【正文】 。(right_red==1)) { en1=1。(right_red==1)) { en1=0。 } else if((left_red==1)amp。 delay(50)。 case 0xfc: motor_left()。 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 26 頁 共 37 頁 5 系統(tǒng)仿真實現(xiàn) 整個智能車的供電系統(tǒng)，全部由穩(wěn)壓芯片 LM7805 構(gòu)成的 5V穩(wěn)壓電路提 供，其中包含主控電源以及各類傳感器的供電。 本次智能小車避障我們選用了左右各擺一個避障傳感器，成外八形狀，這樣即可實現(xiàn)避障功能，又不采用過多傳感器浪費資源。但避障結(jié)果并不是很理想。若有偏離，能夠自動糾正，返回到預設(shè)軌道上來。 通過這次課程設(shè)計，使我深刻地認識到學好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，同時也是對大學四年的學習成果的一個綜合檢驗。 } void motor_run() //電機起動 { P3=0xf9。 P1=0x00。 } void motor_back() { P3=0xf6。 signal=tempamp。 case 0xee: // 未偏離軌道 有障礙物（右傳感器檢測到檢測到障礙物） 左轉(zhuǎn) motor_left()。 在系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試階段，得到了 ***等同學的幫助，在這里也表示感謝。 最后，再次感謝所有幫助過我的老師和同學們！ 。他們的嚴謹、細心、勤奮的工作態(tài)度也給我留下了深刻印象，對我以后的學習工作有很好的指導作用。 case 0xfa: // 偏離軌道（左循跡傳感器檢測到黑線） 無障礙物 右轉(zhuǎn) motor_right()。 motor_stop()。 } void motor_stop() //電機停止 { P3=0x00。 } void motor_big_right() //粗右進 { P1=0x55。i75。 通過本次設(shè)計我掌握了很多以前不熟練的東西，認識了很多以前不熟悉得東西，使我在人生上又進了一步。 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 28 頁 共 37 頁 結(jié)束語 整個系統(tǒng)的設(shè)計以 51 單片機為核心，利用了多種傳感器，將軟件和硬件相結(jié)合。 測試儀器： 5V直流電源 秒表 測試記錄數(shù)據(jù)如下表 51和 52. 表 51 速度測試 次數(shù) 路面狀況 平紙板 水泥地面 有較大褶皺的紙板 1 2 中途因底盤低而停止 3 表 52 循跡避障測試 次數(shù) 項目 完成時間（ s） 行駛過程中脫離軌道次數(shù) 躲避障礙物時碰撞次數(shù) 1 49 3 1 2 45 0 1 3 42 0 0 根據(jù)測試結(jié)果，可以看出小車循跡避障功能基本實現(xiàn)。故轉(zhuǎn)向時，只需改變左右輪的運轉(zhuǎn)方向即可。 case 0xde: motor_right()。 switch(signal) { case 0xfe: motor_run()。 en1=0。 en2=0。 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 24 頁 共 37 頁 delay(50)。 en2=0。 s2=1。 5)通過 51 單片機的下載軟件下載生成的 HEX 文件，就可以運行了。 Keil 編譯步驟如下： 1） 在 Keil 系統(tǒng)中，每做個獨立的程序，都視為工程（或 者叫項目）。 軟件調(diào)試平臺 Keil for C51 是美國 Keil Software 公司出品的 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng) [17]。由于此脈動直流電壓還包含較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾波， C1C14 分別為輸入端和輸出端濾波電容，并利用三端穩(wěn)壓集成芯片 LM7805 進行穩(wěn)壓[14]，當輸出電較大時， 7805 應配上散熱板。如圖 311 中所示 的 電流指向，此流向的電流則會驅(qū)動電機沿順時針方向轉(zhuǎn)動。該傳感器實物圖如圖 38： 圖 38 E18D50NK 傳感器 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 16 頁 共 37 頁 該傳感器原理：前方無障礙輸出高電平 (1)，有障礙輸出口（黃色）電平會從高電平變成低電平 (0)，工作原理已經(jīng)標在圖上了。 尋跡模塊 小車循跡，我們通常采用紅外檢測的方法，紅外檢測法是通過黑線和白色對紅外線的吸收效果不同，當紅外光線射到白色底板時，會發(fā)生漫反射反射到智能車的接受管上，而射到黑線則會被吸收不會產(chǎn)生發(fā)射，智能車紅外接收管就接收不到。圖中所示的復位電阻和電容只是常用值，實際可以根據(jù)需要采用同一數(shù)量級的電阻和電容代替。 MCS5l 系列單片機的復位引腳 RST（ 第 9 管腳） 出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。避障采用集成模塊 E18D50NK，聲音傳感器則采用由電 壓比較器 LM393 及駐極體話筒構(gòu)成的聲音傳感器模塊。 方案三：采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。 當外加額定直流電壓時，轉(zhuǎn)速幾乎相等 ，調(diào)速性能較好，且性價比高。 綜合考慮，本設(shè)計選擇選用 AT89C51 單片機做控制器。 圖 21 系統(tǒng)總體框 主要 模塊 的選擇 主控器 按照題目要求，控制器主要用于控制電機，通過相關(guān)傳感器對路面的軌跡信息進行處理，并將處理信號傳輸給控制器，然后控制器做出相應的處理，實現(xiàn)電機的前進AT89C51 單片機主控芯片 避障模塊 驅(qū)動模塊 循跡模塊 電源模塊 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 8 頁 共 37 頁 和后退，保證在允許范圍內(nèi)實 線循跡避障。 主要內(nèi)容： 對智能循跡小車的現(xiàn)狀、研究意義和設(shè)計要求進行簡單闡述。在實踐過程中，熟悉以單片機 為核心控制芯片，設(shè)計小車的檢測、驅(qū)動和顯示等外圍電路，采用智能控制算法實現(xiàn)小車的智能循跡。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強。 課題研究的 意義 本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強境感知、規(guī)劃決策、自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng) — — 它集中地運用了計算機、傳感、信息、通訊、導航、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機不但集成程度越來越高，已可以在一塊芯片上同時集成 CPU、存儲器、定時器／計數(shù)器、并行和串行接口、 A／ D 轉(zhuǎn)換器、 D／A 轉(zhuǎn)換器等多種電路，而且體積越來越小，功耗越來越低，這就 很容易將計算機技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測量控制系統(tǒng) [3]。這輛無人駕駛車將再次裝上剎車踏板和油門，畢竟 按照加州汽車管理局的規(guī)定，當自動駕駛汽車行駛在公共道路上時，必須有駕駛者在駕駛座上以便隨時接過汽車的控制權(quán)。前蘇聯(lián)在 19591976 年間，總共成功發(fā)射了兩個月球探測車。 智能小車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 : 世界各國在智能微型車領(lǐng)域進行了很多研究，己經(jīng)應用 多 個領(lǐng)域，在探測和軍事領(lǐng)域使用特別多。 L298N. 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 3 頁 共 37 頁 1 緒論 課題研究的背景 從工業(yè)革命開始，人們就開始了機器人的研究發(fā)展，近一個世紀機器人在機械領(lǐng)域，電力電子，冶金，交通，航空航天，國防事業(yè)等多方面得到了迅猛的發(fā)展。 本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，較容易實現(xiàn)，在一定程度上體現(xiàn)了智能化的科技。 清 華 大 學 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 題 目 : 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 專業(yè)班級： 電子信息工程 2020 級 02 班 學 號： 學生姓名： 指導教師： 論文完成日期 : 年 月 鄭 重 聲 明 本人的畢業(yè)論文是在指導老師 的指導下獨立撰寫并完成的。最后將各個調(diào) 試成功的模塊結(jié)合到小車的車體上，結(jié)合程序，通過單片機的控制，將各模塊有效整合在一起，達到所預期的目標，完成最終設(shè)計與制作，能使小車在一定的環(huán)境中智能化運轉(zhuǎn)。 Photoelectric sensor。自此時以 來，從無到有的移動機器人產(chǎn)生了，伴隨著智能車數(shù)量的不斷增加，移動機器人越來越受到人們的關(guān)注，且人類的生活水平也得到了一個提升。 2020 年 1 月，美國的 “ 勇氣號 ” 和 “ 機遇號 ” 火星探測車再度登陸火星。此次推出的原型車外型上并無太大差別，只是細節(jié)上有一些變動，車頂上用于檢測路況的激光掃描系統(tǒng)更加精細，新車還裝上了車燈。 2）傳感器，用來獲得道路實時狀況信息的智能車眼睛 。尤其是在玩具機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景 [4]。尤其是在足球機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應用到了超聲波傳感器進行檢測。 通過構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計并實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的能力。對于主控芯片 CPU，我們選擇簡單易用的 51 單片機芯片，通過配合軟件編程，可以很好的實現(xiàn)自動尋跡、避障的功能。 為了能夠更好地完成本次設(shè)計任務(wù)，我們采用三輪車，其前輪驅(qū)動，前輪左右兩邊各用一個電機驅(qū)動，調(diào)制前面兩個輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬象輪，起支撐的作用，并 通過軟件程序控制，與硬件架構(gòu)相結(jié)合，從而實線自動尋跡、避障的功能。 51 單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，功耗低、體積小、技術(shù)成熟，且價格低廉。 驅(qū)動電機選擇 方案一：采用直流電機，優(yōu)點在于硬件電路設(shè)計簡單。更主要的問題在于一般的電動機電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實現(xiàn)很困難。尋跡采用紅外對管 ST188，其采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體組成，采用非接觸式檢測方式，且檢測距離可調(diào)范圍較大。 1 圖 31 AT89C51 單片機 AT89C51 實物圖和引腳圖如圖 31，其主要特性如下表 31： 基于 51 單片機的循跡避障小車的設(shè)計 第 12 頁 共 37 頁 表 31 AT89C51特性 AT89C51 主要特性 1 兼容 MCS51 的 指令集和輸出管腳 2 擁有 4Kbite 可編程 可擦除只讀 存儲器 3 可循環(huán)擦除 /寫入 1000 次 4 10 年 的 數(shù)據(jù)保留時間 5 全靜態(tài)工作頻率 0Hz24MHz 6 三級程序存儲器鎖定 7 128 8 位內(nèi)部 RAM 8 32 可編程 I/O 線 9 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 10 5 個中斷源 11 可編程串行通道 12 閑置和掉電模式 低功耗 13 擁有 片內(nèi)振蕩器和 時鐘電路