【正文】 測(cè)金屬 。 設(shè)計(jì)的具體思路是 反射式紅外光電傳感器檢測(cè) 黑 線， 然后將信號(hào)傳送到單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理， 使 小車 沿軌道自主行走 ；電感式接近開(kāi)關(guān)電路代替金屬傳感器探測(cè) 預(yù) 埋 在 軌道下的金屬 鐵 片， 并 發(fā)出聲光信息進(jìn)行 提示；超聲波傳感器檢測(cè)障礙物通過(guò)單片機(jī)控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)避障的目的； 采用 H 型脈沖寬度調(diào)制（ PWM）全橋式驅(qū)動(dòng)電路 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小車的正反向行駛、快慢速行駛及轉(zhuǎn)彎 ；采用 LCD1602 實(shí)時(shí)顯示小車行駛的時(shí)間。本課程設(shè)計(jì)是以 AT89C51 單片機(jī)為核心的控制電路，采用模塊化的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用 光電 傳感器、金屬探測(cè)傳感器、超聲波傳感器組成不同的檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)小車在行駛中 自動(dòng)尋跡、 躲避障礙物、 探測(cè)光源及 探測(cè)預(yù)埋金屬鐵片 ，并能顯示運(yùn)行時(shí)間和自動(dòng)入庫(kù) 等問(wèn)題 。I 摘 要 幾年來(lái)智能技術(shù)得到了較大和較快的發(fā)展，而智能電動(dòng)小車作為智能技術(shù)的一個(gè)簡(jiǎn)單體現(xiàn)是畢業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)很好的課題。另外最近幾年國(guó)內(nèi)外的電子設(shè)計(jì)方面的比賽和競(jìng)賽都有該方面的題目出現(xiàn)，可見(jiàn)得到了該領(lǐng)域的研究者、設(shè)計(jì)者和學(xué)習(xí)者的青睞和重視。 運(yùn)行時(shí)小車的測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處 理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)小車的智能化控制。 此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來(lái)解決復(fù)雜的硬件電路部分 ，使系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)潔化，各類功能易于實(shí)現(xiàn)， 具有高度的智能化、人性化，一定程度體現(xiàn)了智能 ，能滿足系統(tǒng)的要求。 II The Design of Intelligent Electronic Cars Abstract In recent years ,intelligent technology has been improved by a huge margin . Intelligent electric car as intelligent technology is a simple graduation design and a good topic. These years at home and abroad, electronic design petition are the aspects of subject, visible on the field of researchers, designers and learners and attention. This course design based on AT89C51 control circuit, modular design, using photoelectric sensors, metal detection sensor, ultrasonic sensors, the realization of different detection circuit automatically in driving car tracing, evades obstacles, detection and light metal sheet, and having that running time and automatic warehousing etc. When the car running measurement data transfer process, then by singlechip microcontroller according to test data for intelligent control of electric cars. Design of concrete ideas are reflex electrcal sensor detection, and black signals to SCM system, make cars along the track independent walking, Inductive proximity switch circuit sensor embedded instead of metal in orbit, the metal sheet and light information clew, Ultrasonic sensor detection obstacles through the singlechip microputer control motor to achieve the purpose of obstacle avoidance, Using the H pulse width modulation (PWM) bridge type driving circuit control motor, electric car to drive, the speed of the pros and cons of speed and turn, Using LCD1602 realtime display car driving time. This system is more agile, using software method to solve plex hardware circuit, make the system hardware is concise, easy to realize and various functions are highly intelligent, humanization, partly reflects the intelligence, can satisfy the requirement of system. Keywords AT89C51， electric car， Automatic Track Finding(ATF). III 目 錄 第一章 緒論 ........................................................ 1 背景及意義 .................................................. 1 智能技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 .................................... 1 智能技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) .................................... 2 本文研究?jī)?nèi)容 ................................................ 2 第二章 方案論證 ..................................................... 3 總體方案論證與比較 .......................................... 3 各模塊的方案論證 ............................................ 4 尋跡模塊 ............................................... 4 檢測(cè)金屬鐵片模塊 ....................................... 4 避障模塊 ............................................... 5 尋找光源模塊 ........................................... 5 顯示模塊 ............................................... 6 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 ......................................... 6 第三章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) ........................................... 8 AT89C51 模塊 ................................................. 8 主要特性 ............................................... 9 管腳說(shuō)明 ............................................... 9 ........................................... 12 AT89C51 最小系統(tǒng) ..................................... 12 3． 2 檢測(cè)軌跡電路 .............................................. 12 3． 3 檢測(cè)金屬片電路 ............................................ 14 3． 4 檢測(cè)障礙物電路 ............................................ 15 3． 5 檢測(cè)光源電路 .............................................. 18 3． 6 顯示電路 .................................................. 19 3． 7 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ............................................ 20 第四章 軟件設(shè)計(jì) .................................................. 23 程序設(shè)計(jì) ................................................... 23 主程序設(shè)計(jì) ................................................. 23 探測(cè)金屬程序設(shè)計(jì) ........................................... 25 躲避障礙物 子程序設(shè)計(jì) ....................................... 25 總結(jié) ............................................................... 27 參考文獻(xiàn) ........................................................... 28 附錄 1：程序清單 ................................................... 30 附錄 2：系統(tǒng)原理圖 ................................................. 40 1 第一章 緒論 背景及意義 隨著科技的發(fā)展，對(duì)于未知空間和人類所不能直接到達(dá)的地域的探索逐步成為熱門，這就使機(jī)器人的自動(dòng)避障有了重大的意義 。而在機(jī)器人在復(fù)雜地形中行進(jìn)時(shí)自動(dòng)避障是一項(xiàng)必不可少也是最基本的功能。我們的自動(dòng)避障小車就是自動(dòng)避障機(jī)器人中的一類。 另外 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、 DVD、洗衣機(jī)、汽車等消費(fèi)類產(chǎn)品越來(lái)越呈現(xiàn)光機(jī)電一體化、智能化、小型化等趨勢(shì)。根據(jù)美國(guó)玩具協(xié)會(huì)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)全球玩具銷量增幅與全球平均 GDP 增幅大致相當(dāng)。美國(guó)玩具市場(chǎng)的高科技電子玩具的年銷售額 2021 年 2021 年增長(zhǎng) 52%，而傳統(tǒng)玩具的年銷售額僅增長(zhǎng) 3%。從這些數(shù)字可以看出，高科技含量的電子互動(dòng)式玩具已經(jīng)成為玩具行業(yè)發(fā)展的主流。 智能小車，也稱輪式機(jī)器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多學(xué)科的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)，一般主要由路徑識(shí)別、速度采集、角度控制及 車速控制等模塊組成。 智能技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 在 80 年代中期，設(shè)計(jì)和制造機(jī)器人的浪潮已席卷全球，世界上一些著名的公司開(kāi)始研制移動(dòng)機(jī)器人（此時(shí)的移動(dòng)機(jī)器人的主要用作大學(xué)實(shí)驗(yàn)室及研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)），并促進(jìn)了移動(dòng)機(jī)器人學(xué)多種研究方向的出現(xiàn)?，F(xiàn)在機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣，種類也越來(lái)越多，但大體上可分為輪式機(jī)器人和足式機(jī)器人。 智能技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) 如今知識(shí)工程、計(jì)算 ，機(jī)科學(xué)、機(jī)電一體化和工業(yè)一體化等許多領(lǐng)域都在討論智能系統(tǒng)，人們要求系統(tǒng)越來(lái)越智能化。隨著人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制必將迎來(lái)它的發(fā)展新時(shí)代。 （ 2）傳感器的作用日益重要，除傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺(jué)、聲覺(jué) 、力覺(jué)等多種傳感器的融合技術(shù)已用來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。 （ 4）當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室走入使用化階段。 （ 2）避障：小車在行駛的過(guò)程中能夠避開(kāi)障礙物。 （ 4）檢測(cè)金屬 :小車能檢測(cè)埋在軌道下面的金屬并給予聲光報(bào)警。 3 第二章 方案論證 總體方案論證與比較 方案一： 采用各類數(shù)字電路來(lái)組成電動(dòng)小車的控制系統(tǒng)。 但對(duì)輸入輸出都是模擬量的小裝置，如果采用數(shù)字化方案，則要先用 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)過(guò)數(shù)字電路處理后，再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換 器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量 。因此，本方案靈活性不高，效率低，不利于電動(dòng)小車智能化的擴(kuò)展。 方案 二