单片机多功能智能小车的设计.docx

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1、单片机多功能智能小车摘要在当今的社会，“智能化”这个词汇越来越多地被别人所提及，各种智能化产品的出现极大地改变了人们的生活，智能化已经成为世界未来发展的趋势。智能化可以按照人类的意愿进行运作，并且不需要人类进行太大的操作，这便大大减小了人们的工作量。智能小车的出现便是人类向智能化迈出的一大步，它的出现极大地加快了科学勘探、工业制造和交通运输等领域的发展。智能小车的原理中包含了许多的学科知识，例如传感技术、自动控制原理、遥感技术和电路电子等。本设计的智能小车采用的控制核心为STC89C52单片机，遥控的方式为红外遥控，电机驱动的芯片为L293Do同时智能小车采用了红外对管作为红外避障模块与红外寻

2、迹模块的接收和发射装置，通过HCSR04超声波探测模块进行测距避障，测量到的距离则由1602液晶显示。本次设计采用的编程语言为C语言，通过将编好的程序输入到单片机，单片机便能控制小车实现红外避障、超声波测距避障、黑线寻迹和红外遥控等功能。关键词：智能车单片机红外避障与遥控超声波黑线寻迹AbstractIntodayssociety,thetennuintelligentisincreasinglymentionedbyothers.Theemergenceofvariousintelligentproductshasgreatlychangedpeopleslives,andintellige

3、ntizationhasbecomethetrendoftheworld,sfuturedevelopment.Intelligentizationcanoperateaccordingtothewishesofhumanbeings,anddoesnotrequirehumanstoperformtoomuchoperations,whichgreatlyreducestheworkloadofpeople.Theemergenceofsmartcarsisabigstepforhumanbeingstobecomeintelligent.Itsappearancehasgreatlyacc

4、eleratedthedevelopmentofscientificexploration,industrialmanufacturingandtransportationandotherfields.Theprincipleofthesmartcarcontainsmanysubjectknowledge,suchassensingtechnology,automaticcontrolprinciple,remotesensingtechnologyandcircuitelectronics.ThecontrolcoreadoptedbythedesignedsmartcarisSTC89C

5、52singlechipmicrocomputer,theremotecontrolmodeisinfraredremotecontrol,andthechipdrivenbythemotorisL293D.Atthesametime,thesmartcaradoptstheinfraredpairtubeasthereceivingandtransmittingdeviceoftheinfraredobstacleavoidancemoduleandtheinfraredtrackingmodule,andperformsthedistancemeasurementandobstacleav

6、oidancethroughtheHC-SR04ultrasonicdetectionmodule.Theprogramminglanguageusedinthisdesignisclanguage.Byinputtingthecompiledprogramtothesingle-chipmicrocomputer,thesingle-chipmicrocomputercancontrolthecartorealizeinfraredobstacleavoidance,ultrasonicdistancemeasurementobstacleavoidance,blacklinetrackin

7、gandinfraredremotecontrol.Keywords：smartcar；singleChiPmicrocomputer;infraredobstacleavoidanceandremotecontrol;ultrasonic;blacklinetracking1前言,1.1 本设计的目的、意义及应达到的技术要求11.2 本设计在国内外的发展概况及存在的问题21.3 本设计应解决的主要问题32本设计32.1 设计原理42.2 方案选择42.2.1 遥控控制模块设计与论证42.2.2 电机驱动模块设计与论证52.2.3 避障循迹模块设计与论证52.2.4 电源模块设计与论证62.2

8、.5 数据显示模块设计与论证62.3 分析问题72.4 设计过程72.4.1 红外遥控模块72.4.1.1 红外遥控模块的工作原理72.4.2 电机驱动模块81.1 .2.1L293D电机驱动芯片工作原理81.2 电机调速92.4.3 避障循迹模块102.43.1红外避障循迹模块IO243.2超声波测距避障模块122.4.4 电源模块152.4.5 数据显示模块152.5总结16参考文献18致谢19附录20r41*1刖S随着智能小车的不断发展，它在人类生活中起到的作用也越来越大，被普遍用于生产、运输、自动化、医疗和航空等各个领域。例如，在如今新型冠状病毒在全球藁延的时候，人们对口罩的需求也越来

9、越多，因此生产口罩的企业对口罩生产和运输的速度的要求也越来越高，而正是超声波焊接机和智能小车的存在，使得有足够多的口罩能够被快速地送往各地。智能车辆的出现不但减少了人们的工作量，为人类的生活提供了大量的便利，而且它还能完成一些人类无法完成的事情，这扩宽了人类发展的空间，加速了人们对未知领域的探索。实际上，当今世界智能汽车的研究与开发已经成为世界范围内重点关注的项目之一。智能汽车是重要的移动机器人行业和机器人技术的重要分支，其起源于20世纪六十年代。那时，斯坦福研究院(NDI)的研究人员在1966-72年间开发了一个自动移动机器人，绰号为Shakyy0其目的是在复杂的环境中应用人工智能技术，完成

10、自律推论、计划和管理。从那时起，移动机器人技术飞速发展，也为智能车辆技术的创新和进步做出了贡献。智能车辆一般由计算机控制并发出命令，由传感器获得车速、车距以及障碍物的信息，通过智能感应系统感应别的车辆与行人，同时通过摄像头观察道路的状情况。而对于一些更加先进的智能车辆，它们会装有更多样的智能化系统，例如语音识别系统，人们只要说几句话便能够控制小车的运行与模式；报警系统也能够在车辆快要出现问题或将要与别的车相撞时发出报警；而车辆的智能自动驾驶系统则完全不需要人为的操作，全程由电脑控制，车辆自动到达目的地，这也正是智能车辆的最高层次。在如今，“智能汽车”一词不仅在学校特别是在电子设计项目中众所周知

11、。大学生经常参加一些电子项目的竞赛，并经常设计汽车主题。这表明国内的主要大学也非常重视这种话题的研究。该设计是在上述背景下制作的，设计的智能车可以实现黑线跟踪、红外障碍物回避、红外远程控制和超声波障碍物回避的功能。Ll本设计的目的、意义及应达到的技术要求随着社会的进步与科技的发展，这个社会对于大学生的要求也越来越高，因此，作为一个合格大学生必须要具有良好的创新与创造能力。智能小车必定是以后智能化社会的一个重要组成部分，它会随着计算机技术、自动化技术、电力电子技术和智能化技术的发展而不断地被创新与改进，从而去适应未来社会的发展需求。如何去对智能车辆去进行改进与创新，这便需要技术人员在智能车辆的制

12、作过程中不断地去探索与思考。智能小车的出现其实也意味着人们对未知领域的探索途径有多了一条，例如在对外太空星球的探索中，有一些星球以人们现今的科技水平是无法做到亲自登陆的，只能通过智能小车进行样本的采集以及地形的勘探。正是由于智能小车在外太空探索中起到的重要作用，各国对星球探测车的研究开始变得更加重视。1960年代后期，美国和前苏联开始为登月计划作准备，于是各自便开始对月球的探索。从1966年到1968年，美国发射的两枚无人巡游探测器成功登陆月球。随后1997年SojOUmer号探测车登上了火星，这是由美国JPL公司开发的小型火星车，它在火星上进行了许多技术实验，并且验证了智能小车在火星探索上具

13、有良好的性能。2004年1月，美国在2003年发射的“勇气号”和“机遇号”火星探测车又一次成功登陆火星。前苏联在与美国的太空竞争中也不甘人后，1959年1976年间，分别成功发射了两个月球探测车。由此可见，正是由于智能车辆的存在，人们才能去完成对外太空那未知领域的探索。在现代的自动控制领域中，智能汽车和机器人作为一项伟大的人类智慧结晶，它已经极大地改变了我们的生活，为我们提供了许多便利，并且成为了人类未来的发展方向。智能可以让我们只需设置了所需的模式，他便能在指定的环境中自动运行，而无需人工操作和管理。如今，智能化被人们应用于各种重要的领域。例如，在科学发现，智能房间和工业制造等领域都可以找到

14、它的阴影。智能车是智能领域的产品，操作性和相互运用性都很好，可以根据预先设定的模式自动自动自动化，所以也可以分类为智能玩具之一，所以很受用户的喜爱。而且，智能在很多领域都可以使用，特别是风险高的搜索和机械领域，同时在机器人开发上，它也发挥着关键作用。当人类进入21世纪时，随着科学技术的飞速发展和对生活质量的高要求，人们对汽车的舒适性和安全性需求变得越来越严格，已经不断使用和探索了各种新的最新技术，例如自动驾驶，智能运输和巡航。同时人们也正在不断开发和研究智能汽车，使得这些技术也正在成为全球汽车研究的热点。我们有必要对智能小型车进行更深入的研究，因为智能小型车目前具有重要的研究意义，而且其发展可

15、能对未来起重要作用。同时，它还具有有着广泛的开发前景和不可估量的市场价值。设计一辆简易的智能小车，为了体现它的智能化，要求小车能够自动避开障碍物，即小车准被遇到障碍物或别的车辆的时候时可以立即做出反应，自动调整方向进行躲避，这是一辆智能汽车能够行驶的基本要求之一；自动循轨也是小车必不可少的功能之一，智能小车通过循轨电路去辨别驾驶路线，当智能小车要偏离原本设定好的路线的时候能够自动调整方向回到原来的路线从而准确地到达目的地，同时小车到达目的地后能够自动停止行驶；左转、右转、前进、后退和加减速是智能小车的最基本的功能，电机也是小车的核心，正是通过对电机的控制才能实现智能小车那些最基本的功能；我们设

16、计的智能小车也是需要一个控制器，而手机正好可以充当这个控制器，我们可以通过蓝牙来让小车与手机进行连接，用手机来选择小车的模式与行动。1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题从1960年代至今，对智能小车和机器人设计的研究已经持续了数十年。自1960年代后半期最初的自律移动机器人登场以来，经过数十年的开发后，人类已经从能制造出第一台教学模仿机器人的阶段迈进能制造出具备感知功能智能机器人的阶段，并克服了许多技术难题，取得了巨大进步。智能机器人如今正被许多国家重视与大量研发，研发的水平取决于各国的科研能力，美国和日本正处于研究该技术的最前沿。法国提出了一项技术计划，使智能机器人具有自动识别功能，使其可以在复杂的环境中通过独立地感应和判断来自动执行各种动作。在美国，人们可以用美国发明的智能机器人来发送信件，运输食物和其他必需品，并可以用