基于单片机智能汽车监测系统的设计
目录
摘要
Abstract
第1章前言 (1)
第2章系统总体设计思路 (2)
2.1系统简介 (2)
2.2系统总体设计构图 (2)
第3章系统方案选择与论证 (3)
3.1方案的选择 (3)
3.2系统总体方案的确定 (4)
第4章系统硬件电路模块设计 (6)
4.1单片机最小系统的设计 (6)
4.2霍尔传感器电路设计 (8)
4.3超声波传感器电路的设计 (9)
4.4显示电路的设计 (10)
4.5语音报警电路的设计 (12)
4.6温度传感器电路的设计 (13)
4.7电源电路的设计 (13)
4.8系统原理图 (14)
第5章系统软件设计 (15)
5.1系统软件设计思路 (15)
5.2系统软件设计流程图 (15)
5.3测速模块设计程序 (16)
5.4超声波测距模块设计程序 (18)
5.5测温模块设计程序 (20)
第6章系统调试 (23)
6.1调试方案 (23)
6.2调试仪器 (23)
6.3调试数据 (23)
6.4调试分析 (24)
6.5调试结论 (24)
6.6实物展示 (25)
第7章结束语 (26)
参考文献
答谢辞
第1章前言
如今社会经济的发展，使公路交通运输量日益增大，加之汽车的增加，导致交通状况变得严重，交通事故也在时刻发生。为此，汽车安全监测装置的研制非常重要。如今的汽车不但提供了给人们不同的品味，而且汽车的行驶速也越来越快。在很多的交通事故中，都是因为驾驶人员的超速应发了严重的后果，交通部门也在道路上设置了不同的限速装置以及标示牌，但这并不能完全限制住超速，真正要把事故率降至最低还是要靠每位驾驶人员时刻有这种限速的意识，这就需要能够在超速或者在前后车距离较近的时候不断地提醒我们达到安全的状态。
目前驾驶人员的安全而设计监测系统在一些发达国家取得了很多的成果，并且大规模的使用。在每辆汽车上面安装这样的监测系统，能够保证行驶过程当中安全。
第2章系统总体设计思路
2.1 系统简介
2.1.1 设计目的
设计并制作智能汽车监测系统，使之能够实现汽车速度、前后车距、车内温度的监测以及超速的情况下语音报警功能。
2.1.1 设计要求
（1）检测汽车速度以及轮子转速，将速度值通过显示装置显示出来；
（2）前后车距最大显示值为4.5m，距离小于0.5m时进行语音报警；
（4）
（5）
2.2 系统总体设计构图
第3章系统方案选择与论证
3.1 方案的选择
3.1.1 单片机的选择与论证
方案一：可使用PLD器件。本设计是可行的，每一个电路模块，从电路设计相对容易。但是考虑到本系统设计的特点，EDA的使用是一种浪费。从成本上来考虑，用可编程的逻辑器件并没有好处，我们目前的设计条件在软件和硬件也无法实现本系统设计的各种模块功能要求。
方案二：凌阳16位单片机有很多中断源。使用I/O口端口方便，其精度比较高。还有成本也相对比较低。
方案三：STC89C52是传统的8位单片机，4组8个I/O口能够实现本系统相关的模块功能，成本比较低廉。综合考虑最后采用STC89C52作处理器。
3.1.2 显示模块的选择与论证
方案一：采用共阳或者共阴数码管，根据系统设计要求，如果采用数码管来显示，硬件电路比较繁琐，所以不采用数码管来显示。
方案二：使用LCD1602设计，它只能显示32个字型符，程序实现起来简单，但不能显示要显示的汉字，比较麻烦。
方案二：带字库的LCD12864液晶显示器硬件上并行接口及串行数据接口供选择，相比较LCD1602来看功能多，而且带有简体中文字型库，方便软件设计及编写。
综合以上方案，决定采用LCD12864（除非特殊说明，以下都简称LCD）作为显示器件。
。。。。。。
3.2 系统总体方案的确定
系统中速度与转速的监测主要采用霍尔传感器，将霍尔传感器安装于轮毂上面，在与轮子相近的地方安装一块软磁铁，每当轮子转一圈霍尔传感器就会通过磁铁，就会输出一个脉冲，单片机通过外部计数的方法将次数记录下来，再加上定时器的定时最终通过算法将转速与速度值显示在LCD12864上面。。。。。。。
如图3-1所示：
第4章系统硬件电路模块设计
4.1 单片机最小系统的设计
4.1.1 时钟电路设计
时钟信号可以由内部方式产生或外部方式产生。以下是两种时钟电路：
（a）内部时钟电路（b）外部时钟电路
图4-3内外部时钟电路
图4-4系统时钟电路
4.1.2 复位电路的设计
（1）复位操作
表4-1 一些寄存器的复位状态
寄存器复位状态寄存器复位状态
PC 0000H TCON 00H
ACC 00H TL0 00H
PSW 00H TH0 00H
SP 07H TL1 00H
DPTR 0000H TH1 00H
P0-P3 FFH SCON 00H
IP XX000000B SBUF 不定
IE 0X000000B PCON 0XXX0000B
TMOD 00H
（2）复位信号及其产生
RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。
产生复位信号的电路图4-5所示：
图4-5复位信号的电路逻辑图
复位操作有按键手动复位和上电自动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图4-6（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间小于1ms，就被重置，就相当于系统的复位。
按键手动复位有脉冲方式和电平方式两种。其中，复位脉冲是由RC充电电路产生的；电路如图4-6（c）所示：而按键手动复位改变复位端，经电阻与Vcc 电源接通而实现的，其电路如图4-6（b）所示；
（a）上电自动复位（b）按键复位（c）按键脉冲复位
图4-6复位电路
本系统采用的是12M晶振，复位电路采用图8按键复位方式，电容值取10u f。如图4-7所示：
图4-7 按键复位
4.2 霍尔传感器电路设计
图4-8 霍尔传感器使用示意图 图4-9 检测脉冲产生模块
霍尔传感器磁场作用关系和外形如图4-8所示。磁钢提供磁场，所以磁钢和霍尔传感器要完好的搭配起来使用。将磁钢贴在圆盘的边上，霍尔传感器贴在圆盘的旁边，通过单片机测量产生脉冲的频率就能够测出速度。
检测脉冲产生模块如图4-9所示，在电机的转动轴上安装一个小磁珠，每当电机转动一次，霍尔传感器就会监测到有电机转动一次，这样每转动一次，就会计数一次，单片机在设定的时间内完成计数值，这样就可以算出速度及转速。
图4-10 霍尔传感器电路
转动轴
霍尔传感器
4.8 系统原理图（总原理图也可以放附录）
第5章系统软件设计
5.1 系统软件设计思路
在单片机软件编程，应采用模块化的程序设计方法，把整个系统分为不同的功能模块进行编程。本设计软件可分为超声波测距子程序，速度，转速，测温度子程序，LCD12864液晶显示子程序五个部分。
5.2 系统软件设计流程图
图5-1系统软件流程图
5.3 测速模块设计程序（总程序也可以放附录）
本系统使用T0、T1来测量汽车速度与转速：T1计数模式下工作，T0定时模式下工作，在单位时间内测量出脉冲数就可以计算出电机的速度。
下面是子程序流程图：
图5-2测速流程图
测速子程序：
void speed_conv()
{
speed=speed2*1145.069; //转换成1000倍km/h
speed_buff[0]=speed/10000; //十位
speed_buff[1]=speed%10000/1000; //个位
speed_buff[2]=speed%10000%1000/100; //十分位
speed_buff[3]=speed%10000%1000%100/10; //百分位
speed_buff[4]=speed%10000%1000%100%10; //千分位
if(speed_buff[0]==0) //如果速度的十位为0
{
speed_buff[0]=17; //则不显示，
}
speed_display();
}
void speed_display()
{
LCD_set_xy(1,2); //从第二行第4列开始显示
LCD_Write_number(11); //:
LCD_Write_number(speed_buff[0]); //显示十位
LCD_Write_number(speed_buff[1]); //显示千位
LCD_Write_number(12);
LCD_Write_number(speed_buff[2]); //显示十分位位
LCD_Write_number(speed_buff[3]); //显示十位
LCD_Write_number(speed_buff[4]); //显示个位
}
第6章系统调试
（有实物所以系统调试，没实物就是系统仿真）
6.1调试方案
调试步骤如下：
步骤1：接上12V直流电源，测试7805输出端是否是5V输出，看电源指示灯是否亮。
步骤2：看LCD12864是否能够点亮，用一字螺丝刀调节W1可调电阻来调节液晶屏的亮度，然后看液晶屏上面显示的界面是否正常。
步骤:3：将磁铁安装在一根木板上面，然后将木板慢慢靠近霍尔传感器，用来模拟监测轮子转动的次数。再将木板以不同的速度靠近霍尔传感器，看液晶屏上面显示的速度与转速值，将多次测试的数据记录下来。
。。。。。。
6.2调试仪器及工具
（1）MF—47型万用表
（2）双踪示波器
（3）分贝仪
（4）稳压电源
（5）皮尺
（6）温度计
6.3调试数据
步骤
步骤
步骤
6.4数据分析
根据步骤3测试的数据，测量了4组速度值。测量值与实际值相比，4组中最大的误差为0.162km/h，也是速度最大的一次。进一步分析当速度慢的时候误差很小，速度越来越大的时候误差也越大。导致误差的原因可能是模拟速度中间存在的误差，另一个可能就是51单片机的处理能力不是很强。
。。。。。
6.5测试结论
根据测试数据的分析，该系统能够实现之前提出的功能与要求。测量距离能够在允许误差范围之内，并且在0.5m以内实现语音报警。测量速度值也能够达到设计要求，当达到140km/h实现报警且能够实现温度的测量。
6.6实物展示
第7章结束语
经过两个多月的努力，我基本上完成了基于单片机智能汽车系统的设计。所完成的工作有:
1 系统的硬件设计
在硬件设计上面，从最基本的51单片机最小系统的设计到霍尔传感器、超声波传感器、温度传感器以及语音报警等相关电路的设计。过程中遇到了很多的问题，比如。。。。。。
2 系统软件设计
软件主要包含测速、测距、测温以及LCD12864显示等程序，主程序调用相关的子程序来实现各个功能。尽管本系统能够完成基本功能，离一个完全实用的，能够完全符合市场需求的单片机智能汽车监测系统还有一定的差距。在以后的研制过程中，仍需要。。。。。。
参考文献
[1]孙涵芳,徐爱卿. MCS-51/96系列单片机原理及应用. 北京: 北京航空航天大学出
版社, 1996. 159-169.
答谢辞
时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节。离校日期已日趋临近，毕业论文的完成也随之进入尾声。从开始进课题到论文顺利完成，一直都离不开老师、同学给我的热情帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 感谢我的同学，多年来一直对我进行鼓励和支持，使我端正了学习和生活态度，使我有恒心有毅力在学习的道路上不断前进。最后，感谢胡老师的指导和帮助。
基于单片机的智能小车的设计－毕业论文-总
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:
基于单片机的智能小车的设计
摘要 单片机作为一种微型控制器，自走入人们的视野以来,就随着科技进步不断地更新换代。它能够将计算机所有关键的零件整合集中在一块芯片上，并且具有强大的计数功能,以及各种必要的接口，因此单片机在自动控制系统中通常处于核心地位。本文对于智能小车的设计思路就应用了最常见的AＴ89S51单片机作控制处理器,该单片机在低功率的基础上,能够保持其性能在一个较高的水平上,且其8K的处理器够灵巧，适用于嵌入式产品,在众多单片机中，表现较为优秀。 本设计是在单片机的基础上实施的,兼具数据处理、即时调控和报警提醒功能，小车接到行驶指令后，红外探头会检测路况信息（是否处在黑线路径范围内）并反馈给单片机处理，单片机判断后作出相应指令,由电机驱动使小车执行相应行驶动作。单片机与系统的配合使智能小车的行驶保持灵敏迅速的状态。 关键词：单片机寻迹报警红外线电机驱动
Abstrａct Ｗｉth the rapid ｄevelｏpment of sｃｉence and tｅchｎology in rｅｃeｎt yeaｒs，SＣM aｐplicatioｎs arｅcontinualｌy dｅeｐｅn ｉｎｇ．Ｔrａditioｎaｌｃoｎtｒｏｌtest drive at ｔhe same ti ｍe, the rapｉｄｌy growｉng updａtｅ. In ｒeａl－ｔimeｄｅtect ｉoｎandｃｏntrｏｌof tｈe ｍiｃｒocomputer aｐpliｃatｉon sｙsｔem，ｔｈe mｉcｒocｏntｒollerｉs oｆｔeｎｕｓed aｓａｃｏre cｏｍponenｔ.ＳCM is ｔhe mａｉn fｅａtｕrｅint ｅgratｅd comｐuter chｉp iｎa micro-ｃｏmｐuteｒ. Itｉs a setｏf muｌti-countiｎg ａnd the ｉｎteｒfaｃe in oｎｅof ｔhe ｍｉcro-cｏntｒoｌｌer. Tｈe 51 ｓｉngle－ｃhip mｉｃrｏcontｒoll ｅｒis the mosｔtypical aｎdｍｏst repreｓentatiｖe ｏne．Theｄeｓigｎｏf the mainａppliｃatioｎAT89S５1aｓthｅcontrol，ａｎdｄｉsplａｙｄrｉverｉnteｇratｅｄcircuit ｓand oｔher ｓyｓteｍs.Ｂaｓｅd on ｓｉngle cｈiｐdeｓigｎ.ＭCＵＡT8９Ｓ５1 usｉng the contｒolleｒａs an aｌarm devｉce that cａn gｉｖeｆuｌl pｌaｙｔo ＡT89S51oｆdａta processing and real-tｉme control functions．Ｍａｋe ｔhe ｓystem work in tｈe beｓｔcondiｔｉoｎ，iｍpｒｏveｔhｅsystｅm sensit ｉviｔy．Wｈｅｎtｗo signal driven ｆoｒward bｙｃar tracing ｍodule,thｅinfrａres oｎwhether to ｐroｄuceｌevel siｇnalｓthrough tｈe blaｃｋ,rｅtutn again ａｃｃorｄing to requireｍent oｆｄｅsiｇn prｏｃedure of ｊudｇment ｆor moｔor drivｅrｍoｄule,iｔconｔroｌｓtｈe car tuｒning back foｒwaｒd oｆrunning ｏnｔｈe bｌacｋlｉne. Keｙwｏrdｓ:ＳＣM，Tracing, Aｌarm dｅvｉce，Lｅvｅｌｓ
基于单片机智能汽车监测系统的设计 目录 摘要 Abstract 第1章前言 (1) 第2章系统总体设计思路 (2) 2.1系统简介 (2) 2.2系统总体设计构图 (2) 第3章系统方案选择与论证 (3) 3.1方案的选择 (3) 3.2系统总体方案的确定 (4) 第4章系统硬件电路模块设计 (6) 4.1单片机最小系统的设计 (6) 4.2霍尔传感器电路设计 (8) 4.3超声波传感器电路的设计 (9) 4.4显示电路的设计 (10) 4.5语音报警电路的设计 (12) 4.6温度传感器电路的设计 (13) 4.7电源电路的设计 (13) 4.8系统原理图 (14) 第5章系统软件设计 (15) 5.1系统软件设计思路 (15) 5.2系统软件设计流程图 (15) 5.3测速模块设计程序 (16) 5.4超声波测距模块设计程序 (18) 5.5测温模块设计程序 (20) 第6章系统调试 (23) 6.1调试方案 (23) 6.2调试仪器 (23) 6.3调试数据 (23) 6.4调试分析 (24) 6.5调试结论 (24) 6.6实物展示 (25) 第7章结束语 (26) 参考文献 答谢辞
第1章前言 如今社会经济的发展，使公路交通运输量日益增大，加之汽车的增加，导致交通状况变得严重，交通事故也在时刻发生。为此，汽车安全监测装置的研制非常重要。如今的汽车不但提供了给人们不同的品味，而且汽车的行驶速也越来越快。在很多的交通事故中，都是因为驾驶人员的超速应发了严重的后果，交通部门也在道路上设置了不同的限速装置以及标示牌，但这并不能完全限制住超速，真正要把事故率降至最低还是要靠每位驾驶人员时刻有这种限速的意识，这就需要能够在超速或者在前后车距离较近的时候不断地提醒我们达到安全的状态。 目前驾驶人员的安全而设计监测系统在一些发达国家取得了很多的成果，并且大规模的使用。在每辆汽车上面安装这样的监测系统，能够保证行驶过程当中安全。
基于80C51的电动智能单片机 摘要 80C51单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。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、智能、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
沈阳理工大学 课程名称：基于单片机智能循迹小车姓名: 魏玉柱 指导教师：程磊催宁海
摘要 本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。该技术已经应用于无人驾驶机动车，无人工厂，仓库，服务机器人等多种领域。 本设计采用STC89C5单片机作为小车的控制核心；采用TCRT500C红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，其中软件系统采用C程序，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。 关键词：STC89C52智能循迹小车TCRT5000专感器电机驱动 目录 1引言 (4) 2需求分析 (4) 2.1智能循迹小车概述 (4) 2.2循迹小车的发展历程回顾 (5)
2.3智能循迹小车的应用 (5) 2.4智能循迹小车研究中的关键技术 (8) 3系统设计 (9) 4详细设计 (8) 4.1硬件设计 (8) 4.1.1电路原理图 (9) 4.1.2器件选择 (10) 4.121智能循迹小车的主控芯片的选择 (10) 4.1.2.2智能循迹小车电源模块的选择 (10) 4.1.2.3智能循迹小车电机驱动电路的选择 (11) 4.1.2.4智能小车循迹模块的选择 (11) 4.1.3模块设计 (12) 4.1.3.1电机驱动模块电路 (12) 4.1.3.2光电传感器模块 (12) 4.2软件设计 (14) 4.2.1程序流程图 (14) 4.2.2 实现主要代码 (14) 5实验结果 (16) 5.1设计实现 (16) 5.2出现的问题和解决的方法 (17) 5.3电路实物图展示： (19) 6结束语 (18)
基于51单片机的智能小车设计 O 引言在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测器，实现对电动小汽车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。 1 直流调速系统采用PWM 调速直流调速系统采用晶闸管的直流斩波器与整流电路。晶闸管不受相位控制，而是工作在开关状态。当晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上，当晶闸管关断时，直流电源与电动机断开，电动机经二极管续流，两端电压接近于零。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat-ion)，简称PWM。脉冲周期不变。只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来 进行直流调速。脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现，但是驱动能力有限。为展利实现电动小汽车的左转和右转，本设计采用了可逆PWM 变换器。可逆PWM 变换器主电路的结构式有H 型、T 型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H 型变换器，它是由4 个三极电力晶体管和4 个续流二极管组成的桥式电路。图1 为双极式H 型可逆PWM 变换器的电路原理图。 4 个电力晶体管的基极驱动电压分为两组。VT1 和VT4 同时导通和关断，其驱动电路中Ub1=Ub4；VT2 和VT3 同时动作，其驱动电压Ub2=Ub3=-Ub1。 2 检测系统检测系统主要实现光电检测，即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。2．1 行车起始、终点及光线检测系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2 cm 宽的黑线)，玩具车底盘上沿黑线放置一套，以适应起始的记数开始和终点停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪，采用光敏三极管接收灯泡发出的光线，当感受到光线照射时，其c-e 间的阻值下降，检测电路输出高电平，经LM39 3 电压比较
本科生毕业论文（设计） 中文题目基于单片机智能小车设计 英文题目The Design Of Intelligent Car Based on SCM 学生姓名班级学号 学院电子科学与工程学院 专业 指导教师职称
摘要 21世纪以来，随着计算机、微电子和信息科技的发展，人类已经步入了大数据时代，正在朝着智能化时代发展。在这样一个背景下，车辆的智能化已经成为了现今世界车辆的研究领域的热点和汽车工业的新增长点。智能车辆成为了未来人类出行的重要载体。一种智能小车的控制系统的研制与设计有着重要的实际意义和科学理论价值。根据人类生活出行需求，本文设计了一种能够通过手机蓝牙遥控和智能避障的智能小车。本设计采用了STC89C52为核心处理器，由主控模块、蓝牙透传模块、避障模块、电机驱动模块、电源模块等组成。启动后通过直流电源给各个模块供电，智能小车自动检测蓝牙信号，检测到蓝牙信号启动手机遥控，实现智能小车实时控制。否则进入自主控制模式，当智能小车遇到障碍物时，超声波加舵机模块进行水平180度探测，并将探测信号传送给单片机，单片机根据程序运行结果发出相应的控制信号控制智能小车自动避开障碍物。 关键词智能小车 STC89C52 避障手机遥控
ABSTRACT Since the 21st century, with the development of computers, microelectronics and information technology, mankind has entered the era of big data, and we are moving in the era of intelligent development. In this context, intelligentialize of vehicles has become the hotspot of research field of the world, and it become a new growth point of automotive industries. Intelligent vehicle has become an important vehicle to humanity in the future. Development and design of the control system of an intelligent car has important practical significance and value of scientific theories. According to the needs of human life, This paper describes the design of a intelligent car controlled by Bluetooth signals, which can obstacle avoidance intelligently. This design uses a MCU called STC89C52 to be core processor. The intelligent car is composed of the main control module, Bluetooth transparent transmission module, obstacle avoidance module, motor drive modules, power modules. After connecting the power supply, each module powered via a DC power supply. the intelligent car automatically detects the Bluetooth signal, when detecting Bluetooth signal the intelligent car activate Bluetooth remote control, to achieve real-time control. Otherwise the car enter independent control mode, when the intelligent car encounters an obstacle, the ultrasonic detection module 180 degrees horizontally, and the detection signal is transmitted to the MCU, and MCU sends the corresponding control signals to intelligent car based on the results of the program to control the intelligent car automatically avoids obstructions. Keywords Intelligent car STC89C52 Obstacle avoidance Mobile phone remote control
目录 摘要............................................................................................ 错误!未定义书签。Abstract .......................................................................................... 错误!未定义书签。 1. 引言 (1) 1.1 选题背景 (2) 1.2设计目标 (2) 2. 设计方案 (3) 2.1 电机驱动方案 (3) 2.2遥控控制方案 (3) 2.3主控芯片的选择 (8) 3. 系统硬件构成 (9) 3.1 设计原理 (9) 3.2 系统电源电路 (10) 3.3单片机最小系统电路 (11) 3.3.1复位电路 (11) 3.3.2震荡电路 (12) 3.4系统显示电路 (12) 3.5外围传感器电路 (13) 3.6 按键电路设计与实现 (13) 4. 系统软件设计 (14) 4.1 主程序控制流程 (14) 4.2 无线遥控控制实现 (15) 4.3 智能避障、智能循迹的实现 (16) 4.4 测速功能实现 (16) 5. 系统组装调试 (17) 5.1硬件组装调试 (17) 5.2 软件设计与调试 (17) 5.3 系统组装实物 (18) 6. 结论 (18) 致谢 (20) 附录1 遥控子系统电路原理图 (21) 附录2 车载子系统电路原理图 (22) 1
1. 引言 1.1选题背景 智能机器人是能够在道路和野外连续地实时自主运动的机器人，是当今科技研究领域的热点，体现了信息科学与人工智能技术的最新成果。现代机器人己经不仅仅在工业制造方面，而且在军事、民用、科学研究等许多方面得到了广泛的应用。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车、机器人这方面的题目，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，指导教师和设计者都已经有充分的准备。 1.2设计目标 本设计是在不影响系统功能实现的前提下以经济实用的角度出发，采用MCS-51系列中的STC89C51单片机，以STC89C51为控制核心，结合PT2262和PT2272无线数据传输模块，L298N电机驱动模块以及其他传感器模块而设计出的智能小车控制系统。 该系统由硬件部分与软件部分组成。其中硬件部分由电源输入模块、直流电机动力模块、电机驱动模块、单片机控制系统模块、显示系统模块、以及两个障碍检测传感器、两个循迹传感器、两个测速传感器组成。软件部分由遥控部分和车载部分组成，遥控部分主要为车载部分发送数据命令，车载部分接收遥控命令做出相应的动作，同时根据不同命令分别实现自动避障、循迹、测速，状态显示功能。系统从控制角度分为半自动和全自动。 全自动控制和半自动控制功能由遥控器功能键切换，所有动作将由状态显示LCD1602显示。 全自动控制：车载部分根据无线数据传输模块传输的数据进入遥控模式、避障模式或者循迹模式，各种模式下LCD1602显示系统会显示当前状态以及当前智能小车行驶速度。系统如果进入避障模式或者循迹模式便进入了全自动控制模式，系统会根据现实中遇到的情形与系统预设的情形对应，情形匹配后自动做出对应的动作。 半自动控制：遥控系统由按键动作对应发出无线数据，车载系统接收数据，根据数据以及约定好的数据对应命令实现智能车的前进、后退、原地左转、原地右转动作，这样便实现了半自动控制功能。半自动控制功能能够增强系统的适应性，并且能够处理紧急危险情况。 2
基于单片机电动智能小车设计报告 一、研究意义 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。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心，80C51采用CHOMS工艺，功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。 二、硬件设计 简易智能电动车采用单片机进行智能控制。开始由手动启动小车，并复位，当经过规定的起始黑线，由超声波传感器和红外光电传感器检测，通过单片机控制小车开始记数显示并避障、调速；系统的自动避障功能通过超声波传感器正前方检测和红外光电传感器左右侧检测，由单片机控制实现；在电动车进驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术，以提高系统的静动态性能；采用动态共阴显示行驶时间和里程。
系统原理图如图所示： 三、软件设计 在进行微机控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。因此，软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。对于本系统，软件更为重要。在单片机控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算，然后再输出，以便控制生产。 程序流程图如下：
基于单片机的机车闭窗防窒息智能检测 系统 摘要：随着科技的进步,发展智能化汽车势必会成为汽车行业的共识。车内防窒息报警智能控制系统就是针对车内窒息这一安全隐患而设计,通过对汽车内温度和二氧化碳浓度的实时检测,来达到预防发生车内窒息安全隐患的目的。 关键词：二氧化碳浓度检测STM32F103C8T6单片机 1.设计背景及目的 解决儿童等弱势群体在车内窒息身亡的问题,设计出一套汽车内温度检测和气体检测的智能报警系统。通过分析隐患发生的条件,对汽车内温度和二氧化碳浓度进行实时检测,当汽车内温度达到预先设定温度或者二氧化碳浓度超过一定限度后,该系统将发短信给车主,并且触发车内报警装置提醒车内人员,同时强制启动天窗通风换气。经过实物模型的制作和实际实验,证明了本装置的可行性与可靠性。 (1)针对第一种由于温度过高导致人中暑带来的死亡,系统采取通过温度传感器检测车内温度来解决.DSl8820检测车内实时温度,设定35℃为报警界限。当检测到温度高于35℃时,响应系统开天窗;车内语音提醒装置播放提示语音要求打开门窗通风降温;如果三分钟后车内高温情况没有改变,此时SIM900模块发短信给车主提醒车内情况异常。 （2) 针对第二种缺氧导致的窒息,系统采取通过MG811二氧化碳传感器检测二氧化碳浓度来解决。MG81 1用来检测车内实时CO2浓度值。设定CO2：浓度报警界限为3000ppm。当检测到CO2浓度高于3000ppm时,响应系统开天窗;车内语音提醒装置播放提示语音要求打开门窗通风换气；如果三分钟后车内CO2:浓度较高情况没有改变，此时短信发送报警装置SIM900模块发短信给车主提醒车内情况异常。
基于51单片机的循迹小车系统设计 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。在生活中但凡涉及到自动控制的地方都会出现单片机的身影，单片机的应用有利于产品的小型化、智能化,并且能够提高生产效率.这里介绍的是如何用AT89C52单片机来实现小车的循迹功能，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AT89C52单片机为控制核心，利用红外传感器检测道路上的黑线，控制电动小汽车的自动循迹，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，和寻光功能。整个系统的电路结构非常简单,可靠性能很高。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。 关键词：80C51单片机;电动小车；pwm调速；光电检测；自动调速系统
Car tracking system based on microcontroller Abstract 80C51 is a 8 bit single chip computer。Its easily using and multi—function suffer large users。In life，whenever it comes to automatic control of the local microcontroller will appear figure, microcontroller applications in favor of product miniaturization，intelligent，and can improve productivity. Here is how to use AT89C52 microcontroller to achieve the car tracking feature, which is designed to determine the combination of scientific research and design class topic.This system design requirements of the subject for the purpose of using AT89C52 microcontroller core，the use of infrared sensors to detect the black line on the road，the automatic tracking control of electric cars，fast low traffic speeds，as well as automatic parking, and can automatically record time ，mileage and speed, and look for the light function.The circuit structure
毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目: 基于单片机的汽车轮胎胎压监测系统 的设计与实现 院系名称: 汽车与交通工程学院 专业班级: 车辆工程07-8 学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 指导委员会审查意见： 签字：年月日
开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究目的和意义； 2. 文献综述（课题研究现状及分析）； 3. 基本内容、拟解决的主要问题； 4. 技术路线或研究方法； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告”撰写规范 请参照《黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范》要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名系部汽车工程系专业、班级车辆07-8 指导教师姓名职称副教授从事 专业 计算机应用是否外聘□是■否 题目名称基于单片机的汽车轮胎胎压监测系统的设计与实现 一、课题研究现状、选题目的和意义 （一)、研究现状 近年来汽车电子产品得到了飞速发展，并已经形成了独立的汽车电子产业。汽车轮胎压力监视系统（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）是一项集先进传感器技术、无线通讯技术、信息处理实时测控技术、嵌入式系统应用技术等于一体的高新技术汽车电子产品。TPMS实时的对汽车轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气，低气压，气压过高及温度过高等轮胎状况进行预警，以保障汽车行驶安全。 目前TPMS主要有两种实现方式：直接TPMS和间接TPMS。间接TPMS是与车辆的防抱死系统(ABS)一起使用的。ABS采用车轮转速传感器测量每个车轮的转速。当一个轮胎的气压减小时，滚动半径就减小，而车轮的旋转速度就相应地加快。指示灯会提示司机，有一个轮胎处于低压状态。但是，间接TPMS有一定的局限性。第一是指示灯无法指出是哪个轮胎处于低压状态。第二，当同一车轴或同一侧的两个轮胎都处于低压状态时，它无法检测出究竟是哪个轮胎充气不足。第三，如果所有四个轮胎都处于低压状态，该系统不会发现这一故障。另外，气压不足时轮胎直径的减少和气压的降低非常微小。对 于薄胎来说，69kPa(~10psi)的压降只会使轮胎直径减小1 m m 。这种压降不符合美国的最终判定规则( F i n a lRuling)所规定的25%原则，采用间接方法进行检测在很大程度上依赖于轮胎和负载因子。直接TPMS采用固定在每个车轮中的压力传感器直接测量每个轮胎的气压。然后，这些传感器会通过发送器将胎压数据发送到中央接收器进行分析，分析结果将被传送至安装在车内的显示器上。显示器的类型和当今大多数车辆上装配的简单的胎压指示器不同，它可以显示每个轮胎的实际气压，甚至还包括备用轮胎的气压。因此，直接TPMS可以连接至显示器，告诉司机哪个轮胎充气不足。由于直接TPMS可直接测量每个轮胎的气压，因此当任何一个或几个轮胎处于低压状态时，它们都会被检测出来，当车辆的所有四个轮胎都处于低压状态时也可以检测到。直接TPMS也可检测到较小的压降。有些系统甚至可以检测到7 kPa(~1.0psi)的压降。 国外对于TPMS系统的研究起步较早，20世纪70年代末欧洲的一些发达国家就开始对轮胎气压监测系统进行研究。英国Lucas公司早在1981年就推出了驾驶室设置接受器和每个车轮均有传感器的装置模型。随后，C．RK公司和Marketing公司也相继开发出了自己的产品，基本结构是由传感器、信号发生器和接收器三部分组成，传感器安装在轮辋上，直接检测轮胎的内压。德国Doduco公司研制的Primac系统，可以同时监测轮胎的压力和温度。德国Wabeo公司和Bosch公司在1989年推出了利用ABS(制动防抱死系统)传感器监测轮胎压力的新装置。wabCO系统由一个3／2通道的控制阀和一个与轮胎气门嘴相接的气缸组成，当轮胎气压变化时，气缸活塞使ABS传感器信号发生变化，与ABS共用一个电子控制单元。Bosch公司的汽车轮胎压力监测系统由装在轮辋上的压力传感器、带有显示器的电子部件和高频收发机三部分组成，与ABS一起工作，已经开
基于单片机控制的智能自动往返小汽车设 计 随着现代科技的发展和自动化水平的提高，智能小汽车作为生活中的常用工具，人们对其智能性、可靠性等提出了越来越高的要求，因此需要对智能小汽车进行优化设计. 本文对硬件系统和主要功能模块进行了规划，设计了一个基于单片机控制的自动往返小汽车系统，以STC89C52 单片机为核心器件，可实现电动小汽车的速度控制、自动停车、往返控制等功能，从而满足人们对小汽车智能化功能的要求. 1 系统总体设计 系统设计以单片机STC89C52 芯片为核心控制部件，LG9110 作为电机驱动芯片，利用传感器检测技术原理、AD 画图、KEIL 软件编程，将程序烧录到单片机中，实现各个子模块的功能. 此外，系统采用红外探测法来检测实时路况信息，并通过PWM 调制自动调节电机转速. 系统总体设计框图如图1 所示. 图1 系统总体设计框图 2 系统硬件设计
系统硬件模块设计主要包含电机驱动模块、路况检测模块、智能防撞报警模块、寻迹模块等. 2.1 电机驱动模块 电机驱动模块是目前遥控小车普遍采用的驱动模块[3]. 直流电机有两个控制端，通过设置输入电平值来改变电机的运转，单片机通过控制引脚电平的高低来控制直流电机的转速. 由于单片机自身管脚输出的高电平电压很小，不足以驱动电机进而带动整个小车运行，因此最适合小车驱动的是运用电机驱动芯片来完成，我们采用的是电机驱动芯片LG9110. 2.2 路况检测模块 该模块使用红外探测法. 由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，故可根据接收到反射光的强弱来判断路面情况和前方是否存在障碍物. 红外发射管发射红外信号，经路面反射后传给红外接收管进行判断处理. 上电后，红外发射管导通，向地面以及前方发射红外信号，当遇到白色路面时，红外信号经白色路面进行漫反射，这时红外接收探头刚好接收到红外信号，探头导通，将低电平送给单片机进行判断处理. 2.3 智能防撞报警模块 智能小车能够自动识别前方的障碍物，如果有障碍物则调节小车的运动轨迹来避开障碍物，同时在遇到障碍物时，能够报警提示. 2.4 寻迹模块
基于单片机的智能车载酒精检测及控制系统设计文档基于单片机的智能车载酒精检测及控制系统设计摘要:本文介绍了一种基于单片机低功耗酒精检测控制器，该控制器采用酒精传感器、压力传感器、语音报警、电子锁等与汽车组成车载酒精检测及安全控制系统。该系统可以分为两部分:一个为可手持的检测部分，另一个为控制部分，安装在车内，从而实现智能车载酒精检测及安全控制。由于该系统具有高灵敏度和低功耗的功能，因此具有较高的实用价值。 关键词:酒精探测器;压力传感器;语音报警;车载 一引言 近年来，酒后驾车造成的交通事故时常发生，给驾驶员自身和他人造成了巨大的损失，因此，对酒后驾车的检测和管理成为必不可少的环节。但利用普通的监测和管理成为必不可少的环节。但利用普通的监测方式，主要是驾驶员的自觉和交警的抽查，一方面，花了很大的精力但是效率极低;另一方面，酒后驾车引起的交通事故仍居高不下。尽管国家在去年5月实施了行的酒后驾车的处罚条例，但是酒驾事故仍时有发生。 为此，笔者研究了具有智能化酒精检测及语音报警的电路系统，有效地实现了简单电路。简单地说，就是当驾驶员呼出气体中的酒精浓度达到设定的酒精浓度，就会语音提示，并强制切断汽车电源总线，令其无法启动汽车。此设计在综合社会现象和前人设计的基础上，经过与同学、指导老师的仔细商讨，在原有设计的基础上注入我们的设计思想，融合我们的设计方法，基本上能实现令我们满意的硬件电路。这样最大限度地限制和减少酒后驾车的现象，尽可能降低交警的工作量，同时提高交警的工作效率。 二系统结构及总体方案设计
该控制系统主要以单片机为核心，配以检测电路、控制电路、显示电路、语音电路组成，并采用强制驾驶员呼气的方法，以判断驾驶员是否饮酒。具体工作流程为:首先压力传感器进行压力检测，若驾驶员就坐，压力传感器检测到信号，启动系统并激活语音模块，通过语音提示进行酒精检测，此时驾驶员可进行酒精检测。为防止驾驶员逃避检测，设置一个话筒，当呼气确认后，酒精传感器开始作为呼气判断装置。对探测的气体进行检测，并把检测到的信号进行放大和滤波，滤波之后的信号送入A/D转换器进行数字转换，由单片机对此数字信号进行处理判断，并把处理的酒精数据送至LCD1602进行酒精浓度显示，同时把处理判断后的信号通过发射模块发送至接收控制继电器不起作用，语音模块。若酒精含量正常，提示汽车可以启动;反之，超标指示灯亮起，控制继电器起作用，汽车制动，语音提示汽车不可以启动，使汽车无法行驶。若驾驶员无视进行酒精检测的提醒，强制进行点火启动，则汽车立即处于制动状态，汽车无法启动。从而实现控制酒后驾车的功能。 三硬件设计 根据系统结构及总体方案的设计，可以把硬件电路的设计分为手持模块和车载安全控制模块，具体设计如下。 3.1 手持模块电路设计 3.1.1 酒精检测模块 本模块采用TGS2620气敏酒精传感器并配以滤波电路，放大电路以及A/D数字转换电路。该传感器由集成的加热器以及在氧化铝基板上形成的金属氧化物半导体构成。当可检知的气体存在时，空气中该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高，使用简单的电路就可以将这种电导率的变化变换为与气体浓度对应的输出信号，同时具有寿命长、功耗低、灵敏度高及后期电路简单等优点。一旦检测到酒精，其输出与浓度对应的电压信号，此信号经过滤波、放大后送至12位A/D转换
基于单片机的智能小车系统设计 摘要：智能小车控制系统是计算机技术、自动控制原理技术、系统管理 技术、机械加工制造技术等多学科综合的技术。我们最常见的物流运输 设备就是物料搬运机器人，它的应用给整个行业注入新的活力并且极大 地提高生产自动化程度以及效率。本课题以四轮驱动的小车为平台，以 第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛“智能+”赛道中的智能物流搬 运项目为内容，对嵌入式智能小车进行了规定场地路线循迹、轨迹定位 控制以及对搬运目标识别的整体设计。以STM32为主控制器进行设计， 循迹定位功能通过灰度传感器结合PID算法配合坐标实现，任务码识别 采用单独的二维码识读模块完成，通过Openmv对搬运目标进行识别，完 成物料抓取与运载。 关键词：智能小车；二维码；控制中心；目标物识别 1研究背景 智能小车是集机械、电子、自动控制、传感器技术等众多学科与一身的轮式移动机器人，电子设计在工业中一直是热门话题，代表着行业最前沿的技术。智能智能小车是自动控制理论技术、传感器检测技术和电机驱动技术融为一体的智能呢个机器人，通过系统控制能够实现各种复杂的任务。主要是在各种制造工厂内完成搬运工作，提高了物料搬运的安全性，以及提升了工作的效率。智能小车还可以去特别危险的区域工作代替人类完成一些险峻的任务，还能进行自主的物料运输运去偏远地区，帮助辅助人类在恶劣环境完成任务。 2 研究内容与目标 本次智能小车内容的设计包括控制系统的软件和硬件设计，本次竞赛对机器人的具体要求如下：应具有循迹移动、定位避障、任务码识别和读写、目标搬运物的位置和颜色识别以及搬运物的抓取和投放等的功能；智能小车在完成搬运任
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，各种高新技术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新技术的集成体，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。智能小车的研究和开发正成为广泛关注的焦点。本设计是一种基于单片机控制的简易自动循迹小车系统，系统的设计主要分为总体方案设计、硬件和软件设计，其中每一部分均采用模块化设计原则，使得设计易读、易修改、易扩充。 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，通过红外线以及超声波传感器,实现小车的自适应循迹、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。从最小系统到无线遥控，红外线对黑线的自动循迹再到超声波自动避障，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。 关键词：智能小车；单片机；无线遥控；循迹；避障
第一章绪论 1.1 智能循迹小车概述 智能循迹小车（AGV），英文全称是Automated Guided Vehicle。其最初产自于上世纪中叶，作为新式的智能搬运机器人执行货物输送等功能。AGV在传统小车的基础上增加了电磁转换的控制结构，或者利用光学原理等实现既定路径的前进与障碍躲避。智能小车使用的驱动方式是电力传动，以蓄电池作为储能设备，比较低碳节能，而且相比于内燃机驱动的汽车，电动小车的噪声明显降低，整体的工作环境清洁有序。其运动功能的实现有两种方式：一、下载程序，在小车的芯片中烧录给定的轨迹行进程序，使小车按照约定好的路线前进；二、电磁轨道约束，在小车的工作地段铺设轨道，通过发射不同频率的电磁信息来给小车运动信号，牵引其走上规定的道路，在没有操作员的情况下将货品在收发地之间进行运输。 AGV在流水线加工中表现出的自动化水平比较高，可以在保证精确度的前提下完成物料的装载、输送、卸货等系列操作。同时，小车的学习能力比较强大，能够自行收集路况数据，可以避开“陷阱”，找到并执行最短路径的规划，大大提高了工作效率。一般来说，AGV有机械手臂托举重物，还有与其他小车和站点相交互的接口，帮助彼此更好地配合工作。 1.1.1 循迹小车的发展历程 随着社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，人们日益迫切希望将自己从繁重的劳动中解脱出来，或者寻找一种工具，帮助自己完成精密度以及复杂程度更高的工作，于是就诞生出机器人这门学科。在20世纪的中叶，全球首部机器人出世，至今已有50多年的历史，关于机器人的研究，涉及到的知识比较多，因此，机器人专业是一个综合性比较强的学科。该专业主要设置的课程有，机械应用，通信与电子科学，计算机技术，还有信号处理以及计算机网络结构等。由于机器人自身要保持平衡，对于周围世界的感知程度要求比较高，所以要学好机器人系统，必须要掌握传感器原理。从历史来看，智能追踪