【正文】 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 I 摘 要 智能作為現(xiàn)代的新發(fā)明，是以后的發(fā)展方向， 可應(yīng)用于科學(xué)勘探等等的用途。智能尋跡小 車就是其中的一個(gè)體現(xiàn)。 本 論文 設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易智能 尋跡小 車，采用 AT89S52 單片機(jī) 作為小車的檢測(cè)和控制核心；采用 光電 反射 傳感器 RPR220 來(lái)檢測(cè)路 面上的黑線 ， 從而把 反饋 到的 信號(hào)送單片機(jī)， 使 單片機(jī) 按照預(yù)定的 工作模式 控制小車在各 區(qū) 域 按預(yù)定的速度行駛 ；采用 光電反射傳感器 GK102 加上碼盤 檢測(cè)小車行駛速度；采用 1602LCD 實(shí)時(shí)顯示小車行駛的速度，狀態(tài)， 小車停止行駛后顯示小車行駛時(shí)間 、 行駛距離 、 平均速度。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)， 但具 有高度的智能化、人性化，一定程度體現(xiàn)了智能。 關(guān)鍵詞： 智能小車； AT89S52 單片機(jī)； 傳感器 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 II Abstract Smart as a new modern invention, is the direction of future development. It can be applied to the using of scientific exploration. Smart electric car is one of its expressions. This simple design is a simple smart electric car, uses AT89S52 microcontroller as the car detection and control center。 uses optical reflectance sensor RPR220 to detect the black line on the road, thus bringing the signal to the microcontroller in order to make microcontroller control the car running in predetermined speed in every regions in predetermined working model. The design uses optical reflectance sensor GK102 and encoding disk to detect the speed of the car. Display the traveling speed, status, traveling time, traveling distance, average speed and the traveling time when the car stopped realtime by design is simple, relatively easy to implement, but highly intelligent, humane, it reflects the intelligence to some extent. Keywords: Smart car； AT89S52 microcontroller； Sensor 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 III 目 錄 1 引 言 .......................................................... 1 選題的背景 .................................................. 1 選題的意義 .................................................. 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 4 2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 ............................................. 5 系統(tǒng)總體方案 ................................................ 5 直流調(diào)速系統(tǒng) ................................................ 5 軌跡探測(cè)系統(tǒng) ................................................ 6 行車速度檢測(cè) ................................................ 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................... 9 AT89S52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .......................................... 9 AT89S52 單片機(jī)引腳說(shuō)明 .................................... 9 單片機(jī)最小系統(tǒng)擴(kuò)展 ...................................... 12 電機(jī) PWM 驅(qū)動(dòng)模塊 ........................................... 13 軌跡探測(cè)模塊 ............................................... 15 尋跡光電采集電路 ........................................ 15 AD 轉(zhuǎn)換電路 .............................................. 18 速度檢測(cè)模塊 ............................................... 19 顯示模塊 ................................................... 19 小車機(jī)械設(shè)計(jì) ............................................... 20 車體簡(jiǎn)介 ............................................. 20 車體詳解 ............................................. 21 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................. 22 系統(tǒng)軟件流程圖 ............................................. 22 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 IV 各模塊程序設(shè)計(jì) ............................................. 23 方向的判別程序 .......................................... 23 PWM 脈沖寬度調(diào)制的實(shí)現(xiàn) ................................... 23 軟件抗干擾技術(shù) ............................................. 23 5 系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果 ................................................ 26 6 結(jié)論及展望 .................................................... 27 致 謝 ............................................................. 28 參考文獻(xiàn) .......................................................... 29 附錄 1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................... 30 附錄 2 系統(tǒng)總圖 ................................................... 48 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 1 1 引 言 選題的背景 2021 年 1 月 3 日 和 1 月 24 日肩負(fù)著人類探測(cè)火星使命的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)在火星不同區(qū)域著陸，并于 2021 年 4 月 5 日 和 2021 年 4 月 26 日 相繼通過(guò)所有“考核標(biāo)準(zhǔn)”?；鹦擒嚹軌蛟诨鹦巧献灾餍旭偅寒?dāng)火星車發(fā)現(xiàn)值得探測(cè)的目標(biāo)，它會(huì)驅(qū)動(dòng)六個(gè)輪子向目標(biāo)行駛；在檢測(cè)到前進(jìn)方向上的障礙后，火星車會(huì)去尋找可能的最佳路徑。 據(jù)悉， 中國(guó)的登月計(jì)劃分三步進(jìn)行：第一步，發(fā)射太空實(shí)驗(yàn)室和尋找貴重元素的月球軌道飛行器；第二步，實(shí)現(xiàn)太空機(jī)器 人登月；第三步，載人登月。隨著“神舟”系列飛船和“嫦娥”月球探測(cè)衛(wèi)星的成功 發(fā)射 ，第一步接近成熟；第二步中太空機(jī)器人登月計(jì)劃中的太空機(jī)器人應(yīng)該能在月球上自主行駛，進(jìn)行相關(guān)探測(cè)。 因此對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，類似于美國(guó)“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)火星車的智能車技術(shù)研究也顯得迫在眉睫。 目前，城市交通的安全問(wèn)題己引起各國(guó)政府有關(guān)部門的高度重視和全民的關(guān)注，專家、學(xué)者在分析城市交通事故的原因時(shí)，普遍認(rèn)為事故原因主要包括：人員素質(zhì)、運(yùn)輸車輛、道路環(huán)境和管理法規(guī)等四個(gè)方面，而車輛性能的提高即研發(fā)高性能的智能汽車是其中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。美 國(guó)研究認(rèn)為，包括智能汽車研究在內(nèi)的智能運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸有著巨大的影響，其意義和價(jià)值在于：大量減少公路交通堵塞和擁擠，降低汽車的油耗，可使城市交通堵塞和擁擠造成的損失分別減少 25％ 40％左右，大大提高了公路交通的安全性及運(yùn)輸效率，促進(jìn)了交通運(yùn)輸業(yè)的繁榮發(fā)展。通過(guò)智能汽車的進(jìn)一步研究與發(fā)展，將使汽車變得“聰明”起來(lái)，從根本上改變現(xiàn)行汽車的信息采集處理、信息交換、行車導(dǎo)航與定位、車輛控制、汽車安全保證等技術(shù)方案與體系結(jié)構(gòu)。駕駛智能汽車在很大程度上可減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)和提高交通安全性，若配合城市交通 控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)合理分配交通流，實(shí)現(xiàn)交通順暢，甚至可實(shí)現(xiàn)智能汽車河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 2 的自動(dòng)駕駛。正是基于上述優(yōu)點(diǎn)，國(guó)際上正在形成包括智能汽車在內(nèi)的智能車輛研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)的熱潮。 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。全國(guó)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目的研究?？梢?jiàn)其研究意義很大。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的。設(shè)計(jì)的智能小車能夠?qū)崟r(shí)顯示速度 、狀態(tài) ，具有自動(dòng)尋跡功能。 本文基于單片機(jī)控制的設(shè)計(jì)思想 , 選用廉價(jià)的 光電 反射 傳感器 , 采用專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī) , 通過(guò) PWM 調(diào)速 , 從而達(dá)到智能控制的目的 , 實(shí)現(xiàn)了小車的智能 尋跡 , 整個(gè)系統(tǒng)功能全面。 選題的意義 智能小車，也就是輪式機(jī)器人，最適合在那些人類無(wú)法工作的環(huán)境中工作，該技術(shù)可以應(yīng)用于無(wú)人駕駛機(jī)動(dòng)車，無(wú)人生產(chǎn)線，倉(cāng)庫(kù)，服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域。以下列舉了機(jī)器人的一些應(yīng)用，所有這些用途正逐步滲入到工業(yè)和社會(huì)的各個(gè)層面： 在產(chǎn)品檢測(cè)方面，對(duì)零部件、線路板及其它類似產(chǎn)品的檢測(cè)是機(jī)器人比較常見(jiàn)的應(yīng)用。一般說(shuō)來(lái)，檢測(cè)系統(tǒng)中還集成有其他一些設(shè)備，它們是視覺(jué)系統(tǒng)、X 射線裝置、超聲波探測(cè)儀或其他類似儀器。 在瓦斯、地壓檢測(cè)方面，瓦斯和沖擊地壓是井 下作業(yè)中的兩個(gè)不安全的自然因素，一旦發(fā)生突然事故，是相當(dāng)危險(xiǎn)和嚴(yán)重的。但瓦斯和沖擊地壓在形成突發(fā)事故之前，都會(huì)表現(xiàn)出種種跡象，如巖石破裂等。采用帶有專用新型傳感器的移動(dòng)式機(jī)器人，連續(xù)監(jiān)視采礦狀態(tài)，以便及早發(fā)現(xiàn)事故突發(fā)的先兆，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。 在智能輪椅領(lǐng)域，隨著社會(huì)的發(fā)展和人類文明程度的提高，人們特別是殘疾人愈來(lái)愈需要運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)來(lái)改善他們的生活質(zhì)量和生活自由度。智能輪椅主要有口令識(shí)別與語(yǔ)音合成、機(jī)器人自定位、動(dòng)態(tài)隨機(jī)避障、多傳感器信息融合、實(shí)時(shí)自適應(yīng)導(dǎo)航控制等功能。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 3 在危險(xiǎn)環(huán)境下，機(jī)器人非常適合在 危險(xiǎn)的環(huán)境中使用。在這些險(xiǎn)惡的環(huán)境下工作，人類必需采取嚴(yán)密的保護(hù)措施。而機(jī)器人可以進(jìn)入或穿過(guò)這些危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行維護(hù)和探測(cè)工作，且不需要得到像對(duì)人一樣的保護(hù)。 在水下、太空及遠(yuǎn)程環(huán)境下，機(jī)器人也可以用于水下、太空及遠(yuǎn)程的服務(wù)和探測(cè)。雖然尚沒(méi)有人被送往火星，但已有許多太空漫游車在火星登陸并對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)。如美國(guó)的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)的主要任務(wù)是在火星上探水，它們已分別在其著陸區(qū)域附近找到火星上過(guò)去曾有過(guò)水的證據(jù)。 在智能車輛領(lǐng)域，智能小車自動(dòng)行駛功能的研究將有助于智能車輛的研究。智能車輛駕駛?cè)蝿?wù)的自動(dòng)完成將給人 類社會(huì)的進(jìn)步帶來(lái)巨大的影響，例如能切實(shí)提高道路網(wǎng)絡(luò)的利用率、降低車輛的燃油消耗量，尤其是在改進(jìn)道路交通安全等方面提供了新的解決途徑。 人類在認(rèn)識(shí)自然、改造自然、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的過(guò)程中，不斷地創(chuàng)造出各種各樣為人類服務(wù)的工具，其中許多具有劃時(shí)代的意義。作為 20 世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的重大成就，機(jī)器人已經(jīng)和人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活密不可分。因此為了使智能小車工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在小車底盤上，加裝光電傳感器，