【正文】 目錄目 錄目 錄 I摘 要 IIIAbstract IV第1章 概述 1 選題背景 1 研究意義和發(fā)展前景 1 設計概況 2第2章 方案選取與分析 3 3 3 3 電機模塊選取與分析 3 4 黑線循跡模塊 5 超聲波避障模塊 5第3章 系統(tǒng)硬件電路設計 6 總體設計 6 電源電路設計 6 電機驅(qū)動電路設計 7 黑線循跡設計與實現(xiàn) 9 紅外避障電路的設計 10 超聲波避障的設計 10 超聲波避障原理 10 超聲波模塊工作原理 11第4章 軟件設計 12 軟件設計思想 12 黑線循跡程序設計 12 紅外避障程序設計 13 超聲波避障程序設計 14第5章 系統(tǒng)調(diào)試 15 硬件調(diào)試 15 軟件調(diào)試 15 軟硬聯(lián)調(diào) 15 成果展示 15 實物圖 16 黑線循跡 17 紅外避障 17 超聲波避障 18 紅外遙控 18結束語 19參考文獻 20附錄 原理圖 21致謝 24IV金陵科技學院學士學位論文 摘要基于單片機的多功能智能小車設計摘 要社會的經(jīng)濟和科技日新月異的發(fā)展著，汽車行業(yè)也屢創(chuàng)新高，由于汽車數(shù)量的增加，擁擠堵車，車輛事故等現(xiàn)象早已屢見不鮮，交通運輸方便面臨著嚴峻考驗。軟件上采用簡單易懂的C語言編程來完成程序代碼的編寫，從而達到智能小車黑線循跡、紅外避障、紅外遙控、超聲波避障等功能的實現(xiàn)。 sensor金陵科技學院學士學位論文 第1章 概述第1章 概述 選題背景自從首輛的智能小車出現(xiàn)以后，其發(fā)展就迅速地普遍用于偵查、運輸、自動化、監(jiān)測和航空等各個領域。不僅如此，在學校學習中智能小車的字眼也不陌生，尤其是電子設計相關的項目中。對于智能而言，就是人們預先把所需的模式設定完成，在指定的環(huán)境里不用通過人為的操作和管理即可自動地運作。自從人類進入了21世紀，由于科技水平的迅速發(fā)展以及對生活質(zhì)量的高要求，人們在汽車相關如舒適度和安全性等等的要求愈發(fā)強烈。在功能上其集合了黑線循跡、紅外線避障、紅外遙控，利用超聲波避障等功能于一體。超聲波傳感器是一種新型技術，并且立即被廣泛地應用到眾多領域之中，其采用了這個技術后可以在工作中不被能見度問題如光照強弱的影響所干擾。STC89C52單片機是一種增強型的51單片機，具有超低功耗的特點，與普通的51系列單片機相比，它的抗干擾能力更強，運算的速度也更快，同時還能夠支持ISP在線編程，片上集成了512字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，而且片內(nèi)還含有32個I/O口，以及8k字節(jié)空間的閃速只讀存儲器，定時計數(shù)器共有三個。近年來，高效率的開關電源正在逐漸取代傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓電源的地位，尤其是單片機開關電源被迅速而廣泛的應用，使其為設計出節(jié)能、環(huán)保、高效率的新型電源提供了良好的條件。這種電機有一個好處，它的每次轉動都會產(chǎn)生不同的角度，而這個角度其能夠計算出來，并且十分準確，這個優(yōu)勢對于智能小車在前行的過程中走了多遠的距離，達到了什么位置都可以很容易的計算出來。這一種的電機質(zhì)量相對較輕，很小巧不占用空間，非常好用和常見。對比上述兩方案的優(yōu)劣度最終決定選擇第二種方案的電機種類。因此決定放棄此方案。當電機驅(qū)動開始工作時，電壓最高可以達到36福特，電流也十分大，最大可以達到2安培，保持1安培的電流穩(wěn)定工作。圖23 L293D 黑線循跡模塊第一種方案：對于整個小車系統(tǒng)的循跡模塊的需求，選擇光敏電阻實現(xiàn)。第二種方案：對于整個小車系統(tǒng)的循跡模塊的需求，選擇HJIR2抗干擾型高性能紅外避障模塊實現(xiàn)。釋放出紅外線探測，受到外界可見光的干擾很小，對信號不會產(chǎn)生影響。 超聲波避障模塊第一種方案：對于整個小車系統(tǒng)的避障模塊的需求，選擇漫反射式光電開關實現(xiàn)。第二種方案：對于整個小車系統(tǒng)的避障模塊的需求，選擇超聲波傳感器實現(xiàn)?？紤]到本系統(tǒng)并不需要在復雜的環(huán)境中工作，只需要檢測到障礙物實現(xiàn)避障，方案二的模塊更加符合系統(tǒng)設計的需求，綜合分析最終選擇第二種方案?？傮w設計框圖如圖31。電源電路如下圖32所示。L293D的使能信號可以起到調(diào)節(jié)脈寬的作用，給H橋電路輸入不同的值后，那么馬達向什么方位旋轉就會有所不同。選中一PWM與使能端引腳相連接，那么PWM的占空比直接與整個電機的旋轉速度掛鉤。圖34 電機驅(qū)動原理圖圖35 L293D內(nèi)部等效圖 黑線循跡設計與實現(xiàn)小車循跡的原理是在白色路面中貼有黑色膠帶的軌道上運行，因為不同的顏色對光線的吸收程序不一樣，自然反射回去的數(shù)據(jù)就不同，所以通過最后收到的反射光的情況就可以判斷道路的黑白。若小車一旦開始位于黑色膠帶軌道的上方，黑色物體就能夠吸收一直釋放出來的紅外線，此時的三極管立即就被阻斷了，放出的信號變化為高電平。即是說若小車底部的紅外線接收管遇到黑線則輸入電平為高電平，反之則為低電平。所以傳感器會輸出的電平就為0，LL4燈會亮起來。把這個傳感器固定在小車的最前方，事先調(diào)整好測量的距離，只要在能夠檢測到的距離內(nèi)，一旦有阻礙物體出現(xiàn)在道路前面，單片機就可以立即收到由傳感器發(fā)來的信號，從而發(fā)出命令讓小車開始改變原始的方向，避免撞上障礙物。測試距離有一個公式等于高電平維持的時間乘以聲速，因為是往返的距離，所以還要除以2。我在進行軟件相關設計時，并沒有采用傳統(tǒng)的整體代碼編寫，而是將整體分割成n個不同的部分，每一個部分都可以被稱作是一個模塊。 黑線循跡程序設計部分程序清單如下： 紅外避障程序設計部分程序清單如下： 超聲波避障程序設計程序清單如下：金陵科技學院學士學位論文