基于单片机的智能小车设计-毕业论文要点.docx
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1、湖南xxxxxxxx职业技术学院湖南 XXXXXXXXXXXXX 学院毕业论文(设计)题 目: 智能小车作者姓名:学 号:专 业:电子信息工程技术指导教师:xxxxxxxxx2011 年 06 月湖南 XXXXXXXXXXXXX 学院毕业论文(设计)选题表年 月 日学生姓名专业电子信息工程技术年级学号题 目:智能小车指导教师姓名指导教师职称主 要 研 究 内 容设计米用MCS-51系列中的AT89C51片机。以AT89C51为控制核心,利用超 声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以 及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。主要参 考文 献1
2、何立民,单片机应用系统设计,北京:航天航空大学出版社,25,46502李广弟,单片机基础,北京:北京航空航天大学出版社,2001,56643何希才,新型实用电子电路400例,电子工业出版社,2000年,60654赵负图,传感器集成电路手册,第一版化学工业出版社,2004,59卜5915陈伯时,电力拖动自动控制系统,第二版,北京:机械工业出版社,2000年6月,1271306张毅刚,彭喜元,新编MCS-51单片机应用设计,第一版,哈尔滨工业大学出版社,2003,2527,411417指 导 教 师息 见签名:年 月 日系 部息见湖南 XXXXXXXXXXXXX 学院毕业设计(论文)任务书教研室指
3、导教师合红职称学生姓名设计题目智能小车设计内容 和目标智能小车以AT89C51为核心,经焊接相关芯片用电路板自制而成,通过I/O口检测信号,输出信号到 L293D,从而驱动两个直流电机控制具前进、停止、左 转、右转。检测信号则为三组红外发射和接收管,一组黑线时输出高电平,白线 时输出低电平。另两组黑线时输出低电平,白线时输出高电平。本设计对于我们高职生来说有一定的技术含量,有待解决的问题肯定会有 很多,首先得确定出要做哪些功能部件和基本框架,然后再进行程序调试。硬件 上可能不会出现什么大问题,关键就是兀器件的购买可能会带给我们一些麻烦, 不过最重要的还是程序的编写,这些对我们来说都是一个相当大
4、的工程而且时间 又这么紧迫,不过我们相信我们会克服这些困难的。设计要求本设计初步拟定的技术含量有:自动循迹功能模块的设计与制作,超声波 故障检测模块的设计与制作,小车行程测量模块的设计与制作,单片机小系统外 围电路的设计与制作等等。进度安排2011.5.1完成开题报告2011.5.5系统概要设计2011.5.15总体设计2011.5.25提交初步设计成果2011.5.28系统完善,后期集成,综合调试2011.6.1撰写毕业论文教研室审核室主任签名:年月日系部审核系主任签名:年月日说明:此表一式两份,系部和学生各留存一份湖南 XXXXXXXXXXXXX 学院毕业设计(论文)开题报告设计(论 文)
5、题目智能小车毕业设计小组成员序号姓名班级联系电话手机电子信箱/QQ1234选题背景、意义智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里 自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。电动智能车就是其中 的一个体现。本次设计的简易电动智能车,采用AT89C51单片机作为小车的检测和控制核心;采用反射型光电探测器进行寻迹操作,利用光电传感器检测道路上的障碍,从而 把感应到的信号送给单片机,控制电动智能小车的自动避障,并能发出声光信息;随着 控制技术及计算机技术的发展,智能车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演重要的角色。本文所述智能车寻迹系统米用红外反射式
6、光电管识别路径上的黑线,并以最短的 时间完成寻迹。通过加长转臂的舵机驱动前轮转向,使用符合PI算法的控制器实现直流电机的调速。为了使智能车快速、平稳地行驶,系统必须把路径识别、相应的转向伺 服电机控制以及直流驱动电机控制准确地结合在一起。本设计结构简单,较容易实现, 但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能化。研究 内容智能小车以AT89C51为核心,经焊接相关芯片用电路板自制而成,通过I/O 口检测信号,输出信号到 L293D,从而驱动两个直流电机控制其前进、停止、左转、右转。检 测信号则为三组红外发射和接收管,一组黑线时输出高电平,白线时输出低电平。另两 组黑线时输出低电平,白线时输
7、出高电平。本设计对于我们高职生来说有一定的技术含量,有待解决的问题肯定会有很多, 首先得确定出要做哪些功能部件和基本框架,然后再进行程序调试。硬件上可能不会出 现什么大问题,关键就是兀器件的购买可能会带给我们一些麻烦,不过最重要的还是程 序的编写,这些对我们来说都是一个相当大的工程而且时间又这么紧迫,不过我们相信 我们会克服这些困难的。技术路 线、方案运动本设计的重点就是对智能小车的导航控制系统进行了研究。针对智能小车控 制系统的非线性和外界环境的不确定性,利用模糊逻辑推理的方法,允许知识边界的不 确定性,模拟人类的处理过程来实现智能小车的导航控制。多传感器数据融合结构和方 法也是本设计的一个
8、研究重点。结合智能小车的传感系统,提出混合式多传感器数据融 合结构。详细介绍了基于模糊理论的分布式一致性数据融合方法,并通过一个简单的目 标识别任务的仿真实验,来说明这种方法的有效性。本设计初步拟定的技术含量有:自动循迹功能模块的设计与制作,超声波故障检 测模块的设计与制作,小车行程测量模块的设计与制作,单片机小系统外围电路的设计 与制作等等。湖南 XXXXXXXXXXXXX 学院毕业设计(论文)开题报告AT89C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。本系统以设计题目的要求为目的,采用 AT89C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动
9、小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。 整个系统的电路结构简单,可靠性能高。实验测试结果满足要求,本文着重介绍 了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。在智能小车控制系统的设计中,以 AT89C51为核心,用L293D驱动两个 直流电机,当产生信号驱动小车前进时,是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到 黑线产生的电平信号通过LM393再返回到单片机,单片机根据程序设计的要求 做出相应的判断送给电机驱动模块,让小车来实现前进、左转、右转、停车等基 本功能。寻白线时,外部环境光线的强弱对小车的运动会产生很大的影响,基于此原因,本实验中的寻迹是指在
10、白色地板上寻黑线。寻迹是指通过红外发射管和接收管识别路径。采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用;该设计报告共分为五章:第一章是智能小车总体概况。介绍了小车的功能及展示了小车模型。第二章是系统要求。介绍了小车设计的要求及原理。详细阐述了各功能模块的方案比较与论证,最后得出最终方案。第三章是硬件实现及单元电路实现。详细阐述了各部分电路的设计,并给出 了原理图。第四章是软件设计。介绍了设计思想、程序流程图及具体程序设计。第五章是系统调试。介绍了调试软件 WAVE ,以及软件调试过程;硬件测 试及测试仪器和设备等。最后是参考文献和附录。关键
11、词:AT89C51单片机;光电传感器;PWMB速;电动小车Smart cars design theAT89C51 microcontroller is one of eight, his versatility and usability is the user high praise. This system to design for the purpose of the topic request, AT89C51microcontroller as control core, ultrasonic sensor detection road barriers, the automat
12、ic control of electric car obstacle-avoidance, speed, and speed, and can be automatically stop recording time, mileage and speed, automatic tracing and light function. The whole system of the circuit structure is simple, reliable performance. The test results, this paper introduces the hardware desi
13、gn method of system analysis and test results.In the design of the control system of intelligent car, USESAT89C51 as the core, with L293D drive two dc motor driving car, when the signal generation, is going through tracing module of the infrared tubes are found by the black level signal generated LM
14、393 single-chip microcontroller, return again according to the requirement of design procedure of judgment for motor driver module, let the car to achieveprogress, left, right, the basic function such as parking. Find the white line, and the external environment of the strength of the light of sport
15、s car produce very big effect, this based on the experiments of tracingrefers to the white striped floor found. Tracing is through infrared tubes and receive tube recognition path.Using the technology mainly include:(1) through programming to control the speed of the car,(2) sensor effective applica
16、tion,(3) new display chip USES,This design report is divided into five chapters:The first chapter is intelligent car overview. Introduces the function and the car show car model.Chapter 2 is the system requirements. Introduces the design requirement and the principle of car. Expounds the functional
17、modules of the scheme comparison and argumentation, the final solution.The third chapter is hardware realization and unit circuit implementation. Expounds each part of the circuit design, and gives the principle diagram. Chapter four is a software design. Introduces the design idea and program flow
18、chart and design program.The fifth chapter is debugging systems. Introduces the WAVE,and software testing software debugging process, Hardware testing and testing instruments and equipment, etc.The references and appendix.Keywords: AT89C51, photoelectric sensors, PWM control, electric cars目录绪论5第一章智能
19、小车总体概况61. 1概况61. 2总体结构图6第二章系统方案设计72. 1方案论证72. 1. 1 系统原理图72. 1. 2 路面情况检测方案的选择 82. 1. 3 电动机的选择92. 1. 4 电动机驱动方案的选择 92. 1. 5路程检测方案的选择 92. 1. 6障碍物探测方案的选择 102. 1. 7 供电电源方案的选择 10第三章 系统硬件电路设计 113. 1 系统硬件设计 113. 1. 1路面黑线检测设计与实现113. 1. 2 电动机驱动电路设计与实现 113. 1. 3 车轮检速与路程计算 133. 1. 4 红外避障电路153. 1. 5 电源电路15第四章 主控芯
20、片介绍 164. 1. 1 AT89C51主控芯片介绍165. 1. 2 电动机驱动芯片L293D186. 1. 3 用口电路芯片 MAX23219第五章 软件设计197. 1. 1 软件设计思想198. 1. 2主程序设计209. 1. 3显示子程序设计2410. 1. 4避障子程序设计2511. 1. 5寻迹模块软件程序设计26第六章系统调试与结论2912. 1 硬件调试2913. 1. 1测试方法与仪器2914. 1. 2软件程序调试3015. 1. 3 测试经验总结31参考文献31致谢31附录A 33附录B34绪论随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和
21、省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的, 指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。 设计 的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避 障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、 红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的 实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理, 然后由单片机根据所检测的各 种数据实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实
22、时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。本设计 采用MCS-51系列中的AT89C51单片机。 以AT89C51为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍, 控制电动小汽车 的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度, 自动寻迹和寻光功能。AT89C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到 了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。第三代单片机包括了 Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152 、80C51FA/FB、80C51GA/GB 、8x C451 、8x C452,还包括了 Philips、Siemens 、AD
23、M、Fujutsu、OKI、Harria-Metra、ATMEL 等公司以 89C51 为核心推出的 大量各具特色、与89C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点 是向外部接口电路扩展,以实现 Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些 外部接口功能单元如 A/D、PWM、PCA(可编程计数器阵列)、WDT(监视定时器) 、高速I/O 口、计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中,在总线方面最重 要的进展是为单片机配置了芯片间的申行总线,为单片机应用系统设计提供了更 加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8 x C592单片机引入 了具有较强功能
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