基于-单片机的自动避障小车设计实现分析方案.doc
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1、|郑 州 工 业 应 用 技 术 学 院本科生毕业设计题 目:基于单片机的自动避障小车设计与实现指导教师: 张朝阳 职称: 讲师 学生姓名: 周红宇 学号: 1102120515 专 业: 电气工程及其自动化 院 (系): 机电工程学院 答辩日期: 年 月 日 2015 年 月 日|摘 要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,主要是在自动化控制领域,它具有制作成本低,电路结构简单,程序调试方便等优点,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。该设计利用单片机 STC89C52RC 作为主控芯片,该芯片是一种高速、低功耗、抗干扰能力强的芯片,其最高时钟
2、工作频率为 48MHz,用户应用程序空间为 8K。能够满足程序空间需要。驱动采用 L298N 驱动芯片,它是一种双全桥步进电机专用芯片,通过对其输入端的控制可以实现小车的启动、转向、停止等动作。为节省成本,小车由两个直流减速电机加一个万向轮构成,并采用后轮驱动。采用了 E18-D50NK 红外光电开关组成的避障传感器来避障。由于采用了 6 节干电池供电使系统的抗干扰性得到加强。充分利用 STC89C52 的系统资源,使智能小车完美的实现了障碍物检测、避开障碍物自动巡航等功能。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。本文首先
3、介绍了智能车的发展前景,接着介绍了该课题设计构想,各模块电路的选择及其电路工作原理,最后对该课题的设计过程进行了总结与展望,并附带各个模块的电路原理图和本设计实物图及完整的 C 语言程序。关键词:智能小车 单片机 避障 红外线|AbstractSmart car is a small robot to accomplish specific tasks by programming, mainly in the field of automation control, it has low production cost, simple circuit structure, debugging
4、 convenient, has the very strong interest. Smart car robot lovers as well as by the majority of College students.This design uses STC89C52RC micro controller as the main control chip, the chip is a chip of high speed, low power consumption, strong anti-interference ability, and the maximum clock fre
5、quency is 48MHz, the user application space for 8K. To meet the needs of the space program. Driven by the L298N drive chip, it is a kind of dual full bridge stepper motor dedicated chip, the input end of the control can realize the car start, stop, turn. In order to save costs, the car by two DC mot
6、or and a universal wheel, and the rear wheel drive. The obstacle avoidance sensor E18-D50NK infrared photoelectric switch to obstacle avoidance. Due to the adoption of the 6 battery supplies power to the anti-interference of the system has been strengthened. To make full use of the system resources
7、of STC89C52, the perfect realization of the intelligent vehicle obstacle detection, obstacle avoidance automatic cruise function. Through the practice of acceptance testing, circuit structure of the smart car is simple, convenient debugging, the system to reflect the rapid, flexible, the design sche
8、me is correct and feasible, stable, reliable indicators.This paper first introduces the development prospects of the smart car, and then introduces the design idea, working principle and circuit of each module circuit, the design process of the project are summarized and prospects, with each module
9、circuit diagram and the design of the physical map and the integrity of the C language program.Keywords: Smart Cars Single-chip Obstacle Avoidance Infrared |目 录1 绪论 .11.1 课题研究背景及意义 .11.2 国内外研究现状 .11.3 单片机及直流电机的发展 .11.4 课题主要研究内容 .42 工作原理及总体设计 .52.1 工作原理 .52.2 总体设计 .53 硬件设计 .73.1 小车车体设计 .73.2 电源模块 .73
10、.3 电机驱动模块 .83.4 电机模块 .93.5 检测模块 .93.6 最终方案 .94 硬件实现及单元电路设计 .114.1 主控制模块 .114.2 单片机的复位电路与振荡电路设计 .114.3 电源设计 .134.4 驱动电路 .144.5 E18-D50NK 光电开关避障模块 .154.6 红外光电开关传感器的安装 .174.7 小车车体总体设计 .175 软件设计与仿真调试 .185.1 主程序流程 .185.2 Keil uVision3 环境 .195.3 单片机程序烧写 .215.4 系统的安装与调试 .22结束语 .24致 谢 .25参考文献 .26附录 .27|附录 A
11、 整体电路图 .27附录 B 部分源程序 .28附录 C 小车实物图 .32|1 绪论1.1 课题研究背景及意义随着第一台机器人的诞生,机器人的发展已经涉及到航空、交通、国防等领域。近年来机器人的智能化水平不断提高,也在改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、认识和改变自然的过程中,制造能代替人力劳动的机器一直是人类的梦想。智能避障电动小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动等来实现环境感和自动行驶为一体的高新技术综合体,它在民用和科学研究等发面已获得了广泛应用。当前的电动小汽车大部分是直线行驶,也有一部分是在遥控下实现前进、后退、转弯、停车等动作。但这并不能满足某些特殊场合下的要求。因此,本文设
12、计了智能避障小车的控制系统。它的主要功能是探测前方是否有障碍物,如果有障碍物时,经过判断障碍物的位置,实现避障功能。智能是现代社会的标志性产物,是以后的发展趋势,它可以按照预先设定的模式在特定的环境里运作,无需人为操作,便可以完成预期达到的目的。此设计主要体现小车的智能避障模式,设计中理论、分析方法及创新都可以为运输机器人、采矿机器人、家用清洁机器人等自动半自动机器人的设计提供一些依据。同时小车也是玩具的发展方向,为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补,实现经济增长,形成商业价值。我国是一个世界大国,在高科技领域也应占据一席之地,汽车的智能化是汽车产业发展的必然趋势,在这种情况下研究智能避
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