目 录
摘要 .................................................................... 1 关键词 .................................................................. 1 Abstract ................................................................ 1 Key words ............................................................... 1 引言 .................................................................... 2 1 系统总体设计 ......................................................... 2 1.1 设计的主要内容 ..................................................... 2 1.2 结构设计 ........................................................... 3 1.3 原理图设计 ......................................................... 3 2 硬件设计 ............................................................. 5 2.1 单片机ATMEGA16的介绍 .............................................. 5 2.2 驱动模块 ........................................................... 6 2.2.1 LM298N简述 ...................................................... 6 2.2.2 PWM调速 ......................................................... 7 2.3 稳压模块 ........................................................... 8 2.4 光电检测模块 ....................................................... 9 2.4.1 与非门74HC00D ................................................... 9 2.4.2 光电对管 ........................................................ 10 2.4.3 模块原理图 ...................................................... 10 3 软件设计 ............................................................ 11 3.1 程序设计软件 ...................................................... 11 3.2 定时与计数 ........................................................ 12 3.2.1 控制寄存器 ...................................................... 12 3.2.2 中断定时器程序 .................................................. 13 3.2.3 PWM输出 ........................................................ 16 3.3 主程序 ............................................................ 16 3.3.1 延时函数 ........................................................ 16 3.3.2 定时器初始化 .................................................... 16 4 设计总结 ............................................................ 17 参考文献： ............................................................. 18 附录A main函数 ....................................................... 19 附录B 小车整体图片 .................................................... 22 致谢 ................................................................... 23
基于ATMEGA16的检测避障智能车
基于ATMEGA16的检测避障智能车
自动化专业 朱立国 指导教师 祝凤金
摘要：随着工业化进程的不断推进，越来越多的检测技术应用煤矿、交通、建筑行业中，避障检测车也不断得到应用。本设计应用是ATMEGA16作为主控芯片，光电对管作为检测部分，减速电机作为驱动部分，避障车能自动沿着正确的路径运动，检测到物体自动避障，从而减少了人为地操控，有利于节约人力，也有效地提高了工作的安全性。 关键词：检测车；ATMEGA16；自动避障
Smart Car of Obstacle Avoidance Based on ATMEGA16
Student majoring in Automation Zhu Liguo
Tutor Zhu Fengjin
Abstract：With the advancement of industrialization, more and more testing technology applied in coal mine, transportation, construction industry, obstacle avoidance checkout automobile has been applied. This design is the ATMEGA16 as the master control chip, photoelectric tube as the detecting part, gear motor as the driving part, obstacle avoidance movement along the correct path automatically, detect objects automatic obstacle avoidance, thereby reducing the artificially controlled, which saves the manpower, has effectively improved the security of the work.
Key words: Check-out car；ATMEGA16；Automatic obstacle avoidance
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菏泽学院本科课程设计（论文）
引言
自动检测技术应用的范围越来越广，避障智能车也是跟随这样的趋势，在隧道施工、
建筑测量、军事上的无人排爆车、电力建设等都应用到了检测避障技术，智能臂章检测车可以在危险的环境中代替人力施工，可以达到更精确的程度，还代替了人力[1]。 传感技术是现代电子信息技术的关键技术之一。传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制。随着计算机控制技术的普及和发展，智能控制设备和智能仪器仪表在工农业生产和日常生活中的使用越来越普遍。这些应用都具有一个共同的过程和一个共同的特点。共同的过程就是信号的采集、传输和处理过程；共同的特点就是使用传感器完成信号的采集，使用微处理器或单片机（微控制器）完成信号的处理[2]。
通常对智能车的操作实质上可视为对一个多输入、多输出、输入输出关系复杂多变、不确定多干扰源的复杂非线性系统的控制过程。通过对检测车智能化技术的开发和研究，可以提高智能车的控制水平，保障自动检测车行驶的高效、安全、畅通。对智能车的控制系统的研究不断完善，并且加强了驾驶员的操控、视角和感觉的功能，有效地促进了工作的可行性。智能车的主要优点是以电子的手段代替人工的操作，能够在复杂的环境中，依靠数据处理和电气控制，自动做出最优反映，使车辆迅速绕开障碍物。
智能车有了这些系统的共同作用，这就相当于给汽车装上了“眼”、“手”和“脚”的机器人。这些装置都装有程序，所以这种检测车能和人一样会“考虑”、“计算”、“前进”，可以自动前进、加速、倒车，自动选择最佳方案，指挥检测车正常、顺利地行驶[3]。
在课程设计的过程中要了解常用芯片的选型，而且要熟悉常用芯片的基本功能，包括芯片的管脚资源，芯片的内部的基本结构，时钟源、寄存器、定时器等。会用编程软件进行程序的设计，本程序是使用了AVR Studio编程软件，程序中使用的是C语言的变形，在单片机引脚定义中必须得定义管脚输入输出类型。再就是熟悉电路的设计，会用Altium Designer实现电路的设计，主板的电路和红外传感器电路板的电路设计。熟悉点击的选型，包括尺寸大小，减速比等。最后要从整体上把车的框架组装起来，调整车的结构达到最优。经过整个过程的学习，了解了模型从理论到实践的过程，真正做到学以致用[4]。
本文的设计使用了电脑，25针串口线，AVR下载器，覆铜板用于做主板电路和红外传感器电路，直流减速电机两个，PVC板制作传感器支架，牛眼（万向轮）两个，铜柱若干，L298N模块，贴片封装的主控芯片ATMEGA16，直插的7805稳压芯片等。软件则是用的AVR Studio编程软件。通过Multisim模拟软件模拟频率震荡输出电路，调节电阻和电容的阻值，来使电路输出达到最佳。
1 系统总体设计
1.1 设计的主要内容
通过ATMEL公司的ATMEGA16芯片作为主控芯片，7805作为稳压芯片，使用74HC00D
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基于ATMEGA16的检测避障智能车
与非门芯片转换光电对管电压信号，减速比为1:50的减速电机，使用LM298N模块作为减速电机控制器，可以调节电机的PWM的输出。本设计通过光电对管的检测返回电压信号，AVR单片机接收到后通过调用内部子程序输出PWM信号再通过电机驱动模块输出12V的脉冲控制信号，控制左右两个减速电机的转动时间从而调节整体的转向[5]。
启动否1号传感器输出高电平3号5号同时输出高是否2号或4号输出高是是转弯微调（右转）微调（左转）直行
图1-1 系统的检测执行流程图
1.2 结构设计
车的地盘设计成圆形，左右各预留出轮子的空间。结构分上下层，下层是固定两个主动轮（减速电机）和两个从动轮（转向轮），能够使车体360度自由旋转。上层为电路主控板，单片机直接焊接在电路板上，引出导线连接到光电检测模块。一共有五个光电检测模块通过螺栓固定在支架上，前方三个测水平方向的障碍，左右测量垂直方向的障碍，车体的整体高度为9cm。上下层中间放置为12V 3000mA可充放电的锂电池。
图1-2 传感器固定支架
1.3 原理图设计
主板分为双层板，单片机ATMEGA16、稳压芯片7805、LM298N驱动模块在Toplayer层，光电检测模块的信号线在Bottomlayer层[6]。如图：
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