科技学院（儋州校区）学部：工学部专业：电子科学与技术指导教师：张健完成日期：2014 年12 月 1 日

摘要本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制

Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control

红外避障小车课程设计报告.docx

随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51 为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555 组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。

目录前言------------------------------------------------------ 1目录------------------------------------------------------ 2摘要------------------------------------------------------ 3功能概述-------------------------------------------------- 3硬件设计-------------------------------------------------- 3避障电路-------------------------------------------------- 4单片机电路------------------------------------------------ 7电机转速控制电路------------------------------------------ 7电源电路-------------------------------------------------- 8电机驱动电路----------------------------------------- 9主程序设计------------------------------------------------ 12小结----------------------------------------------------- 23参考文献------------------------------------------------- 23

智能循迹避障小车_论文设计

目录摘要 (2) ABSTRACT (2) 第一章绪论 (3) 1.1智能小车的意义和作用 (3) 1.2智能小车的现状 (3) 第二章方案设计与论证 (4) 2.1 主控系统 (4) 2.2 电机驱动模块 (4) 2.3 循迹模块 (6) 2.4 避障模块 (7) 2.5 机械系统 (7) 2.6电源模块 (8) 第三章硬件设计 (8) 3.1总体设计 (8) 3.2驱动电路 (9) 3.3信号检测模块 (10) 3.4主控电路 (11) 第四章软件设计 (12) 4.1主程序模块 (12) 4.2电机驱动程序 (12) 4.3循迹模块 (13) 4.4避障模块 (15) 第五章制作安装与调试 (18) 结束语 (18) 致谢 (19) 参考文献 (19)

智能循迹避障小车肖维物理与电子信息学院电子信息工程专业 2006级9班指导教师：刘汉奎摘要：利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。关键词：智能小车；STC89C52单片机； L298N；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Xiao Wei School of Physics and Electronic Information,Grade 2006 Class 9 ,Instructor:Liu Hankui Abstract：Based infrared detection of black lines and the road obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode

毕业论文：智能避障小车

毕业论文：智能避障小车摘要避障是智能小车应具备的基本功能之一以P89C51RA芯片为核心采集前方障碍信息并对智能小车进行控制选用红外避障传感器检测智能小车前方的障碍物设计了智能小车的自动避障系统并阐述其工作原理该系统设计简单成本低实时性好在室环境中取得了预期的实验结果使智能小车无碰撞到达目的地关键词P89C51RA智能红外避障传感器 Abstract The obstacle avoidance is one of the main functions that an independently intelligent carriage should be provided Use the P89C51RA as a key component collecting the environmental information and controlling the intelligent carriage a kind of obstacle avoidance system of intelligent carriage is designed In this system infrared obstacle avoidance sensors are used to detect the barrieswhich are front of distance between the intelligent carriage and the barriers The systems design is simple and has lower cost and better real time features And at the same time this system has obtained anticipated experimental results in the indoor environment That is the intelligent carriage can arrive at the destination without any collision Keywords P89C51RA intelligent infrared obstacle avoidance sensors

红外避障小车课程设计报告

前言 --------------------------------------------------- 随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。