大学生智能汽车设计第1章--智能汽车设计导论

毕业设计任务书（智能小车）第一篇：毕业设计任务书(智能小车)安徽建筑工业学院毕业设计(论文)任务书课题名称系别专业姓名基于单片机智能小车的设计电子与信息工程学院城建电子学号2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指导教师签字系主任签字 201日年 1 月一、毕业设计（论文）的内容毕业设计（论文）是高等学校培养学生的最后一个环节。

是锻炼和培养学生综合运用本专业学科的基础理论知识、专业知识和基本技能，提高综合分析问题和解决问题的能力，实现研发和技术人员的初步训练，使学生具有从事科学研究初步能力的重要环节，并且它是学生承担技术性工作前的一次理论联系实际的实践。

学生通过设计(论文)综合运用所学的基础理论和专业知识，理论联系实际，提高分析问题和解决本专业从事研发和工程应用问题的能力，为以后走上工作岗位打下一定的基础。

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。

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，利用光电等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。

二、毕业设计（论文）的要求与数据本课题的任务主要是设计采用以80C51 为控制核心，利用光电等传感器检测道路上的障碍，控制电动小车的自动避障，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。

本课题由6位学生完成。

现就6位学生的具体分工叙述如下：1．同学负责主控制电路的方案设计和实现；2．同学负责电机驱动电路及方案设计和实现；3．同学负责传感器电路的设计和相关程序设计和调试；4．同学负责小车控制策略程序设计和调试。

目录第1节引言 (3)1.1 智能小汽车系统概述 (3)1.2 本设计任务和要紧内容 (3)第2节系统要紧硬件电路设计 (4)2.1 系统方案论证与比较 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)时钟电路 (5)复位电路 (6)2.3 电机的选择与论证 (6)2.4 电机驱动方案与电路 (6)2.5 探测障碍物方案与电路 (8)2.6 光源检测方案与电路 (9)2.7 显示部份方案与电路 (9)2.8 电源方案与PCB电路 (10)入库前后声音提示方案与电路 (11)2.10 拦栅操纵电路 (12)2.11 车速检测模块电路 (13)第3节系统的软件设计 (14)3.1系统主程序设计 (14)3.2小车行使程序 (32)第4节终止语 (39)参考文献 (40)附录 (41)智能小汽车第1节引言题目要求设计一智能小汽车，小车能够准确寻觅到光源，并随着光源的引导，能够顺利地进入车库，同时在行程进程中能准确地显示小车的行使路程的总时刻。

依照要求本设计用两个电机来操纵小车的转向，用红外对管传感器来检测障碍物，用光敏电阻来检测光源，用夜晶来显示小车的行使时刻和车库拦栅上升的时刻、高度和当前温度等。

与此同时通过语音电路来实现人性化的人机互动。

作品能够作为高级智能玩具，也能够作为大学生学习嵌入式操纵的强有力的应用实例，该系统将会有更广漠的开发前景。

1.1 智能小汽车系统概述本设计制作了一款具有智能判定功能的小车，功能壮大。

小车具有以下几个功能：自动避障功能（幸免撞到车库的三块木板）；趋光功能（寻觅前方的点光源并行驶到位、寻觅车库门）；显示小车行走的总时刻和车库拦栅上升的时刻、高度和当前温度，同时在小车预备入库时和入库后进行语音提示。

在小车行走操纵中作品以两直流电动机为主驱动，通过各类传感器件来搜集各类信息，送入主控单元AT89C51单片机，处置数据后完成相应动作，以达到自动操纵。

在开启和关闭车库拦栅时用步进电机来操纵，并通过单片机来实现相应动作。

摘要随着科学的发展和科技的进步，人们在完成一件事情的时候不单单只关注结果而且也越来越多的考虑过程的影响，比如说对环境的影响还有方便程度等，而且对智能化的要求也越来越高。

两轮智能车不仅节省了空间而且节省了能源,为人们未来的生活带来了不少好处。

本系统以MC9S12XS128MAA单片机为核心，其中还包括倾角检测模块、速度检测模块、电源模块、电机驱动模块、路径检测模块、拨码盘组成。

电源模块把7.2V电压转换为5V、3.3V电压，速度检测模块检测电机的速度，倾角检测模块检测智能车的倾角从而为控制智能车的直立提供信息，拨码盘可对电机的速度进行直接设定。

本系统有两个电机驱动，一个电机驱动一个轮子，通过电机转速的不同实现方向控制和直立控制。

本智能车可以沿着特殊的路径进行智力的行走。

本系统显示了高度的智能化，可以为无人驾驶汽车的后续研究提供经验，方便人们的生活和工作。

关键词：MC9S12XS128MAA单片机、传感器、PID算法AbstractWith the development of science, When finish one thing people don't just f ocus on results, but also more and more considering the influence of the proce ss .For example the influence of environment and the convenience of life. And people have high requirement of intelligent. Two rounds of smart car n ot only saves space and save the energy. Make people’s life more and more c onvenience and comfortable.This system with MC9S12XS128MAA single-chip microcomputer as the co re.This system aslo contains Angle detection module、Speed detection 、module power module driver module of electric motor 、Path detection module. Dial th e encoder. The angle can offer information to make the smart car upright. Pow er supply module convert voltage of 7.2 V to 5 V, 3.3 V voltage. Speed detec tion module to detect the speed of the motor. Dial the encoder can be set spe ed of the motor .This system has two motor ,one motor drive one wheel Thro ugh the speed of the motor can make the smart car upright. The smart car c an walk along a path of special intelligence.This system shows the highly intelligent.Make people’s life more conveni ence.At he same time can save a lot of time to do other things.Keyword: MC9S12XS128MAA、sensor、PID arithmetic第一章引言1.1两轮自平衡小车研究的意义两轮自平衡小车的研究是在移动机器人研究的基础上发展起来的。

汽车设计课程设计指导书一、课程名称：汽车设计二、课程简介：本课程旨在帮助学生掌握汽车设计的基本理论和技能，培养学生的创新能力和设计思维，使其成为具有汽车设计能力的专业人才。

课程内容包括：汽车设计概论、汽车造型设计、汽车结构设计、汽车材料与工艺、汽车美学与人机工程学等方面的知识。

三、教学目标：1. 培养学生对汽车设计的兴趣和热情，激发其创新潜力；2. 帮助学生建立汽车设计的基本理论知识体系；3. 培养学生的审美能力和设计思维，使其具备汽车设计的实际操作能力；4. 培养学生的团队合作精神和交流能力，逐步形成汽车设计领域的专业素养。

四、教学内容与教学方法：1. 汽车设计概论：介绍汽车设计的基本概念、发展历程和相关理论；教学方法：理论讲授、案例分析2. 汽车造型设计：包括汽车外观设计和内饰设计；教学方法：实例剖析、设计实践3. 汽车结构设计：介绍汽车各部件的功能和工作原理，以及结构设计的基本原则；教学方法：理论讲解、实例分析4. 汽车材料与工艺：介绍汽车所用材料的特性和应用，以及相关加工工艺；教学方法：知识讲解、实地考察5. 汽车美学与人机工程学：讲解汽车设计中的审美标准和人机交互原理；教学方法：案例分析、讨论交流五、教学评价与考核方法：1. 平时表现：包括课堂表现、作业完成情况等；2. 设计作品：学生完成的汽车设计作品，包括手绘设计图、三维模型等；3. 期末考核：结合设计作品和理论知识进行综合考核。

六、教材与参考书目：1. 主教材：《汽车设计基础》2. 参考书目：《汽车造型设计原理》，《汽车结构设计与分析》，《人机工程学导论》七、教学环节安排：1. 理论课程：每周2学时2. 实践课程：每周2学时3. 设计讨论和指导：每周1学时八、课程设计：要求学生结合所学知识，完成一份完整的汽车设计项目，包括设计报告、设计草图和三维模型。

设计项目需符合汽车设计的规范，突出个性和创新。

以上为汽车设计课程的设计指导书，希望学生在学习过程中能够认真学习相关知识，勤加练习，提高自己的汽车设计能力。

摘要随着社会各行各业的迅速发展，根据人类的需求出现了各种各样的智能机器人、智能车。

智能小车又称为移动式机器人，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，伴着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能车等制造领域，使智能车越来越多样化。

根据不同的需求便出现了各种功能的智能小车。

本设计是以AT89C52单片机为核心的智能车的设计，系统主要由红外检测模块、单片机最小系统模块、电机控制模块、电源模块组成。

其中电源模块由四节1.5V电池组成，经过7805稳压电路输出5V的稳定电压；红外检测模块包括两只红外反射式对管TCRT5000；最小系统模块主要包括AT89C52单片机和其外围电路；电机模块包括两个减速直流电机及其附属减速箱和两个电机驱动控制芯片L298N。

软件部分由C语言编程，实现对各部分的处理和控制。

该智能车可以实现自动避障、避障的功能。

整个系统结构简单，运行高效。

关键词：智能小车避障 AT89C52 L298N电机驱动AbstractWith the rapid development of all sectors of society, based on needs emergence of a variety of intelligent robots, intelligent vehicles. Smart car, also known as mobile robots, is a multi-tech integrated body, which combines mechanical, electronics, sensors, computer technology is becoming increasingly popular, is also widely used in various the needs of the various functions will appear smart car.The design is based on AT89C52 microcontroller as the core of the intelligent vehicle design, the system mainly consists of infrared detection module, the smallest single-chip system module, motor control module, power module. Wherein the power supply module consists of four 1.5V batteries composed after 7805 5V regulator circuit output stable voltage; infrared detector module includes two infrared reflective of the tube TCRT5000; minimum system module includes AT89C52 microcontroller and its peripheral circuits; motor module includes two DC motors and its subsidiary reducer gearbox and two motor drive control chip L298N. Software part by the C programming language, to achieve the various parts of the processing and control. The smart car can automatically avoid obstacles, obstacle avoidance function. The whole system is simple, efficient operation.Key words:Intelligent car Obstacle avoidance Remote control AT89C52目录目录 (i)前言 (1)1绪论 (2)1.1 智能小车的研究现状及发展趋势 (2)1.1.1 智能小车的研究现状 (2)1.1.2 智能小车的发展趋势 (2)1.2 本文的结构 (3)2 系统总体方案设计 (5)2.1 系统各部分设计方案 (5)2.1.1 单片机型号的选定 (5)2.1.2 直流电机驱动芯片的选定 (5)2.1.3 红外对管的选定 (8)2.2 总体方案设计 (8)2.3 智能小车的基本介绍 (9)2.3.1 智能小车的基本结构 (9)2.3.2智能小车的基本功能及原理 (10)3硬件设计 (10)3.1系统硬件结构图 (10)3.2 单片机主控单元的设计 (11)3.2.1 单片机引脚说明 (11)3.2.2 AT89C52最小系统设计 (16)3.3红外检测单元设计 (17)3.4 电机驱动单元设计 (21)3.5 系统总体原理图 (22)3.6 硬件抗干扰设计 (23)3.6.1 电源干扰的抑制 (23)3.6.2 信号通道干扰的抑制 (23)4系统软件设计 (25)4.1主程序设计 (25)4.2 红外检测模块程序设计 (26)4.3 电机驱动模块程序设计 ...................................... 错误!未定义书签。

大学智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握智能小车的基本组成、工作原理及各部分功能；2. 学习并理解智能小车编程所需的基础知识，如传感器数据处理、控制算法等；3. 了解智能小车在现实生活中的应用场景及其发展前景。

技能目标：1. 能够独立完成智能小车的组装和调试；2. 学会使用相关编程软件，编写简单的控制程序，实现对智能小车的控制；3. 培养动手实践能力、团队协作能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能小车及机器人技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生勇于尝试、不断探索的精神，增强自信心；3. 培养学生关注科技发展，认识到智能小车在现实生活中的重要意义，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作相结合，培养学生动手实践能力和创新能力。

学生特点：大学年级学生已具备一定的理论基础和动手能力，对新技术有较高的兴趣和求知欲。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调实践操作，引导学生主动参与，培养实际操作能力和团队协作能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。

通过课程学习，使学生具备智能小车相关领域的基本知识和技能，为未来进一步学习和研究打下基础。

二、教学内容1. 智能小车概述：介绍智能小车的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。

- 教材章节：第一章 智能小车概述- 内容安排：1课时2. 智能小车硬件组成：讲解智能小车的各部分硬件，如电机、传感器、控制器等。

- 教材章节：第二章 智能小车硬件组成- 内容安排：2课时3. 智能小车编程基础：学习编程语言、传感器数据处理、控制算法等基础知识。

- 教材章节：第三章 智能小车编程基础- 内容安排：4课时4. 智能小车组装与调试：指导学生动手组装智能小车，并进行调试。

- 教材章节：第四章 智能小车组装与调试- 内容安排：3课时5. 智能小车控制程序编写：教授如何使用编程软件，编写简单的控制程序。

目录1引言 (1)2需求分析 (2)2.1项目来源及背景 (2)2.2项目目标 (2)2.3应用环境 (2)2.3.1系统硬件环境 (2)2.3.2系统软件环境 (6)2.4功能规格 (7)3系统设计 (8)3.1系统总体设计 (8)3.1.1总体设计 (8)3.1.2系统的功能模块 (8)3.1.3小车系统结构图 (9)3.2详细设计 (10)3.2.1详细设计的任务 (10)3.2.2具体设计 (10)3.2.3总体设计流程图 (13)4系统实现 (14)4.1核心部分实现方法 (14)4.1.1红外蔽障模块 (14)4.1.25V4相步进电机的驱动模块[5] (14)4.1.3速度控制模块 (14)4.2部分模块实现结果 (14)4.2.1红外避障模块的实现 (14)4.2.2电机驱动模块的实现 (14)4.2.3蜂鸣器模块的实现 (14)4.2.4加减车速控制模块 (15)4.2.5车速显示模块 (15)5小车系统测试 (16)6结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)7 附件1：系统实现 (20)7.1核心部分实现方法 (20)7.1.1红外蔽障模块 (20)7.1.25V4相步进电机的驱动模块[5] (23)7.1.3速度控制模块 (26)摘要智能小车属机器人的一种，它可按照预先设定的模式在一个环境里自主运行，不需要人为管理，多应用于学术应用、科学探测、救灾抢险等用途。

人们通过编译环境编程实现行进、绕障、停止、检测数据的存储、显示等功能，无需人工干预。

智能小车设计具有实际意义，与实际相结合，现实意义很强。

本系统以Easyarm1138为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用光电发射接收器、步进电机、传感模块、车轮模块、车速控制模块、速度显示模块等组成不同的模块，实现小车在行驶中测试、躲避障碍物、自我调整方向、蜂鸣提醒、加减行驶速度、显示当前速度等问题。

并将测量数据传送至Arm板进行处理，然后由Arm板根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。

大学生智能汽车设计基础与实践教学设计背景在当今汽车科技不断创新的时代，智能汽车已经成为了汽车产业发展的趋势。

这种趋势对汽车工程人才提出了新的要求，必须掌握先进的汽车工程设计和开发技能，也需要掌握人工智能和自动驾驶技术等新兴领域的知识。

因此，开展智能汽车设计的相关课程具有十分重要的意义。

目标本设计的教学目标为：•掌握智能汽车的基本概念与技术要素；•学习汽车CAD设计和仿真模拟技术；•掌握嵌入式系统开发技术；•学习人工智能与自动驾驶技术；•通过实践项目，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力。

教学内容1. 智能汽车概述•智能汽车的定义与功能；•智能汽车的发展现状；•智能汽车的未来发展趋势。

2. 汽车CAD设计和仿真模拟技术•安装AutoCAD和Catia软件；•学习汽车绘图技巧；•学习汽车三维模型限制条件和车辆运动模拟的基础知识；•设计和模拟汽车底盘和车身。

3. 嵌入式系统开发技术•学习嵌入式系统基础知识；•学习单片机和PC机之间数传技术；•学习模拟量和数字量采集技术；•设计和调试小车控制系统。

4. 人工智能与自动驾驶技术•学习人工智能基础知识；•学习自动驾驶技术的框架；•学习自动驾驶的关键技术；•开发自主导航智能汽车。

5. 实践项目在本课程中进行一个实践项目，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力。

通过实践项目，学生可以把学到的理论知识应用到实际中，掌握实际的开发方法和技能。

实践项目的具体内容可以根据学生的兴趣和目标来定制。

教学方式为了达到上述教学目标，必须采用多种教学方式：•理论课程讲解，包括课堂讲解和网络课程；•设计和实现小车控制系统的实验学习；•设计和实现智能汽车的实践课程；•实际实现学习过程的实践项目。

结论本设计是一门重要的汽车工程教学，可以为学生提供汽车技术及智能科技的基础和思路。

通过实践项目，培养学生的综合实践能力。

本门课程可以有效的提高学生的竞争力，为学生今后的工作和学习创造更多的机会。

多功能智能车设计一、文献综述：在20世纪，世界各国对机器人的研究就开始涉及。

可以说机器人的诞生和发展，使人类从繁重的工作中解脱了出来，极大的提高了我们的生活水平.随着科学技术的突飞猛进，我们对机器人的功能要求也越来越高,自主导航机器人也得到了人们的热捧，所以我们有必要对自主导航机器人有更多的了解。

国外研究现状:在各国的智能移动机器发展中，美国的智能移动机器人技术在国际上一直处于领先地位，日本以及欧美在智能机器人的研究和应用方面也处于公认的领先地位.在20世纪60年代，美国斯坦福研究院研制出的名为s h a k e y的地面自助机器人标志着机器人的开始［17］.随着计算机与传感器技术的发展，移动机器人的发展取得了前所未有的进展.德国联邦国防大学与奔驰公司进行合作，于80年代初期，先后研究出V a m o r s和V a m o r s-p两试验车[16］,其中V a m o r s在没有规划线的校园道路上，其速度达到了50k m/h.这标志着车辆自动驾驶技术有望得到广泛的运用。

2007年11月，日本东京早稻田大学研究人员推出了新型仿人型机器人“T w e n t y—o n e”，它功能齐备，灵活性高,活动范围广，可以全方向移动自如地为人类服务,是一种复杂的能够和人类和谐共生的机器人【15】。

国内研究现状:在我国，移动机器人的研究"七五“才刚刚开始起步，国家”863“计划中的遥控驾驶防核化侦察车的立项确定，标志着移动机器人研究的开始【18-19】。

经过这些年的研究，取得了一定的成果。

上海交通大学于1991年研制的J T U W M系列的四足移动机器人对角线的动态行走。

清华大学于1994年实现了基于地图的全局路径规划和自动驾驶功能的智能移动机器人并且通过了鉴定【1】；目前，超声壁障实现方便、计算简单、已于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到使用的要求，因此成为常用的壁障方法。

家用服务机器人的发展以也因此成为我国机器人领导的重要发展方向,及时定位及地图重建（SLA M)和路径规划技术也是主流的研究方向。