毕业论文（设计）
题目：基于51单片机的小车循迹避障系统
学 院： 电气工程学院 学 号： 姓 名： 专业年级： 指导老师：
基于51单片机的小车循迹避障系统
专业：电子信息工程 姓名： 指导教师：
摘 要 随着社会的发展，智能化越来越受到人们的关注。本设计通过模拟汽车的自动行驶及避障功能，来实现智能化。在此设计中，用STC89C52单片机作为主控芯片，处理接收到的各种信号，并作出相应的反馈；用红外对管来进行黑线检测，从而达到循迹的目的；用超声波传感器来感知障碍物，实现避障功能；用L298N芯片来进行驱动，通过编写的程序，保证了电机的左右转动，从而达到小车设计时预定的目标。
在本小车的设计中，有着严格的设计过程，采用了模块结构框图设计、程序流程图设计、程序设计以及电路图设计等多个设计步骤。这样就可以保证在设计过程中的严密性，不会因为单一设计体系而使整个系统功能出现错误。
由于小车在设计过程中，采用了模块化的设计思路，所以在进行调试时非常方便。我们可以分别对每一个功能部分来进行调试，驱动部分调试时，只要给电机向前或者向后的信号，就可以调试出其功能。循迹部分调试时，只要通过检测到黑线，判断是否沿黑线行驶，即可以调试出。在进行避障调试中，我们可以把障碍物放在小车前方，然后看小车两个轮子的转向。这种模块化的设计思想不仅简化了设计过程，而且对我们以后的设计也会有一定启发。
关键词 智能化，单片机，红外对管，超声波传感器
ABSTRACT
Along with the development of society, more and more intelligent attention. This design by simulating a car driving and automatic obstacle avoidance, to achieve intelligent. In this design, with STC89C52 SCM as the master chip, processing various signals received, and make corresponding feedback; using Infrared to tube to detect the black line, so as to achieve the purpose of tracking; using ultrasonic sensors to perceive obstacles thing to realize obstacle avoidance function; using L298N chip to be driven by written procedures to ensure that the motor is rotating around to achieve the desired goal when designing the car.
In car design, a rigorous design process, using a block diagram of the module design, program flowchart design, programming and multiple design steps Schematic design. This ensures that the design process rigor, the error does not occur because of a single design system and make the entire system functions.
As the car in the design process, using a modular design concept, so very convenient during debugging. We were part of each function for debugging, debugging driving part, as long as the motor forward or backward signal, you can debug the functionality. When debugging tracking part, simply by detecting the black line, to determine whether the black line running along, that you can debug a. Avoidance during commissioning, we can put an obstacle in front of the car, and then look at the car two steering wheels. This modular design not only simplifies the design, but also for our future designs also have some inspiration.
Key Words : Intelligent，SCM，Infrared to tube，Ultrasonic sensors
目 录
第1章 绪论 .................................................................................................................................................... 1
1.1 智能小车的研究意义 ........................................................................................................................ 1 1.2 智能小车的现状 ................................................................................................................................ 1 1.3 论文研究内容与主要结构 ................................................................................................................ 2 第2章 方案选型 .............................................................................................................................................. 3
2.1车体设计 ............................................................................................................................................. 3 2.2 电机驱动选择 .................................................................................................................................... 3 2.3 PWM调速技术 ..................................................................................................................................... 4 2.4 循迹模块技术 .................................................................................................................................... 5 2.5 避障模块技术 .................................................................................................................................... 7 2.6 控制系统模块 .................................................................................................................................... 8 2.7 电源选择 ............................................................................................................................................ 9 第3章 硬件电路设计 .................................................................................................................................... 10
3.1总体设计 ........................................................................................................................................... 10 3.2电源电路设计 ................................................................................................................................... 10 3.3驱动电路设计 ................................................................................................................................... 11 3.4 循迹部分电路 .................................................................................................................................. 13 3.5 避障部分电路 .................................................................................................................................. 14 3.4主控电路设计 ................................................................................................................................... 16 第4章 程序设计 ............................................................................................................................................ 17
4.1主程序设计概述 ............................................................................................................................... 17 4.2主程序流程图 ................................................................................................................................... 17 4.3 驱动程序流程图 .............................................................................................................................. 18 4.4 循迹程序流程图 .............................................................................................................................. 18 4.5 避障程序流程图 .............................................................................................................................. 19 第5章 制作安装与调试 ................................................................................................................................ 20
5.1 小车的安装 ...................................................................................................................................... 20 5.2小车运动模式调试 ........................................................................................................................... 20 5.3小车循迹调试 ................................................................................................................................... 21 5.4小车避障调试 ................................................................................................................................... 23 5.3小车的功能 ....................................................................................................................................... 24 结 论........................................................................................................................................................ 25 参考文献.......................................................................................................................................................... 26 致 谢........................................................................................................................................................ 27
第1章 绪论
1.1 智能小车的研究意义
随着社会的发展，科技的发展日新月异。于是，智能一词越来越受到人们的关注。而科技代替人工的说法，早已被提上人们的日常生活了。目前，由于私家车的普及，伴随着的就是各种车祸的产生。如何避免此类情况，是人们需要深思的一个问题。在我所研究的自动循迹避障系统中，我们可以利用小车来模拟汽车自动避障功能，来避免现实中汽车因与障碍物碰撞而产生的车祸。因此，自动循迹避障小车对于在进行自动避障的时候，有着非常重要的现实意义。
1.2 智能小车的现状
2013年年底，工业和信息化部颁布《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，将机器人产业推到了公众的视线内。随着全球工业化进程的推进，机器人制造业正逐渐获得长足发展。智能小车作为移动机器人的基础，在智能全球化的浪潮中，受到越来越大的冲击，更多的高新技术和硬件设备被应用其中，使智能小车走出了只能用于比赛的模式，而更加广泛的服务于大众。
从20世纪80年代起，由于计算机、电子、通信等方面的技术飞速发展，使得越来越多的技术从理论走向实际。于是，在国外掀起了智能机器人研究浪潮，世界各国或者国际机构都加大了对机器人的研究力度，并投入了巨大的经费。其中，各种具有广阔应用前景和军事价值的移动式机器人都受到西方各国的普遍关注。
韩国科学技术部在20世纪末推出的“二十一世纪的尖端研究计划”，其中包括服务机器人，可适应恶劣环境机器人，微型机器人和扫雷机器人项目。欧盟在信息社会技术计划中，展开了探测火山情况的机器人、可以用来评价地震灾害危险性的攀爬式机器人，以及利用机器人的交互式行为的博物馆临场感等项目研究。2013年Irobot公司新推出一款机器人名叫braava，它可以模仿人工跪地姿势，利用室内GPS导航系统——先进的北极星技术生成室地图，确定方向，以及标记障碍物和记忆经历过的地区。
自2012以来，在政策层面上，国家大力支持发展工业机器人，用来提高我国的工业实力。从其中可以看出，由于国家层面的各种规划和制度的出台，让我国机器人的发展得到更进一步的提升。并且提出要大力推动工业的自动化控制系统完善，工业机器人技术的研发，关键材料和配件等装置的研发和市场化，这对于中国国产机器人在将来的发展与应用有着明显的积极作用。2005年11月，我国教育部自动化专业指导分委员会与飞思卡尔半导体
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