【正文】 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 I 摘 要 智能作為現(xiàn)代的新發(fā)明，是以后的發(fā)展方向， 可應用于科學勘探等等的用途。智能尋跡小 車就是其中的一個體現(xiàn)。 本 論文 設計的簡易智能 尋跡小 車，采用 AT89S52 單片機 作為小車的檢測和控制核心；采用 光電 反射 傳感器 RPR220 來檢測路 面上的黑線 ， 從而把 反饋 到的 信號送單片機， 使 單片機 按照預定的 工作模式 控制小車在各 區(qū) 域 按預定的速度行駛 ；采用 光電反射傳感器 GK102 加上碼盤 檢測小車行駛速度；采用 1602LCD 實時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間 、 行駛距離 、 平均速度。本設計結構簡單，較容易實現(xiàn)， 但具 有高度的智能化、人性化，一定程度體現(xiàn)了智能。 關鍵詞： 智能小車； AT89S52 單片機； 傳感器 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 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 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 III 目 錄 1 引 言 .......................................................... 1 選題的背景 .................................................. 1 選題的意義 .................................................. 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 4 2 系統(tǒng)方案設計與論證 ............................................. 5 系統(tǒng)總體方案 ................................................ 5 直流調(diào)速系統(tǒng) ................................................ 5 軌跡探測系統(tǒng) ................................................ 6 行車速度檢測 ................................................ 7 3 系統(tǒng)硬件設計 ................................................... 9 AT89S52 單片機簡介 .......................................... 9 AT89S52 單片機引腳說明 .................................... 9 單片機最小系統(tǒng)擴展 ...................................... 12 電機 PWM 驅(qū)動模塊 ........................................... 13 軌跡探測模塊 ............................................... 15 尋跡光電采集電路 ........................................ 15 AD 轉(zhuǎn)換電路 .............................................. 18 速度檢測模塊 ............................................... 19 顯示模塊 ................................................... 19 小車機械設計 ............................................... 20 車體簡介 ............................................. 20 車體詳解 ............................................. 21 4 系統(tǒng)軟件設計 .................................................. 22 系統(tǒng)軟件流程圖 ............................................. 22 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 IV 各模塊程序設計 ............................................. 23 方向的判別程序 .......................................... 23 PWM 脈沖寬度調(diào)制的實現(xiàn) ................................... 23 軟件抗干擾技術 ............................................. 23 5 系統(tǒng)測試及結果 ................................................ 26 6 結論及展望 .................................................... 27 致 謝 ............................................................. 28 參考文獻 .......................................................... 29 附錄 1 系統(tǒng)軟件設計 ............................................... 30 附錄 2 系統(tǒng)總圖 ................................................... 48 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 1 1 引 言 選題的背景 2021 年 1 月 3 日 和 1 月 24 日肩負著人類探測火星使命的“勇氣”號和“機遇”號在火星不同區(qū)域著陸，并于 2021 年 4 月 5 日 和 2021 年 4 月 26 日 相繼通過所有“考核標準”?；鹦擒嚹軌蛟诨鹦巧献灾餍旭偅寒敾鹦擒嚢l(fā)現(xiàn)值得探測的目標，它會驅(qū)動六個輪子向目標行駛；在檢測到前進方向上的障礙后，火星車會去尋找可能的最佳路徑。 據(jù)悉， 中國的登月計劃分三步進行：第一步，發(fā)射太空實驗室和尋找貴重元素的月球軌道飛行器；第二步，實現(xiàn)太空機器 人登月；第三步，載人登月。隨著“神舟”系列飛船和“嫦娥”月球探測衛(wèi)星的成功 發(fā)射 ，第一步接近成熟；第二步中太空機器人登月計劃中的太空機器人應該能在月球上自主行駛，進行相關探測。 因此對于我國來說，類似于美國“勇氣”號和“機遇”號火星車的智能車技術研究也顯得迫在眉睫。 目前，城市交通的安全問題己引起各國政府有關部門的高度重視和全民的關注，專家、學者在分析城市交通事故的原因時，普遍認為事故原因主要包括：人員素質(zhì)、運輸車輛、道路環(huán)境和管理法規(guī)等四個方面，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環(huán)節(jié)。美 國研究認為，包括智能汽車研究在內(nèi)的智能運輸系統(tǒng)對國家社會經(jīng)濟和交通運輸有著巨大的影響，其意義和價值在于：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輸效率，促進了交通運輸業(yè)的繁榮發(fā)展。通過智能汽車的進一步研究與發(fā)展，將使汽車變得“聰明”起來，從根本上改變現(xiàn)行汽車的信息采集處理、信息交換、行車導航與定位、車輛控制、汽車安全保證等技術方案與體系結構。駕駛智能汽車在很大程度上可減輕駕駛員的負擔和提高交通安全性，若配合城市交通 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)合理分配交通流，實現(xiàn)交通順暢，甚至可實現(xiàn)智能汽車河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 2 的自動駕駛。正是基于上述優(yōu)點，國際上正在形成包括智能汽車在內(nèi)的智能車輛研究、設計與開發(fā)的熱潮。 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關于汽車的研究也就越來越受人關注。全國電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。本設計就是在這樣的背景下提出的。設計的智能小車能夠?qū)崟r顯示速度 、狀態(tài) ，具有自動尋跡功能。 本文基于單片機控制的設計思想 , 選用廉價的 光電 反射 傳感器 , 采用專用電機驅(qū)動芯片驅(qū)動電機 , 通過 PWM 調(diào)速 , 從而達到智能控制的目的 , 實現(xiàn)了小車的智能 尋跡 , 整個系統(tǒng)功能全面。 選題的意義 智能小車，也就是輪式機器人，最適合在那些人類無法工作的環(huán)境中工作，該技術可以應用于無人駕駛機動車，無人生產(chǎn)線，倉庫，服務機器人等領域。以下列舉了機器人的一些應用，所有這些用途正逐步滲入到工業(yè)和社會的各個層面： 在產(chǎn)品檢測方面，對零部件、線路板及其它類似產(chǎn)品的檢測是機器人比較常見的應用。一般說來，檢測系統(tǒng)中還集成有其他一些設備，它們是視覺系統(tǒng)、X 射線裝置、超聲波探測儀或其他類似儀器。 在瓦斯、地壓檢測方面，瓦斯和沖擊地壓是井 下作業(yè)中的兩個不安全的自然因素，一旦發(fā)生突然事故，是相當危險和嚴重的。但瓦斯和沖擊地壓在形成突發(fā)事故之前，都會表現(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式機器人，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，采取相應的預防措施。 在智能輪椅領域，隨著社會的發(fā)展和人類文明程度的提高，人們特別是殘疾人愈來愈需要運用現(xiàn)代高新技術來改善他們的生活質(zhì)量和生活自由度。智能輪椅主要有口令識別與語音合成、機器人自定位、動態(tài)隨機避障、多傳感器信息融合、實時自適應導航控制等功能。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 3 在危險環(huán)境下，機器人非常適合在 危險的環(huán)境中使用。在這些險惡的環(huán)境下工作，人類必需采取嚴密的保護措施。而機器人可以進入或穿過這些危險區(qū)域進行維護和探測工作，且不需要得到像對人一樣的保護。 在水下、太空及遠程環(huán)境下，機器人也可以用于水下、太空及遠程的服務和探測。雖然尚沒有人被送往火星，但已有許多太空漫游車在火星登陸并對火星進行探測。如美國的“勇氣”號和“機遇”號的主要任務是在火星上探水，它們已分別在其著陸區(qū)域附近找到火星上過去曾有過水的證據(jù)。 在智能車輛領域，智能小車自動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)蝿盏淖詣油瓿蓪⒔o人 類社會的進步帶來巨大的影響，例如能切實提高道路網(wǎng)絡的利用率、降低車輛的燃油消耗量，尤其是在改進道路交通安全等方面提供了新的解決途徑。 人類在認識自然、改造自然、推動社會進步的過程中，不斷地創(chuàng)造出各種各樣為人類服務的工具，其中許多具有劃時代的意義。作為 20 世紀自動化領域的重大成就，機器人已經(jīng)和人類社會的生產(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，