【正文】 中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原 程序。 k)外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 h)具有 EEPROM 功能。 d)用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。該器件采用 ATMEL 密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的功能部件CPU(Central Processing Unit，中央處理器 )、存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。本設(shè)計(jì)包括超聲波接收電路、超聲波發(fā)送電路、距離顯示電路組成。 圖 超聲波避障系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方框圖 方案設(shè)計(jì) 超聲波測距部分是機(jī)器人避障的核心部分。同時(shí)，由于介質(zhì)的熱傳導(dǎo)，介質(zhì)的疏、密部分之間進(jìn)行的熱交換，也導(dǎo)致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。 b)散射衰減：當(dāng)聲波在傳播過程中，遇到不同聲阻抗的介質(zhì)組成的界面時(shí)，將發(fā)生散亂反射（即散射），從而損耗聲波能量，這種衰減叫散射衰減。 利用單片機(jī)準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，測 距精度高，而且單片機(jī)控制方便，計(jì)算簡單。超聲波經(jīng)反射物反射回來后，由傳感器接收端接收，再經(jīng)接收電路放大、整形，控制單片機(jī)中斷口。測距誤差 s△ t() ≈ 即 s。距離計(jì)算公式為： s=c 超聲波測距技術(shù) 超聲波測距的方法有多種，如相位檢測法、聲波幅值檢測法和往返時(shí)間檢測法。這是人體組織對(duì)超聲波的吸收、反射和散射等原因造成的，而其中吸收是最主要的。 b）能量大：聲強(qiáng)與振幅，質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)頻率的關(guān)系 I=1/2ρ CA^2ω ^2，相同振幅條件下，能量與頻率的平方正比。每次讀入左組三個(gè)超聲傳感器測得的距離信號(hào)，選取其中最小的一個(gè)數(shù)值作為左邊的輸入，左邊的數(shù)值用 Left表示。采用模糊控制算法非常適合移動(dòng)機(jī)器人的避障，模糊控制器的輸入是超聲傳感器的距離信號(hào)，輸出是機(jī)器人的動(dòng)作，規(guī)定機(jī)器人只能有前進(jìn)或旋轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)方式。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。這里探測裝置必不可少，因?yàn)槌暡ㄔ诰嚯x檢測方面的較準(zhǔn)確定位。導(dǎo)航研究的網(wǎng)標(biāo)就是：在沒有人的干預(yù)下使機(jī)器人有目的地移動(dòng)并完成特定任務(wù)，進(jìn)行特定操作。 因此， 20 世紀(jì) 80 年代后期，許多國家有 組織有 計(jì)劃的開展了移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的硏究。在我國，由于 理論技術(shù)、 基礎(chǔ)設(shè)施 建設(shè) 和 資金分配 等因素限制，在智能機(jī)器人技術(shù) 領(lǐng)域 與世界發(fā)達(dá)國家存在 相當(dāng)大 差距，只有 為數(shù)不多 研究機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域做出了一些的成果。 ” 概括說來，機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。 不過，就機(jī)器人而言，目前還沒有統(tǒng)一的定義，而且自機(jī)器人問世以來，人們就很難對(duì)機(jī)器人下一個(gè)確切的定義。 智能小車可以理解為機(jī)器人的一種特例，它是一種能夠通過編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人。 超聲波測距與避障系統(tǒng)的試驗(yàn)包括四個(gè)部分：測距系統(tǒng)性能試驗(yàn)、位姿檢測試驗(yàn)、安全避障試驗(yàn)以及聲納環(huán)布局試驗(yàn)。如果汽車偏離車道或距障礙物小于安全距離時(shí)，汽車就會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員注意，如果駕駛員沒有及時(shí)作出反應(yīng)，汽車就會(huì)自動(dòng)減速或停靠于路邊。而在多種探測手段中 , 超聲波傳感器系統(tǒng)由于具有成本低 , 安裝方便 , 不易受電磁、光線、被測對(duì)象顏色、煙霧等影響，時(shí)間信息直觀等特點(diǎn) , 對(duì)于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力 , 因此在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域有著廣泛用。 關(guān)鍵字： 智能小車 避障 設(shè)計(jì)方案 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要 Title Ultrasonic car obstacle avoidance technology design Abstract Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students39。 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 作 者 : 薛玉潔 準(zhǔn)考證號(hào)： 014911251036 教 學(xué) 點(diǎn) : 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) : 電子工程 題 目 : 超聲波在小車避障技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評(píng)閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 2020 年 5 月 倪瑛 副教授 副教授 戴娟 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要 智能小車是一種能夠通過編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人，它具有制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，程序調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)收測試，該智能小車的電路結(jié) 構(gòu)簡單，調(diào)試方便，系統(tǒng)反映快速、靈活，設(shè)計(jì)方案正確、可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定、可靠。自主移動(dòng)機(jī)器人通過各種傳感器系統(tǒng)感知外界環(huán)境和自身狀態(tài) , 在復(fù)雜的已知或者未知環(huán)境中自主移動(dòng)并完成相應(yīng)的任務(wù)。 智能小車系統(tǒng)最誘人的前景就是可用于未來的智能汽車上了，當(dāng)駕駛員因疏忽或打瞌睡時(shí)這樣的智能汽車的設(shè)計(jì)就能體現(xiàn)出它的作用。其中，避障算法由單傳感器避障策略、多傳感器精確避障策略以及多傳感器模糊避障策略組成。可以完成正常的測距功能；障礙物材質(zhì)及表面形狀試驗(yàn)的結(jié)論，可為其他 超聲波障礙物檢測和移動(dòng)車輛安全避障策略設(shè)計(jì)提供參考；自主研發(fā)的超聲波測距與避障系統(tǒng)，通過進(jìn)一步的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究，可應(yīng)用于農(nóng)用車輛安全避障系統(tǒng)中。 國內(nèi)外研究狀況 機(jī)器人作為 人類 科技發(fā)展 的新型 勞動(dòng) 生產(chǎn)工具，在減輕勞動(dòng) 負(fù)荷 、 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)模式 、提高生產(chǎn)率 ，避免作業(yè)工人從事 危險(xiǎn)、惡劣、繁重的工作等方面，顯示出極大的優(yōu)越性 。 ” 目前國際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)漸趨一致，聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會(huì)于 1979 年給機(jī)器人下的定義；“ 一種可編程和多功能的，用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。 隨著技術(shù)的發(fā)展以及利益的趨向 ，美國、日本、德國以及意大利等世界發(fā)達(dá)國家的 很多 研究機(jī)構(gòu)， 陸續(xù) 在該研究方向作了一定程度的 探索和 研究，并取得了 很 多有價(jià)值的研究成果。然而，隨著機(jī)器人的不斷 完善 發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，這些同定于某一 崗位工作 的機(jī)器人并不能完全滿足各方面的需要 ，不能處理復(fù)雜的應(yīng)激變化。在自主移動(dòng) 式智能 機(jī)器人 的 相關(guān)技術(shù)研究中，導(dǎo)航技術(shù) 的應(yīng)用 是其研究 的 核心 ， 也是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化及完全自主 調(diào)節(jié)、控制 的關(guān)鍵技術(shù)。 本課題研究內(nèi)容 本設(shè)計(jì)題目為智能避障小車設(shè)計(jì)，主要研究小車的避障功能，小車遇到障礙物時(shí)，當(dāng)距離障礙物大于 40cm， PWM 信號(hào)自增，驅(qū)動(dòng)電機(jī)加速，小車加速前進(jìn)，當(dāng)小于30cm時(shí)， PWM 信號(hào)自減，驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速，小車減速前進(jìn)，并且小車采取相應(yīng)的避障措施。 2 超聲波的避障技術(shù) 小車的避障技術(shù) 超聲波介紹 超聲波是頻率高于 20200 赫茲 的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的 聲能 ，在水中 傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。 模糊避障算法設(shè)計(jì) 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的環(huán)境非常復(fù)雜，而且一般情況下是未知的，因此很難建立精確的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測障礙物的位置。把六個(gè)超聲傳感器的輸入信號(hào)分為左右兩組，每組三個(gè)，即機(jī)器人左邊三個(gè)超聲傳感器為左組，機(jī)器人右邊三個(gè)超聲傳感器為右組。當(dāng)超聲波發(fā)生體壓電晶體的直徑尺寸遠(yuǎn)大于超聲波波長時(shí)，則晶體所產(chǎn)生的超聲波就類似于光的特性，也就是方向性好。 d）超聲波在人體組織中的衰減： 超聲波在人體組織中傳播時(shí)，其強(qiáng)度捋隨傳播距離的增加而逐漸衰減。骨質(zhì)的吸收因數(shù)最大 ,衰減也最大 ,超聲很難通過骨骼進(jìn)行傳播。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用 的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。 超聲波測距誤差分析 根據(jù)超聲波測距公式 L=C T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時(shí)間誤差引起的時(shí)間誤差： 當(dāng)要求測距誤差小于 1mm 時(shí)，假設(shè)已知超聲波速度 C=344m/s (20℃室溫 )，忽略聲速的傳播誤差。 基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng) 基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)，是利用單片機(jī)編程產(chǎn)生頻率為 40kHz 的方波，經(jīng)過發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路放大，使超 聲波傳感器發(fā)射端震蕩發(fā)射超聲波。當(dāng)收到超聲波的反射波時(shí)，在接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在單片機(jī)的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離，結(jié)果輸出給 LCD 顯示。 超聲波衰減的原因主要有三個(gè)： a)擴(kuò)散衰減：超聲波在傳播中，由于聲束的擴(kuò)散，使能量逐漸分散，從而使單位面積內(nèi)超聲波的能量隨著傳播距離的增加而減小，導(dǎo)致聲壓和聲強(qiáng)的減小。 c)粘滯衰減：聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點(diǎn)之間的內(nèi)壁摩擦，從而使一部分聲能變?yōu)闊崮?。系統(tǒng)方框圖如 所示。計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時(shí)間，通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分 支，也是一種非常活躍 單片機(jī)控制模塊 超聲波測距模塊 驅(qū)動(dòng)模塊 顯示模塊 超聲波避障系統(tǒng) 且頗具生命力的機(jī)種。 圖 原理圖 元器件介紹 STC89C52 主控芯片 STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROMFlash Programable Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能 COMOS8 的微處理器，俗稱單片機(jī)。 c)工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工 作頻率1 2 3 4ABCD4321DCBAE A / V P P31X119X218RE S E T9RD / P 3 717W R / P 3616P 32 / IN T 012P 33 / IN T 113P 34 / T 014P 35 / T 115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 23