智能避障小车课程设计

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 ----------------------------------------------------------------------- 41.1研究背景------------------------------------------------------------- 41.2设计思想及基本功能 ------------------------------------------------- 4 2总体方案设计 -------------------------------------------------------------- 52.1方案论证------------------------------------------------------------- 42.2系统框图------------------------------------------------------------- 52.3总体方案设计 -------------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计 -------------------------------------------------------------- 73.1电源电路------------------------------------------------------------- 93.2晶振电路------------------------------------------------------------ 103.3复位电路------------------------------------------------------------ 103.4键盘电路------------------------------------------------------------ 103.5显示电路------------------------------------------------------------ 103.6超声波测距电路----------------------------------------------------- 123.7舵机电路------------------------------------------------------------ 133.8电机驱动电路 ------------------------------------------------------- 133.9电机转速测量电路--------------------------------------------------- 153.10设计PCB和腐蚀电路板-------------------------------------------- 16 4系统软件设计 ------------------------------------------------------------- 184.1分模块程序设计----------------------------------------------------- 204.2主程序设计---------------------------------------------------------- 22 5系统调试 --------------------------------------------------------------- 22 6总结 -------------------------------------------------------------------- 24参考文献： --------------------------------------------------------------- 26附录A硬件电路图-------------------------------------------------------- 27附录B 源程序------------------------------------------------------------ 251概述1.1研究背景科技的发展趋势之一就是让几乎所有的东西具有一定的智能。

自动避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动避障小车的基本原理，理解传感器的工作机制。

2. 使学生了解程序设计的基本流程，掌握基础的编程指令和逻辑控制。

3. 帮助学生理解自动避障小车在实际生活中的应用，了解相关技术的发展趋势。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行问题分析，设计简单的自动避障小车程序。

2. 提高学生动手实践能力，学会组装和调试自动避障小车。

3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够共同完成项目任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 培养学生面对问题积极思考，勇于克服困难，解决问题的积极态度。

3. 培养学生关注社会热点，认识到科技发展对生活的影响，增强社会责任感。

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的结合。

学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和逻辑思维能力，对科技产品感兴趣，喜欢动手操作。

教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手实践能力和创新能力。

在教学过程中，注重引导学生自主学习，培养学生解决问题的能力。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。

二、教学内容1. 理论知识：- 介绍自动避障小车的基本原理，涉及传感器、电机驱动、控制单元等组成部分。

- 结合课本相关章节，讲解编程语言基础，如循环结构、条件判断等。

- 分析自动避障小车在实际应用中的例子，探讨其对社会生活的影响。

2. 实践操作：- 指导学生动手组装自动避障小车，熟悉各部件功能及安装方法。

- 教学编程软件的使用，教授如何编写和调试自动避障小车程序。

- 组织学生进行小组合作，共同完成自动避障小车的制作和调试。

3. 教学大纲：- 第一阶段：自动避障小车原理学习，占课程总进度的30%。

- 第二阶段：编程语言学习，占课程总进度的30%。

- 第三阶段：动手实践，占课程总进度的40%。

智能寻迹避障小车寻迹系统设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计1．任务任务一：产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序；任务二：产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序；2．要求（1）能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能；（2）行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之内；（3）智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈；项目描述该项目的主要内容是：在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路，然后运用C语言对系统进行编程，使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能，并且在行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之内；当人为将小车拿开，再从小于90度的任意方向放置小车，小车应能重新找回轨道，并沿黑线继续转圈。

通过该项目的学习与实践，可以让读者获得如下知识和技能：继续掌握单片机I/O端口的应用；掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法；掌握数码管的工作原理与控制方法；掌握单片机C语言的编程方法与技巧；能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数；必备知识2.1.1 关于红外线传感器红外线定义：在光谱中波长自至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。

所有高于绝对零度（℃）的物质都可以产生红外线。

现代物理学称之为热射线。

医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。

红外线发射器：红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。

根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。

如：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。

红外线对管应用：本项目中，小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。

具体工作过程如下：两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底盘正前方，红外发射管一直发射信号，接收管时刻准备接收信号。

课程设计报告设计题目: 院系: 专业:学生:学号: 指导老师: 日期：目录第1章引言 (3)第2章总体方案 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 总体分析 (4)2.3 方案确定 (4)第3章硬件方案 (6)3.1 车体设计 (6)3.2 主控制器模块 (6)3.3 电源模块 (6)3.4 电机驱动模块 (6)3.5 点机模块 (8)3.6 壁障模块 (8)3.7 最终方案 (8)第4章硬件实现及单元电路设计 (8)4.1 主控模块 (8)4.2 电源设计 (9)4.3 驱动电路 (10)第5章系统软件设计方案 (11)5.1系统主程序流程图 (12)5.2 测距子程序流程图 (14)第6章系统的安装及调试 (15)6.1 安装步骤 (15)6.2电路的调试 (15)第7章心得与总结 (16)第8章问题补充 (16)附录一整机电路图 (17)附录二实物图 (17)第一章引言随着汽车工业的快速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们的关注。

智能汽车概念的提出给汽车产业带来机遇也带了挑战。

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和红外线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红外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。

针对一种基于超声波和红外传感器的避障小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述小车通过传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。

超声波和红外传感器以其独有的特征而被青睐。

本文利用超声波传感器对障碍物进行定位从而使机器人顺利到达绕过障碍物的目标。

arduino避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Arduino的基本原理，掌握其编程基础。

2. 学生能掌握避障小车的工作原理，了解传感器在其中的作用。

3. 学生能了解电路连接的基本方法，能正确连接Arduino、电机驱动和传感器。

技能目标：1. 学生能运用Arduino编程，实现避障小车的控制。

2. 学生能通过实际操作，提高动手能力，培养解决问题的能力。

3. 学生能通过团队协作，完成避障小车的搭建和调试。

情感态度价值观目标：1. 学生能培养对科学技术的兴趣，激发创新精神。

2. 学生能培养合作意识，提高沟通能力，学会团队协作。

3. 学生能在实践中体会科技带来的乐趣，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的动手能力、创新精神和团队协作能力。

学生特点：六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢挑战。

教学要求：教师需结合学生特点，以引导为主，注重激发学生的兴趣，鼓励学生主动探究，培养学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. Arduino基础知识：- Arduino原理与结构- 编程基础：变量、数据类型、运算符、控制结构等- 传感器原理：红外传感器、超声波传感器等2. 避障小车工作原理：- 小车结构及各部件功能- 避障原理及实现方法3. 电路连接与编程：- 电机驱动连接与控制- 传感器与Arduino的连接- 编写程序实现避障功能4. 实践操作：- 搭建避障小车- 调试与优化程序5. 团队协作与展示：- 分组合作完成任务- 展示与分享作品教学内容安排与进度：第一课时：Arduino基础知识学习，了解小车结构与避障原理第二课时：学习传感器原理，进行电路连接与编程基础第三课时：动手搭建避障小车，进行初步调试第四课时：优化程序，实现稳定避障功能，团队协作与展示教材关联：教学内容与教材中“机器人制作与应用”章节相关，结合教材内容，使学生能够掌握Arduino编程及机器人制作的基本技能。

基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计一、设计背景及目的随着人们对机器人技术的提高和普及，智能小车已应用于很多领域，如工业制造、学术研究等，成为了未来技术发展的重要方向。

本课程设计旨在通过单片机智能寻迹避障小车的设计，让学生了解单片机的基本原理，熟悉电路的设计和程序员的编写，培养学生的动手实践能力，同时增强学生的数字电路、模拟电路、控制系统等方面的综合实践能力。

二、设计过程1.设计方案智能寻迹避障小车把巡线车和避障车的功能集于一身，要实现这个设定的关键是用探测器实时地获取小车与路面间的距离，当距离为某一特定值时，小车就改变行进方向，而通过红外线传感器检测路线，小车就能够在沿着直线行驶时不偏离方向。

为了让设计更具实际意义，小车还可以配合LED灯来实现小车的状态显示。

2.硬件设计(1)原理图设计硬件电路由电源电路、控制电路和传感器组成。

单片机控制模块选用STC12C5A60S2芯片，这是一款强大的外设丰富的低功耗单片机，非常适合最终的应用。

为了让小车更加灵活，我们在使用STA的同时，还增加了音乐播放和语音提示的功能。

(2)电源电路设计电源电路采用两节7号电池的串联，达到12V的工作电压。

画图时还需注意进出电源的楔子，使其距离模块尽可能近，且哆扰较大，避免电路受电源电路噪声的干扰。

此外，还需要注意金属件漏接。

(3)控制电路设计该电路控制选择STC12C5A60S2单片机。

由于片内存储空间，接口丰富，定时器与PWM单元多对多的特点，这种单片机非常适合用于本设计。

传感器的控制电路采用运放直接与单片机相连的电路。

电路复杂度较低，文档在写作时主要是结果的分析。

UV2.0被用于编写程序和模拟仿真，在还原电路的同时验证了单片机的控制电路是否能够达到上设计的外部设备的操作目标。

(4)传感器设计两种传感器用来辅助STC12C5A60S2芯片的控制，实现小车的巡线与避障。

红外线传感器用于检测小车行驶时是否偏离，具体实现通过红外识别小车至地面之间的距离，当距离值达到某一阈值，小车就需要改变行进方向，以免偏离路线。

循迹避障智能小车的实验设计本实验旨在设计和实现一个能够循迹避障的智能小车，通过实践验证其实验设计方案是否可行。

通过本实验，希望能够提高小车的自动化水平，使其能够在复杂的路径环境中自主运行。

循迹避障智能小车：实验所用的智能小车需具备循迹和避障功能。

传感器：为了实现循迹和避障功能，我们需要使用多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器等。

电路：实验中需要搭建的电路包括电源电路、传感器接口电路和控制器电路等。

编程软件：采用主流的编程语言如Python或C++进行编程，实现对小车的控制和传感器数据的处理。

搭建电路：根据设计要求，完成电源电路、传感器接口电路和控制器电路的搭建。

安装传感器：将红外线传感器和超声波传感器安装在小车上，并与电路连接。

编程设定：使用编程软件编写程序，实现小车的循迹和避障功能。

调试与优化：完成编程后进行小车调试，针对实际环境进行调整和优化。

通过实验，我们成功地实现了小车的循迹避障功能。

在实验过程中，小车能够准确地跟踪预设轨迹，并在遇到障碍物时自动规避。

实验成功的主要因素包括：正确的电路设计、合适的传感器选型、高效的编程实现以及良好的调试与优化。

在实验过程中，我们发现了一些需要改进的地方，例如传感器的灵敏度和避障算法的优化。

为了提高小车的性能，我们建议对传感器进行升级并改进避障算法，使其能够更好地适应复杂环境。

通过本次实验，我们验证了循迹避障智能小车实验设计方案的有效性。

实验结果表明，小车成功地实现了循迹避障功能。

在未来的工作中，我们将继续对小车的性能进行优化，以使其在更复杂的环境中表现出更好的性能。

本实验的设计与实现对于智能小车的应用和推广具有一定的实际意义和参考价值。

随着科技的不断发展，智能小车已经成为了研究热点之一。

避障循迹系统是智能小车的重要组成部分，它能够使小车自动避开障碍物并按照预定的轨迹行驶。

本文将介绍一种基于单片机的智能小车避障循迹系统设计，该设计具有简单、稳定、可靠等特点，具有一定的实用价值。

第二篇第二章第二节智能避碍小车的总体设计1
一、教学目标
1、了解智能避碍小车控制原理
2、熟悉智能避碍小车的整体组装
3、熟练智能避碍小车的调试
二、教学重点
熟练智能避碍小车的调试
三、教学难点
熟练智能避碍小车的调试
四、教学方法
讲授法、演示法、任务驱动法
五、教学用具
面包板套件
六、教学过程
上一节我们已经分析了智能避碍小车的“眼睛”和“大脑”，接下来我们把智能避碍小车的“身体”整体安装。

任务一：智能避碍小车的整体电路原理图的设计
任务二、智能循迹小车的整体分析
图3
如图3所示智能避障小车整体模型，前方两个障碍物探头，后边两个玩具电机，前面还有一个万向轮。

工作原理：当左边的障碍物探头，探到有障碍物时，右电机停止转动实现右转，从而躲避左边的障碍；当右边的障碍物按着，探到有障碍物时，左电机停止转动实现左转，从而躲避右边的障碍。

按照原理图，在面包板套件上，实现智能避障小车整体功能模型。

智能循迹避障车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握智能循迹避障车的原理与构造，理解传感器的工作机制及其在车辆导航中的应用。

2. 学习编程控制基础，使学生对循迹避障车的程序编写有基本的认识和理解。

3. 了解智能车辆在现代社会中的实际应用，认识科技发展对生活的影响。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，通过小组合作完成循迹避障车的组装。

2. 提高学生的问题解决能力，通过调试程序，使车辆能够实现循迹和避障功能。

3. 培养学生的创新思维和设计能力，鼓励他们对车辆设计进行优化和创新。

情感态度价值观目标：1. 培养学生积极探索科学技术的兴趣，激发他们对工程技术和编程的热情。

2. 增强学生的团队合作意识，通过小组合作培养沟通协调和集体荣誉感。

3. 培养学生的环保意识和社会责任感，让他们认识到科技发展应与环境保护相结合。

本课程针对学生年级特点，注重理论与实践结合，旨在通过智能循迹避障车的制作与编程，提高学生的科学素养和技术应用能力，同时培养其创新精神和团队合作意识，为学生提供综合性的学习体验。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 智能循迹避障车原理与构造：涉及传感器、电机驱动、控制系统等基本组成部分。

- 传感器工作原理：学习红外线传感器、超声波传感器等在循迹避障中的应用。

- 编程控制基础：掌握C语言或Python语言的基本语法，为编写循迹避障车程序打下基础。

2. 实践操作与技能培养：- 循迹避障车组装：学生分组合作，根据教材指导完成车辆组装。

- 程序编写与调试：学习编写程序，实现循迹避障功能，并进行调试与优化。

- 创新设计与改进：鼓励学生对车辆设计进行创新，提高其性能和实用性。

3. 教学进度与安排：- 第一周：学习理论知识，了解智能循迹避障车的基本原理与构造。

- 第二周：学习传感器工作原理，进行编程基础教学。

- 第三周：分组组装循迹避障车，编写程序并调试。

- 第四周：对车辆设计进行创新与改进，进行成果展示与交流。

智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车设计1.简介1.1 背景随着智能技术的不断发展，智能循迹避障小车在各个领域中得到了广泛应用。

此文档旨在提供一个详细的设计方案，以实现智能循迹避障小车的功能。

1.2 目标本设计的目标是开发一款智能小车，能够根据预设的路径行驶，并能够自动避开障碍物。

2.设计概述2.1 硬件设计2.1.1 主控制模块2.1.1.1 微控制器选择根据功能需求和成本考虑，选择一款适合的微控制器作为主控制模块。

2.1.1.2 传感器接口设计适当的传感器接口，用于连接循迹和避障传感器。

2.1.2 驱动模块2.1.2.1 电机驱动器选择根据电机参数和电源需求，选择合适的电机驱动器。

2.1.2.2 电机控制接口设计适当的电机控制接口，用于根据输入信号控制电机的运行。

2.1.3 电源模块2.1.3.1 电源选择根据整体电路的功耗需求，选择合适的电源供应方案。

2.1.3.2 电源管理电路设计设计合适的电源管理电路，用于提供稳定的电源给各个模块。

2.2 软件设计2.2.1 循迹算法设计设计一种有效的循迹算法，使小车能够按照预设路径行驶。

2.2.2 避障算法设计设计一种智能避障算法，使小车能够根据传感器信息自动避开障碍物。

3.实施计划3.1 硬件实施计划3.1.1 购买所需材料和组件根据设计需求，购买合适的硬件材料和组件。

3.1.2 组装硬件模块按照设计要求，组装各个硬件模块，并进行必要的连接。

3.2 软件实施计划3.2.1 开发循迹算法设计和开发循迹算法，并进行模拟和测试。

3.2.2 开发避障算法设计和开发避障算法，并进行模拟和测试。

4.测试和验证4.1 硬件测试使用适当的测试方法，验证硬件模块的功能和性能。

4.2 软件测试使用合适的测试方法，验证软件算法的正确性和可靠性。

5.总结与展望根据测试结果，对整个设计方案进行总结，并提出可能的改进方向。

附件：(此处列出本文档所涉及的附件名称和描述)法律名词及注释：(此处列出本文所涉及的法律名词及其相应的解释和注释)。

智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢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；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。

火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。

据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。

随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。

因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。

目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。

美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。

避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解避障小车的基本工作原理，掌握相关的物理和工程知识。

2. 学生能够描述并解释传感器在避障小车中的作用，以及如何通过编程实现小车自动避障。

3. 学生能够掌握基础的电路连接和编程指令，将理论知识应用于实际操作中。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成避障小车的组装和编程。

2. 学生能够在团队协作中发挥自己的作用，共同解决制作过程中遇到的问题。

3. 学生通过实践活动，提高动手能力，培养创新思维和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过参与避障小车的制作，增强对科学技术的兴趣和好奇心，培养积极的学习态度。

2. 学生在团队合作中学会相互尊重、支持与配合，培养良好的团队精神和沟通能力。

3. 学生在遇到困难和挑战时，能够保持积极心态，勇于尝试和克服困难，增强自信心。

二、教学内容本课程以《信息技术》教材中“机器人制作”章节为基础，结合以下内容进行教学：1. 机器人基础知识：介绍机器人的定义、分类及其应用场景，重点讲解避障小车的工作原理。

2. 传感器及其应用：学习红外传感器、超声波传感器等在避障小车中的作用，以及传感器与单片机的连接方法。

3. 编程控制：学习基本的编程指令，通过编程实现避障小车的自动行驶和避障功能。

4. 实践操作：分组进行避障小车的组装、编程和调试，让学生在实践中掌握相关知识。

5. 创新拓展：在掌握基本功能的基础上，鼓励学生发挥创意，为避障小车增加更多功能。

教学内容安排和进度：第一课时：机器人基础知识学习，了解避障小车工作原理。

第二课时：学习传感器及其应用，进行传感器与单片机的连接。

第三课时：学习编程控制，编写程序实现避障功能。

第四课时：分组实践操作，组装、编程和调试避障小车。

第五课时：创新拓展，为避障小车增加更多功能，分享制作经验。

三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，为学生讲解机器人基础知识、传感器原理等理论内容，使学生对避障小车有全面的认识。

《初探人工智能——自动避障小车》教学设计【学习内容与要求】本节课是人工智能入门基础课，适合有一定图形化编程基础的同学。

本节课的学习内容分为两个部分，一部分是了解疫情当下人工智能技术在无人配送领域的应用，另一部分是学生自己动手搭建一辆自动避障小车，其中能让小车实现自动避障功能的是超声波传感器，所以要求学生在动手实践中，熟练掌握超声波传感器的使用方法，同时提高编程能力和硬件搭建能力。

【学情分析】本课面向有较好信息素养的五年级学生开设，他们大部分有图像化编程基础。

本课为人工智能入门课，利用EV3软硬件进行编程和搭建，EV3编程软件是图形化编程软件，符合五年级学生的认知发展水平。

五年级学生空间想象能力和动手操作能力也都达到较高的水平，具备搭建自动避障小车的能力。

在学习本课之前，学生已经知道EV3硬件中基础零件的名称及相关作用，也知晓EV3软件的基本编程方法。

本节课在学生学习的基础上，要求学生能独立搭建一辆装有超声波传感器的小车，并能通过编写程序驱动小车完成避障任务。

【教学思路】本节课由现实生活中的一个问题引出，疫情当下，快递和外卖在配送过程中如何减少人员的直接接触？利用人工智能技术中的无人配送车就可以解决这个问题。

教师引导学生思考，无人配送车在路上遇到障碍物要如何躲避呢？本节课我们就一起来搭建一辆可以自动躲避障碍物的小车。

小组完成编程和搭建后，向全班展示自己的自动避障小车，最后教师进一步介绍自动避障功能在现实生活中的应用，拓展学生的认知。

【教学目标】1.知道人工智能技术在无人配送领域中的应用。

2.能利用EV3软件进行简单编程。

3.能根据学习任务进行硬件的搭建与调试。

4.熟练掌握超声波传感器的使用方法。

5.体验人工智能技术为人类带来的便利。

【教学准备】为学生准备：安装有EV3软件的笔记本电脑6台、超声波传感器、轮子、主机、发动机、一些拼接零件和障碍物。

教师准备：教学课件、板贴。

【教学过程】一、新课导入1.教师提出问题，最近上海疫情牵动着全国人民的心，在疫情当下，快递和外卖在配送过程中如何减少人员的直接接触？2.师生讨论，利用人工智能技术中的无人配送车可以解决这个问题，播放上海无人配送车工作场景的视频。

课程设计智能小车一、课程目标知识目标：1. 让学生理解智能小车的基本组成原理，掌握电路连接、编程控制等相关知识。

2. 使学生了解智能小车在不同环境下的应用，如避障、追踪等。

3. 帮助学生掌握传感器的工作原理，如红外线传感器、超声波传感器等。

技能目标：1. 培养学生动手搭建智能小车的能力，提高解决问题的实践操作能力。

2. 培养学生运用编程语言对智能小车进行控制的能力，提高逻辑思维能力。

3. 培养学生团队协作能力，提高沟通与表达能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对智能科技的兴趣，培养创新精神和探究精神。

2. 培养学生面对挫折和困难时，保持积极的心态，勇于尝试和改进。

3. 增强学生的环保意识，引导学生关注智能小车在环保领域的应用。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与动手操作，培养学生的创新思维和动手能力。

学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手操作能力，但编程知识相对薄弱。

教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的结合，以教师引导、学生动手为主，激发学生兴趣，提高学生的实践能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，培养创新精神和团队协作能力。

在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，提高学生的综合素质。

二、教学内容1. 智能小车基础知识：介绍智能小车的基本组成，包括电机、传感器、控制器等，对应教材第3章。

- 电机驱动原理- 常用传感器类型及其工作原理- 控制器的基本功能与编程方法2. 智能小车搭建与编程：讲解智能小车的搭建过程，学习编程控制，对应教材第4章。

- 智能小车的组装方法- 编程环境的使用与基本编程语法- 控制程序编写，实现避障、追踪等功能3. 智能小车应用场景：探讨智能小车在实际生活中的应用，如环保、救援等，对应教材第5章。

- 智能小车在不同环境下的适应能力- 智能小车在环保、救援等领域的实际应用案例4. 创新设计与团队协作：鼓励学生进行创新设计，培养团队协作能力，对应教材第6章。

arduino红外避障小车课程设计报告一、设计简介红外避障小车是一款利用红外传感器避开障碍物的智能小车。

通过在车身前方安装红外传感器，当小车遇到障碍物时，传感器能够检测到障碍物并发送信号给控制器，控制器根据接收到的信号调整小车的运动状态，实现自动避障。

二、系统构成1.控制器：采用Arduino控制器，通过编程实现小车的运动控制和红外避障功能。

2.红外传感器：选用光电传感器，能够检测到前方障碍物并发送信号给控制器。

3.电机驱动器：采用L293D或L298N电机驱动器，驱动小车前进、后退、左转和右转。

4.电池：为整个系统提供电源。

三、硬件搭建1.将控制器、红外传感器、电机驱动器和电池按照电路图正确连接。

2.将红外传感器固定在小车前方适当位置，确保能够检测到前方障碍物。

3.将电池固定在小车底部，保证电源供应稳定。

四、软件编程1.导入Arduino开发环境，编写程序实现小车的运动控制和红外避障功能。

2.编写程序控制电机驱动器，实现小车的运动控制。

3.编写程序读取红外传感器的信号，根据传感器信号调整小车的运动状态。

4.调试程序，确保小车能够正常运行并实现红外避障功能。

五、测试与验证1.在不同环境下测试小车的避障功能，包括直线、曲线、障碍物大小和距离等。

2.观察小车的运动状态，检查是否存在异常情况。

3.测试小车的响应速度和稳定性，确保其性能达到预期要求。

4.在实际应用中进行测试，验证小车的实用性和可靠性。

六、总结与展望本设计实现了一款基于Arduino控制器的红外避障小车，通过编程实现了小车的运动控制和避障功能。

测试结果表明，小车的性能稳定可靠，具有较好的实用性和市场前景。

未来可以进一步完善小车的功能，如增加无线遥控、自动导航等，提高其智能化程度和应用范围。

西安郵電學院测控仪器课程设计报告书系部名称：自动化学院学生姓名：专业名称：测控技术与仪器班级：测控08042011年9月19日至时间：2011 年9月30日小车智能自动避障系统一、设计要求：以红外传感器ST188或ST178作为小车的测距传感器，进行障碍物探测。

当发现障碍物时，给出报警信号，自动适当改变行进方向继续前行。

二、设计方案分析2.1 方案设计：该系统中我们设计一个小车，以STC89C52单片机为主控制芯片，由L298N 芯片控制直流电机转动从而使小车向前跑动；通过一个红外传感器ST188实现小车自动检测障碍物。

系统中主控制器的多个I/O口作为通用I/O口分别连接L298N输出控制信号、ST188输入信号，蜂鸣器报警。

系统硬件总体设计框图如图1所示。

图 1 系统硬件框图2.2背景知识介绍：2.2.1主控制器介绍：80C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。

如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。

它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。

但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

1 .微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。

2 .数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。

3. 程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。

4. 中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。