单片机的agv小车控制系统设计
摘 要本文结合了大学所学的专业知识，设计了一款以AT89C51单片机作为核心元件的智能AGV小车系统，设计了一个能够实现导引线检测、路线判断、直流电机控制以及显示控制等功能的智能系统，实现了毕业设计预期所设定的各个指标，完成了大学学习生涯里的最后一门作业。本系统的主要特点是采用了模拟电路与数字电路相互配合的控制模式，通过模拟电路的高速特性以及数字电路的准确特性，将检测过程快速性以及输出结果高精度性等优点表现地淋漓尽致，另外本系统在成本、功耗以及使用稳定度上皆有很高的表现，不但如此，电路中的芯片全部采用了直插引脚封装，当出现损坏等情况时，能够快速地实现维修和更换等操作。经过了多次的实验验证以及电路改进，本系统表现出了很高的准确性和实用特点，适合推向未来的智能AGV小车控制市场，能够大幅度降低目前智能AGV小车系统的生产成本并且降低性价比大幅度提高。
目录
一、 引言 1
（一） 智能AGV小车系统发展背景介绍 1
（二） 国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控芯片的选取 3
（二） AT89C51处理器简介 4
（三） 小型直流电机介绍 5
（四） 红外对管传感器模块介绍 5
（五） LCD1602型液晶屏介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能AGV小车系统的硬件结构框图设计 8
（二） 51单片机最小系统 8
1. 时钟电路 9
2. 复位电路 9
（三） 车轮传动电机驱动电路设计 9
（四） 导引线检测电路设计 10
（五） 液晶屏电路设计 11
四、 软件系统设计 12
（一） 智能AGV小车系统的软件工作流程设计 12
（二） 车轮传动电机工作流程图设计 13
（三） 红外对管工作流程设计 13
（四） 液晶屏显示流程设计 14
1. 写指令流程 14
2. 写数据流程 15
总 结 16
参考文献 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
/> 致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 程序 20
引言
智能AGV小车系统发展背景介绍
所谓的“智能AGV小车系统”是指系统内部被植入了一定程度的数据检测、处理等过程，使其具有处理功能，达到一定程度上的智能意义，它已经不再是传统意义上的小车系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现智能AGV小车系统对控制指令的接收、处理、路线识别、外部环境条件的检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，这在很大程度上颠覆了人们对于小车系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种智能AGV小车系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。智能AGV小车系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种智能AGV小车系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，智能AGV小车系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成超声波传感器实现障碍物检测、红外对管传感器实现路线识别、Wifi模块/蓝牙实现智能无线控制、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现功能强大并且具有实际应用意义的智能AGV小车控制系统。智能AGV小车系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对传统小车的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能来打破传统的智能AGV小车系统，因此设计出性能更高、功能更强的智能AGV小车系统控制系统是非常必要的。
国内外发展现状
目前国内外对于智能小车系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于智能小车系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了智能小车系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久美国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现小车组灵活控制的智能系统，将30个小车组成一个智能小车组，通过无线通信协议将这些小车形成一个庞大的有序工作群体，通过管理员对操纵界面的控制，为每个小车发送任务报文，小车组能够高效准确的完成各自的任务，这款系统突破了现有的智能小车系统所能实现的性能指标，将其应用在航空航天领域，能够大大促进人类的科学发展脚步；在国内，东部沿海高校也推出了类似的智能小车系统控制系统，但是距离组建庞大智能车群体指标还有一小段距离。
本文主要研究内容
本次的毕业设计将在传统智能AGV小车系统的发展基础上，设计出一款能够实现智能AGV小车功能的智能智能AGV小车控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，第一章主要对智能AGV小车系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；第二章对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；第三章将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；第四章对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；第五章主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对智能AGV小车控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现,下列为本多功能小车将要实现的功能：
1）能实现51单片机最小系统的设计，实现对系统中各模块的驱动；
2）能实现51单片机对液晶屏的驱动，实现对AGV小车运行参数的显示；
3）能实现对导航路线的识别，并快速进行小车运行的姿态；
方案选择及元器件介绍
主控芯片的选取
在目前单片机市场一片玲琅满目的情境下，给毕业设计的完成带来了很大的便利，在制定好本文的设计目标后，首先需要考虑的就是系统主控器件的选取，结合到本系统要实现的功能，本文制订了选取单片机的两款方案。
目录
一、 引言 1
（一） 智能AGV小车系统发展背景介绍 1
（二） 国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控芯片的选取 3
（二） AT89C51处理器简介 4
（三） 小型直流电机介绍 5
（四） 红外对管传感器模块介绍 5
（五） LCD1602型液晶屏介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能AGV小车系统的硬件结构框图设计 8
（二） 51单片机最小系统 8
1. 时钟电路 9
2. 复位电路 9
（三） 车轮传动电机驱动电路设计 9
（四） 导引线检测电路设计 10
（五） 液晶屏电路设计 11
四、 软件系统设计 12
（一） 智能AGV小车系统的软件工作流程设计 12
（二） 车轮传动电机工作流程图设计 13
（三） 红外对管工作流程设计 13
（四） 液晶屏显示流程设计 14
1. 写指令流程 14
2. 写数据流程 15
总 结 16
参考文献 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
/> 致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 程序 20
引言
智能AGV小车系统发展背景介绍
所谓的“智能AGV小车系统”是指系统内部被植入了一定程度的数据检测、处理等过程，使其具有处理功能，达到一定程度上的智能意义，它已经不再是传统意义上的小车系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现智能AGV小车系统对控制指令的接收、处理、路线识别、外部环境条件的检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，这在很大程度上颠覆了人们对于小车系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种智能AGV小车系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。智能AGV小车系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种智能AGV小车系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，智能AGV小车系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成超声波传感器实现障碍物检测、红外对管传感器实现路线识别、Wifi模块/蓝牙实现智能无线控制、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现功能强大并且具有实际应用意义的智能AGV小车控制系统。智能AGV小车系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对传统小车的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能来打破传统的智能AGV小车系统，因此设计出性能更高、功能更强的智能AGV小车系统控制系统是非常必要的。
国内外发展现状
目前国内外对于智能小车系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于智能小车系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了智能小车系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久美国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现小车组灵活控制的智能系统，将30个小车组成一个智能小车组，通过无线通信协议将这些小车形成一个庞大的有序工作群体，通过管理员对操纵界面的控制，为每个小车发送任务报文，小车组能够高效准确的完成各自的任务，这款系统突破了现有的智能小车系统所能实现的性能指标，将其应用在航空航天领域，能够大大促进人类的科学发展脚步；在国内，东部沿海高校也推出了类似的智能小车系统控制系统，但是距离组建庞大智能车群体指标还有一小段距离。
本文主要研究内容
本次的毕业设计将在传统智能AGV小车系统的发展基础上，设计出一款能够实现智能AGV小车功能的智能智能AGV小车控制系统，并选用目前市场上使用最为广泛的51单片机作为控制系统的主控器件，在文章结构上，第一章主要对智能AGV小车系统的发展背景和当前的发展背景做了主要阐述；第二章对智能控制系统的整体结构进行了设计，并且确立了结构中各模块所要使用到的元器件；第三章将对各模块的电气原理图进行了设计，并且对设计原理以及设计思路进行了详细的描述；第四章对系统的软件程序进行了设计，通过了Visio绘图软件绘制了流程图进行了软件的工作流程描述；第五章主要在硬件电路的设计基础上，使用了Proteus 7.8仿真软件对智能AGV小车控制系统进行了仿真优化，并将仿真结果通过图片方式进行了展现,下列为本多功能小车将要实现的功能：
1）能实现51单片机最小系统的设计，实现对系统中各模块的驱动；
2）能实现51单片机对液晶屏的驱动，实现对AGV小车运行参数的显示；
3）能实现对导航路线的识别，并快速进行小车运行的姿态；
方案选择及元器件介绍
主控芯片的选取
在目前单片机市场一片玲琅满目的情境下，给毕业设计的完成带来了很大的便利，在制定好本文的设计目标后，首先需要考虑的就是系统主控器件的选取，结合到本系统要实现的功能，本文制订了选取单片机的两款方案。
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