基于单片机的智能控制小车设计【字数：9436】
摘 要系统以单片机STC89C52为控制核心，单片机通过处理传感器的检测信号来实现对小车的控制。系统主要由电源模块、循迹模块、超声波测距模块、电机驱动模块等构成。循迹模块采用红外反射式光电管RPR220来识别白色路面上的黑色引导线；光电管采集信号并将信号转换为单片机可以识别的数字信号，使小车可以沿着引导线行驶，并且在行驶过程中保持引导线轨迹位于小车的垂直投影之下。采用超声波测距模块HC-SR04来检测障碍物的距离并将其传送给单片机来实现报警和避障功能。由于如今车辆拥堵，交通事故频发，设计这样一款安全智能的汽车控制系统将有着良好的应用前景。
Key Words: STC89C52; RPR220; HCSR04; 目 录
第1章 绪论 1
1.1智能小车的研究背景及意义 1
1.2智能小车发展的现状及趋势 1
第2章 系统总体方案设计 2
2.1技术方案分析比较 2
2.1.1 车体设计 2
2.1.2 主控模块的论证与选择 2
2.1.3 电机驱动模块的选择 3
2.1.4 电机模块选择 3
2.1.5 循迹模块选择 4
2.1.5 PWM调速技术的选择 5
2.1.6 测距模块选择 5
2.1.7 电源选择 6
2.2系统结构工作原理 6
第3章 核心部件电路设计 7
3.1核心电路设计仿真 7
3.1.1 光电检测循迹电路 7
3.1.2 直流电机驱动模块 7
3.1.3 声光提示装置 8
3.1.4 电源模块 9
3.1.5 超声波测距模块 9
第4章 系统的整体软件设计 11
4.1系统总体工作流程 11
4.2主要模块程序设计 12
4.2.1 红外循迹程序设计 12
4.2.2 红外线避障程序设计 12
4.2.3 超声波避障程序设计 13
第5章 系统软硬件的总体调试 14
5.1系统硬件的调试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
14
5.2系统软件的调试 14
5.3软硬联调 15
5.4成果展示 15
5.4.1 实物图 15
5.4.2 循迹与避障 15
5.4.3 红外避障 16
5.4.4 魔术手 16
结束语 17
参考文献 18
致谢 19
附录一：红外循迹部分程序 20
附录二：红外避障部分程序 21
附录三：超声波避障部分程序 22
第1章 绪论
1.1智能小车的研究背景及意义
智能不仅是未来科技的发展方向，同时也极大的便利了我们的生活。所谓的智能其实就是让机器按照我们需要运行模式去运作，无需进行人为操作即可达到预期结果。智能产品中最受欢迎的是智能化玩具，而智能小车又属于最典型的智能玩具之一，由于其有良好的可控性、交互性和灵活性等优点而深受人们的青睐。不仅如此，智能小车还可以应用于勘探、交通等多个领域，尤其在机器人和交通领域有着可观的发展前景。
随着科技的快速发展，智能化应用产品的不断更新，我们的生活越来越多的被智能一词所包围。智能小车作为众多智能化产品中不可或缺的一员，以汽车应用电子技术的迅猛发展为前提，横跨电子、计算机等众多学科领域。与此同时，被广泛的应用于考古，勘探，工业生产等众多领域的智能机器人技术的发展突飞猛进，被许多发达国家作为创新教育的重要战略手段之一。近些年来,各种国家级和省级的电子设计竞赛基本上都会出现智能小车设计制作的身影，国内各大高校也都开始重视智能小车项目的研究，以此看来，智能小车项目的研究具有很高的实用价值和应用前景。
1.2智能小车发展的现状及趋势
同一些发达国家相比，我国对于智能车辆技术方面的研究起步较迟，而且大部分还处于针对某个单项技术研究的开始阶段。尽管同国外相比其中有些还存在不小的技术差距，并且在总体的技术研究方面也要落后于一些发达国家，不过值得骄傲的是，我们也取得了一些非常可观的成就，例如：2003年，在一汽集团和国防科技大学的通力合作下，成功研制出我国第一辆能在正常交通情况下的高速公路上行驶且行驶的最高稳定时速可达13.5m/h，最高峰值速度可达171km/h，并且可以完成自主超车的智能自主驾驶轿车。除此以外，国内多所高校还联合研制了7B.8军用室外自主车，可实现高速行驶和自动避障相结合的直线跟踪技术。就目前而言，ITS的研究已经在国内许多高校和科研院所如火如荼的进行着。相信经过各个领域的共同努力与发展，智能车辆的研究将迎来更好的发展。
第2章 系统总体方案设计
系统以单片机STC89C52为控制核心，经焊接相关芯片自制而成，采用红外反射式光电管RPR220作为循迹传感器，在贴有黑色胶带的白色路面上循迹前进；以三位数码管实时显示小车的电源电压来查看小车的电源状态；在行驶过程中，若前方遇到障碍物，小车能够及时避开并进行声光报警提醒。除此之外，该智能小车还可随着物体的牵引实现前进，后退等动作。
2.1技术方案分析比较
2.1.1 车体设计
该车体设计采用的是双驱动加定向轮式设计。这种设计的优势就是利用两个独立电机来驱动小车的两个轮子,用定向轮来保持车体平衡，让小车的动力能够得到均匀的分配，以至于在小车车轮打滑的时,能够使小车车轮打滑的力度降低。另外,虽然采用四轮驱动的设计对小车安全性有更加的明显的提升，但是由于驱动元件的分布密集，双驱车比起四驱车更加容易控制，可以提高小车行驶的性能。故车体部分主要采用双驱车体设计。
Key Words: STC89C52; RPR220; HCSR04; 目 录
第1章 绪论 1
1.1智能小车的研究背景及意义 1
1.2智能小车发展的现状及趋势 1
第2章 系统总体方案设计 2
2.1技术方案分析比较 2
2.1.1 车体设计 2
2.1.2 主控模块的论证与选择 2
2.1.3 电机驱动模块的选择 3
2.1.4 电机模块选择 3
2.1.5 循迹模块选择 4
2.1.5 PWM调速技术的选择 5
2.1.6 测距模块选择 5
2.1.7 电源选择 6
2.2系统结构工作原理 6
第3章 核心部件电路设计 7
3.1核心电路设计仿真 7
3.1.1 光电检测循迹电路 7
3.1.2 直流电机驱动模块 7
3.1.3 声光提示装置 8
3.1.4 电源模块 9
3.1.5 超声波测距模块 9
第4章 系统的整体软件设计 11
4.1系统总体工作流程 11
4.2主要模块程序设计 12
4.2.1 红外循迹程序设计 12
4.2.2 红外线避障程序设计 12
4.2.3 超声波避障程序设计 13
第5章 系统软硬件的总体调试 14
5.1系统硬件的调试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
14
5.2系统软件的调试 14
5.3软硬联调 15
5.4成果展示 15
5.4.1 实物图 15
5.4.2 循迹与避障 15
5.4.3 红外避障 16
5.4.4 魔术手 16
结束语 17
参考文献 18
致谢 19
附录一：红外循迹部分程序 20
附录二：红外避障部分程序 21
附录三：超声波避障部分程序 22
第1章 绪论
1.1智能小车的研究背景及意义
智能不仅是未来科技的发展方向，同时也极大的便利了我们的生活。所谓的智能其实就是让机器按照我们需要运行模式去运作，无需进行人为操作即可达到预期结果。智能产品中最受欢迎的是智能化玩具，而智能小车又属于最典型的智能玩具之一，由于其有良好的可控性、交互性和灵活性等优点而深受人们的青睐。不仅如此，智能小车还可以应用于勘探、交通等多个领域，尤其在机器人和交通领域有着可观的发展前景。
随着科技的快速发展，智能化应用产品的不断更新，我们的生活越来越多的被智能一词所包围。智能小车作为众多智能化产品中不可或缺的一员，以汽车应用电子技术的迅猛发展为前提，横跨电子、计算机等众多学科领域。与此同时，被广泛的应用于考古，勘探，工业生产等众多领域的智能机器人技术的发展突飞猛进，被许多发达国家作为创新教育的重要战略手段之一。近些年来,各种国家级和省级的电子设计竞赛基本上都会出现智能小车设计制作的身影，国内各大高校也都开始重视智能小车项目的研究，以此看来，智能小车项目的研究具有很高的实用价值和应用前景。
1.2智能小车发展的现状及趋势
同一些发达国家相比，我国对于智能车辆技术方面的研究起步较迟，而且大部分还处于针对某个单项技术研究的开始阶段。尽管同国外相比其中有些还存在不小的技术差距，并且在总体的技术研究方面也要落后于一些发达国家，不过值得骄傲的是，我们也取得了一些非常可观的成就，例如：2003年，在一汽集团和国防科技大学的通力合作下，成功研制出我国第一辆能在正常交通情况下的高速公路上行驶且行驶的最高稳定时速可达13.5m/h，最高峰值速度可达171km/h，并且可以完成自主超车的智能自主驾驶轿车。除此以外，国内多所高校还联合研制了7B.8军用室外自主车，可实现高速行驶和自动避障相结合的直线跟踪技术。就目前而言，ITS的研究已经在国内许多高校和科研院所如火如荼的进行着。相信经过各个领域的共同努力与发展，智能车辆的研究将迎来更好的发展。
第2章 系统总体方案设计
系统以单片机STC89C52为控制核心，经焊接相关芯片自制而成，采用红外反射式光电管RPR220作为循迹传感器，在贴有黑色胶带的白色路面上循迹前进；以三位数码管实时显示小车的电源电压来查看小车的电源状态；在行驶过程中，若前方遇到障碍物，小车能够及时避开并进行声光报警提醒。除此之外，该智能小车还可随着物体的牵引实现前进，后退等动作。
2.1技术方案分析比较
2.1.1 车体设计
该车体设计采用的是双驱动加定向轮式设计。这种设计的优势就是利用两个独立电机来驱动小车的两个轮子,用定向轮来保持车体平衡，让小车的动力能够得到均匀的分配，以至于在小车车轮打滑的时,能够使小车车轮打滑的力度降低。另外,虽然采用四轮驱动的设计对小车安全性有更加的明显的提升，但是由于驱动元件的分布密集，双驱车比起四驱车更加容易控制，可以提高小车行驶的性能。故车体部分主要采用双驱车体设计。
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