智能循跡避障小車研發(fā)設(shè)計與制作特制材料

clb 借鑒選 題智能避障小車的設(shè)計與制作院 系電子系專 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師 張賀東本選題的意義：避障尋跡小車可以通過自動感知引導(dǎo)線以及躲避障礙物在工作當(dāng)中取代人力運輸，節(jié)省人力以及成本。智能車輛是一個運用計算機、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動控制等技術(shù)來實現(xiàn)環(huán)境感知、規(guī)劃決策和自動行駛為一體的高新技術(shù)綜合體。它在軍事、民用和科學(xué)研究等方面已獲得了應(yīng)用，對解決道路交通安全提供了一種新的途徑。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。電子設(shè)計涉及到多個學(xué)科，機械電子、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能控制、計算機與通信技術(shù)等等，是眾多領(lǐng)域的高科技。電子設(shè)計技術(shù)，它是一個國家高科技實例的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，可見其研究意義很大。工作原理：避障尋跡小車是通過紅外探頭以及尋跡模塊感知外圍狀況，將所感知到的數(shù)據(jù)以 1、0 的信號形式返回給單片機，然后再通過單片機針對不同的情況進行控制，從而實現(xiàn)避障尋跡的功能。clb 借鑒研究內(nèi)容：在現(xiàn)有電動車框架的基礎(chǔ)上，加裝紅外探頭以及尋跡模塊，實現(xiàn)對電動車的運行狀況，運行路線的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制，即自動避障、自動尋跡等功能。在有軌跡的地方小車能夠沿軌道行駛，當(dāng)遇到障礙的時候就自動轉(zhuǎn)入避障模塊。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。clb 借鑒研究方法、手段及步驟：1、循跡控制模塊 采用 AT 89 C 5 2R 作為控制核心。STC89C52RC 單片機成本低、性能高，超強抗干擾(電源、復(fù)位電路都經(jīng)過特殊處理，每個 IO 口接有二極管鉗位保護)，超低功耗，無法解密，低 EMI(電磁干擾)，而且與傳統(tǒng) 805l 單片機程序兼容，硬件無需改動，支持 ISP(在系統(tǒng)編程)及 IAP( 在應(yīng)用編程)技術(shù)。2、避障模塊 采用三個紅外探頭，分別置于車的前、左、右放向。當(dāng)檢測到前方有障礙物的時候?qū)⑿畔⒎答伒絾纹瑱C，單片機再通過返回信息進行控制。3、電機模塊采用直流電機。直流電機的控制方法比較簡單，只需給電機的兩根控制線加上適當(dāng)?shù)碾妷杭纯墒闺姍C轉(zhuǎn)動起來，電壓越高則電機轉(zhuǎn)速越高。對于直流電機的速度調(diào)節(jié)，可以采用調(diào)節(jié)電壓的方法，也可采用 PWM 調(diào)速方法。PWM 調(diào)速就是使加在直流電機兩端的電壓為方形波形，通過改變方形的占空比實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。4、電機驅(qū)動模塊采用專用芯片 L298N 作為電機驅(qū)動芯片。L298N 是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它響應(yīng)頻率高，一片 L298N 可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅(qū)動，驅(qū)動能力大，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。clb 借鑒參考文獻參考文獻1 新編 MCS-51 單片機應(yīng)用設(shè)計（第 3 版） 張毅剛 編著 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2008 年 04 月2C 語言程序設(shè)計（第三版） 譚浩強 編著 清華大學(xué)出版社 2005 年 07 月3 學(xué)位論文：佚名 智能小車設(shè)計畢業(yè)論文4單片機 C 語言編程與實例 趙亮、侯國銳 編著 人民郵電出版社 2003 年 9 月5Yamato I , et al 1 New conversion system for UPS using high fre2quency linkJ 1 IEEE PESC ,1988 :210-320.摘摘 要要本設(shè)計是一種基于單片機控制的簡易自動尋跡小車系統(tǒng)，包括小車系統(tǒng)構(gòu)成軟硬件設(shè)計方法。小車以 AT89C52 為控制核心，利用車前三個紅外探頭檢測周圍信息，以及循跡模塊對路面黑色軌跡進行檢測,并將路面檢測信號反饋給單片機。單片機對采集到的信號予以分析判斷,及時控制驅(qū)動電機以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠自動避障和沿著黑色軌跡自動行駛,實現(xiàn)小車自動避障尋跡的目的。關(guān)鍵詞：AT89C51；直流電機；紅外探頭；循跡模塊clb 借鑒AbstractThe design is based on single chip microcomputer control automatic tracing system, including system hardware and software design method of car. The car takes AT89C52 as the control core, using the front three infrared probe detection of peripheral information, and tracking module on pavement black locus were detected, and the pavement detection signal feedback to the microcontroller. Single chip signal gives the analysis judgment, to control the drive motor to adjust the car steering, so that the car can automatically avoid obstacles and along the black path automatic driving, realize automatic obstacle avoidance tracing purposes.矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。Key words: AT89C51; infrared sensor; tracking module聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。clb 借鑒目目 錄錄摘摘 要要.4殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。第一章第一章 前前 言言.9釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。1.1 本選題的意義 .9彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。1.2 智能小車的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢 .10謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。1.3 智能小車的研究意義.10廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。第二章第二章 尋跡避障小車工作原理尋跡避障小車工作原理.11煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。2.1 壁障尋跡小車工作原理 .11鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。2.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計.11籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。2.2.1 AT98C52單片機.12預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。2.2.2 紅外探頭避障模塊.12滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。2.2.3 尋跡模塊.14鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。2.2.4 電源模塊.14擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。2.2.5 電機及驅(qū)動模塊.14贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。第三章第三章 硬件設(shè)計硬件設(shè)計.16壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。3.1 總體設(shè)計.16蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。3.2 驅(qū)動電路.17買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。3.3 信號檢測模塊.18綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。3.4 主控電路.19驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。第四章第四章 軟件設(shè)計軟件設(shè)計.21貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。4.1 主程序框圖：.21鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。4.2 尋跡模塊程序設(shè)計 .22構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。4.2.1 尋跡程序框圖及其真值表.22輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。4.4 避障模塊程序設(shè)計 .23堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。4.4.1 避障框圖及其真值表.23識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。結(jié)束語結(jié)束語.25凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。致致 謝謝.26恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。附錄一附錄一 硬件原理圖硬件原理圖.27鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。附錄二附錄二 程序清單程序清單.29碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。參考文獻參考文獻.34閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。clb 借鑒第一章 前 言1.1 本選題的意義自第一臺工業(yè)機器人誕生以來，機器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領(lǐng)域。近年來機器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認識自然的過程中，制造能替代人勞動的機器一直是人類的夢想。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的感覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應(yīng)用領(lǐng)域為自主式智能導(dǎo)航系統(tǒng)，對于視覺的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機器視覺需要通過大量的運算也只能識別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡單的目標(biāo)。視覺傳感器的核心器件是攝像管或 CCD，目前的 CCD 已能做到自動聚焦。但 CCD 傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實用有效的方法。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。機器人要實現(xiàn)自動導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機器人一個視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動導(dǎo)引小車（AVGauto-guide vehicle）系統(tǒng)，基于它的智能小車實現(xiàn)自動識別路線，判斷并自動避開障礙，選擇正確的行進路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動作。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。該智能小車可以作為機器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、CPU。機器人要實現(xiàn)自動避障功能，還可以擴展循跡等功能，感知導(dǎo)引線和障礙物?？梢詫崿F(xiàn)小車自動識別路線，選擇正確的行進路線，并檢測到障礙物自動躲避?；谏鲜鲆?，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當(dāng)。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當(dāng)?shù)模饕刂菩≤嚨男羞M方向和速度。單片機驅(qū)動直流電機一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機資源，直接選擇有PWM功能的單片機，這樣可以實現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬PWM輸出調(diào)制，需要占用單片機資源，難以精確調(diào)速，但單片機型號的選擇余地較大。考慮到實際情況，本文選clb 借鑒擇第二種方案。CPU使用STC89C52單片機，配合軟件編程實現(xiàn)。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。1.2 智能小車的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢現(xiàn)智能小車發(fā)展很快，從智能玩具到其它各行業(yè)都有實質(zhì)成果。其基本可實現(xiàn)循跡、避障、檢測貼片、尋光入庫、避崖等基本功能，這幾節(jié)的電子設(shè)計大賽智能小車又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展。比較出名的飛思卡爾智能小車更是走在前列。我此次的設(shè)計主要實現(xiàn)循跡避障這兩個功能。嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。1.3 智能小車的研究意義智能小車的研究意義隨著我國科學(xué)技術(shù)的進步，智能化和自動化技術(shù)越來越普及，各種高科技也廣泛應(yīng)用于智能小車和機器人玩具制造領(lǐng)域，使智能機器人越來越多樣化。智能小車是一個多種高新技術(shù)的集成體，它融合了機械、電子、傳感器、計算機硬件、軟件、人工智能等許多學(xué)科的知識，涉及到當(dāng)今許多前沿領(lǐng)域的技術(shù)。而智能電動車正是智能機器人的一種，具有不可估量的實際意義。其避障尋跡技術(shù)的研究可以帶來交通運輸?shù)木薮蟾母?，也為車輛的自主導(dǎo)航能力的實現(xiàn)和無人自動駕駛車輛的實現(xiàn)提供了重要技術(shù)。熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。clb 借鑒第二章 尋跡避障小車工作原理2.1 壁障尋跡小車工作原理工作原理：避障尋跡小車是通過紅外探頭以及尋跡模塊感知外圍狀況，將所感知到的數(shù)據(jù)以 1、0 的信號形式返回給單片機，然后再通過單片機針對不同的情況進行控制，從而實現(xiàn)避障尋跡的功能。鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。2.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計圖 2-1 主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1、 主控制電路模塊：用 AT89C52 單片機2、 紅外檢測模塊：紅外探頭傳感器3、 尋跡模塊：紅外對管傳感器4、 電源模塊：雙路開關(guān)電源5、 電機及驅(qū)動模塊:電機驅(qū)動芯片 L298N、兩個直流電機尋跡傳感器避障傳感器主控芯片AT89C51穩(wěn)壓電源模塊L298電機主控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)clb 借鑒2.2.1 AT98C52 單片機EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U1STC 89C52RC123456789J310KVCCS2SW1S1SW2VCC10KR110KP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27Y112MC330PC230PVCCR410KR3470C110uFS3FWVCCD1LEDLD2LEDHVCCP30P31P32P33P34P35P36P37R121KR13470VCC21X12X23GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U3DS13021122334455667788991010111112121313141415151616J4P11122334455667788991010111112121313141415151616J5P012J9ALE,PSEN1122334455667788991010111112121313141415151616J6P2Y232.768VCCR2210K R2310K R2410KVCC12J18EAR25 470采用單片機作為整個系統(tǒng)的核心，用其控制行進中的小車，以實現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實現(xiàn)小車的自動控制，而在這一點上，單片機就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點。因此，這種方案是一種較為理想的方案。紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。2.2.2 紅外探頭避障模塊采用三只紅外探頭分別置于小車的前端兩側(cè)以及正前端放向，對小車與障礙物相對距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判別和及時反應(yīng)，再向沒有檢測都障礙物的一方行走。穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。圖 2-2 AT89C52 電路圖 clb 借鑒圖 3-4 紅外避障原理接電源整流穩(wěn)壓調(diào)制器(a) 發(fā)射器解調(diào)器放大器時鐘邏輯負載整流穩(wěn)壓接電源圖 2-3 加調(diào)制的發(fā)射管clb 借鑒2.2.3 尋跡模塊采用五只紅外對管，一只置于軌道中間，四只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車脫離采用五只紅外對管，一只置于軌道中間，四只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車脫離軌道時，即當(dāng)置于中間的一只光電開關(guān)脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑軌道時，即當(dāng)置于中間的一只光電開關(guān)脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開關(guān)重新檢測到黑線（即回到軌線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開關(guān)重新檢測到黑線（即回到軌道）道） ，若外面兩只紅外對管檢測到黑線，則向反方向轉(zhuǎn)彎，再恢復(fù)正向行駛。，若外面兩只紅外對管檢測到黑線，則向反方向轉(zhuǎn)彎，再恢復(fù)正向行駛。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。2.2.4 電源模塊 采用 8 支 1.5V 電池雙電源分別給單片機與電機供電可解決方案二的問題且能讓小車完成其功能。圖 2-5 紅外避障原理紅外對管clb 借鑒2.2.5 電機及驅(qū)動模塊采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，加速能力強，采用由達林頓管組成的 H 型橋式電路(如圖 2.1)。用單片機控制達林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，H 型橋式電路保證了簡單的實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強，是一種廣泛采用的 PWM 調(diào)速技術(shù)?，F(xiàn)市面上有很多此種芯片，我選用了L298N(如圖 2.2)。銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。圖 2-6 H 橋式電路clb 借鑒圖圖 2-72-7 L298NL298N第三章 硬件設(shè)計3.1 總體設(shè)計智能小車采用前輪驅(qū)動，前輪左右兩邊各用一個電機驅(qū)動，調(diào)制前面兩個智能小車采用前輪驅(qū)動，前輪左右兩邊各用一個電機驅(qū)動，調(diào)制前面兩個輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬象輪，起支撐的作用。將輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬象輪，起支撐的作用。將循跡對管裝在車體下的前端，一開始小車自動開始尋跡功能，當(dāng)搜索不到黑線循跡對管裝在車體下的前端，一開始小車自動開始尋跡功能，當(dāng)搜索不到黑線的時候就自動進入壁障模式，知道再次搜索到黑線。的時候就自動進入壁障模式，知道再次搜索到黑線。賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。clb 借鑒圖圖 3-13-1 主板設(shè)計框圖主板設(shè)計框圖3.2 驅(qū)動電路電機驅(qū)動一般采用 H 橋式驅(qū)動電路，L298N 內(nèi)部集成了 H 橋式驅(qū)動電路，從而可以采用 L298N 電路來驅(qū)動電機。通過單片機給予 L298N 電路 PWM 信號來控制小車的速度，起停。其引腳、驅(qū)動原理圖如下圖：塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。AT89C52時鐘電路壁障模塊循跡模塊電源模塊電機驅(qū)動clb 借鑒圖圖 3-23-2 L298NL298N 引腳圖引腳圖sensingA1OUT12OUT23Vs4IN15enableA6IN27GND8Vss9IN310enableB11IN412OUT313OUT414sensingB15U1L298N123456J1IND54007D64007D74007D84007D14007D24007D34007D44007VCCVCCOUTA1OUTA2OUTB1OUTB2OUTA1OUTA2OUTB1OUTB2VCCC110412345678J4CON8+5V+5VVCC123J2CON3123J3CON3AABB圖 3-3 電機驅(qū)動電路圖3.3 信號檢測模塊小車循跡原理是小車在畫有黑線的白紙小車循跡原理是小車在畫有黑線的白紙 “路面路面”上行駛，由于黑線和白紙對上行駛，由于黑線和白紙對光線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷光線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路道路”黑線。筆黑線。筆者在該模塊中利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法者在該模塊中利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法紅外探測法。紅外探測法。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時特點。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號，再通過收，則小車上的接收管接收不到信號，再通過 LM324 作比較器來采集高低電作比較器來采集高低電平，從而實現(xiàn)信號的檢測。避障亦是此原理。平，從而實現(xiàn)信號的檢測。避障亦是此原理。裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。clb 借鑒圖 3-4 循跡原理圖3.4 主控電路本模塊主要是對采集信號進行分析，同時給出 PWM 波控制電機速度，起停。以及再檢測到障礙報警等作用。其電路圖如圖。倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。clb 借鑒圖 3-5 主控電路clb 借鑒第四章 軟件設(shè)計4.1 主程序框圖：圖 4-1 主程序程序框圖啟動循跡是否檢測到停止線停止是否已經(jīng)脫離黑線避障YNNYclb 借鑒4.2 尋跡模塊程序設(shè)計尋跡模塊程序設(shè)計4.2.1 尋跡程序框圖尋跡程序框圖及其真值表及其真值表圖 4-2 尋跡程序框圖表 4-1 尋跡真值表Q1Q2Q3Q4Q5狀態(tài)修正01111左偏左轉(zhuǎn)10111左偏左轉(zhuǎn)11011正常直走11101右偏右轉(zhuǎn)11110右偏右轉(zhuǎn)00111左偏左轉(zhuǎn)10011左偏左轉(zhuǎn)11001右偏右轉(zhuǎn)開始是否尋找到黑線避障否是黑線左偏 黑線右偏左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)clb 借鑒11100右偏右轉(zhuǎn)00011左偏左轉(zhuǎn)Q1Q2Q3Q4Q5狀態(tài)修正11000右偏右轉(zhuǎn)10001正常直走00000終點停止注：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5 分別代表小車尋跡模塊上的 5 個紅外感應(yīng)器，Q1 到 Q5 從左到右排列。4.4 避障模塊避障模塊程序設(shè)計程序設(shè)計4.4.1 避障框圖避障框圖及其真值表及其真值表4-3 避障程序框圖表 4-2MidMidLeftLeftRightRight動作動作1 11 11 1直走直走是否檢測到黑線是否有障礙進行壁障處理中斷壁障程序是否是開始clb 借鑒1 10 00 0直走直走0 01 11 1左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)0 00 01 1右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)0 00 01 1左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)0 00 00 0左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)clb 借鑒結(jié)束語 整個系統(tǒng)的設(shè)計以單片機為核心，利用了多種傳感器，將軟件和硬件相結(jié)合。本系統(tǒng)能實現(xiàn)如下功能：（1） 自動沿預(yù)設(shè)軌道行駛小車在行駛過程中，能夠自動檢測預(yù)先設(shè)好的軌道，實現(xiàn)直道和弧形軌道的前進。若有偏離，能夠自動糾正，返回到預(yù)設(shè)軌道上來。綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。（2）當(dāng)小車探測到前進前方的障礙物時，躲避障礙物，從無障礙區(qū)通過。小車通過障礙區(qū)后，能夠自動循跡從運行情況來看循跡的效果比較好，避障的效果不是很好，我認為是由于紅外探頭數(shù)量不夠?qū)е聶z測過程中會產(chǎn)生檢測不到的死角。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。 通過本次設(shè)計我掌握了很多以前不熟練的東西，認識了很多以前不熟悉得東西，使我在人生上又進了一步。也認識到很多的不足?，嶀暈R曖惲錕縞馭篩涼。clb 借鑒致 謝本設(shè)計能夠順利完成，還承 蒙張老師以及身邊的很多同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計過程中， 張老師給予了悉心的指導(dǎo)，最重要的是給了我解決問題的思路和方法，并且在設(shè)計環(huán)境和器材方面給予了大力的幫助和支持，在此，我對 張老師表示最真摯的感謝！同時感謝所有幫助過我的同學(xué)！鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。感些評閱老師百忙之中抽出時間對本論文進行了評閱！clb 借鑒附錄一 硬件原理圖EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U1STC 89C52RC123456789J310KVCCP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27Y112MC330PC230PVCCR410KR3470C110uFS3FWVCCP30P31P32P33P34P35P36P371122334455667788991010111112121313141415151616J4P11122334455667788991010111112121313141415151616J5P012J9ALE,PSEN1122334455667788991010111112121313141415151616J6P212J18EAsensingA1OUT12OUT23Vs4IN15enableA6IN27GND8Vss9IN310enableB11IN412OUT313OUT414sensingB15U1L298N123456J1IND54007D64007D74007D84007D14007D24007D34007D44007VCCVCCOUTA1OUTA2OUTB1OUTB2OUTA1OUTA2OUTB1OUTB2VCCC110412345678J4CON8+5V+5VVCC123J2CON3123J3CON3AABBP1.0P1.1P1.4P1.5P1.1P1.4P1.5P1.0a1k2k4a3H4TCRT5000a1k2k4a3H5TCRT5000a1k2k4a3H6TCRT5000R23330R2847kR24330R2947kR25330R3047kVCCT1T2T3a1k2k4a3H7TCRT5000a1k2k4a3H8TCRT5000R26330R3147kR27330R3247kT4T5OUT11-12+13VCC4+25-26OUT27OUT38-39+310GND/VEE11+412-413OUT414U3LM324C3104C410uFVCCT1T2T3VCCOUT1OUT2OUT3VCCR1310KR1510KR1610KVCCVCCOUT11-12+13VCC4+25-26OUT27OUT38-39+310GND/VEE11+412-413OUT414U4LM324VCCT4OUT4R1410KR1710KVCCVCCT5OUT5R201KR211KR221KD6LEDD7LEDD8LEDVCCOUT1OUT2OUT3VCC1234567J1CON7R181KR191KD4LEDD5LEDOUT4OUT5P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3clb 借鑒附圖一 智能小車硬件電路clb 借鑒C1+1V+2C1-3C2+4C2-5V-6T2 OUT7R2 OUT9R2 IN8T2 IN10T1 IN11R1 OUT12T1 OUT14R1 IN13GND15VCC16U2RS232162738495J11DB9C41uFC51uFC61uFC71uFC81uFVCCP301P300abfcgde1234567abcdefg8dpdp9abfcgdedpabfcgdedpabfcgdedp101112DS1BLUECA_1R51KR61KR71KR81KVCCP20P21P22P23P00P01P02P03P04P05P06P07Q19012Q29012Q39012Q49012123J7KZ SMGR14330R15330R16330R17330R18330R19330R20330R2133012345678910111213141516J8LCD 1602VCCVCCP20P21P22P00P01P02P03P04P05P06P07R1010K1122LS1SPEAKERQ59012R910KP24VCC1234J16USB212J15srdy12J14dy12J13dyS4DY KGC10100UFC910412J12dyR111KD3LEDVCC12J17dyA01A12A23GND4SDA5SCL6VP7VCC8U424C081122334455667788991010111112121313141415151616J10P3P30P31P32P33P34P35P36P37VCCP300P301clb 借鑒附圖二 單片機中其它元件單路圖附錄二 程序清單#include /*定義引腳*/sbit b2=P10; /電機右輪sbit b1=P11;sbit a2=P14; /電機左輪sbit a1=P15;sbit mid=P00; /前感應(yīng)器sbit left=P01; /左感應(yīng)器sbit right=P02; /右感應(yīng)器sbit q1=P03; /對應(yīng)循跡模塊的 Q1、Q2、Q3、Q4sbit q2=P04;sbit q3=P05;sbit q4=P06;sbit q5=P07;/*直走*/void ahead()a1=0;a2=1;b1=0;b2=1;/*左轉(zhuǎn)*/clb 借鑒void turnleft()a1=1;a2=0;b1=0;b2=1;/*右轉(zhuǎn)*/void turnright()a1=0;a2=1;b1=1;b2=0;/*停止*/void stop()a1=1;a2=1;b1=1;b2=1;/*循跡子程序*/void xunji()clb 借鑒if(q1=1&q2=1&q3=0&q4=1&q5=1)ahead();if(q1=1&q2=0&q3=0&q4=0&q5=1)ahead();if(q1=0&q2=1&q3=1&q4=1&q5=1)turnleft();if(q1=1&q2=0&q3=1&q4=1&q5=1)turnleft();if(q1=0&q2=0&q3=1&q4=1&q5=1)turnleft();if(q1=1&q2=0&q3=0&q4=1&q5=1)turnleft();if(q1=0&q2=0&q3=0&q4=1&q5=1)turnleft();if(q1=1&q2=1&q3=1&q4=0&q5=1)turnright();if(q1=1&q2=1&q3=1&q4=1&q5=0)turnright();if(q1=1&q2=1&q3=1&q4=0&q5=0)turnright();clb 借鑒if(q1=1&q2=1&q3=0&q4=0&q5=1)turnright();if(q1=1&q2=1&q3=0&q4=0&q5=0)turnright();if(q1=0&q2=0&q3=0&q4=0&q5=0)stop();/*壁障子程序*/void bizhang()while(1)if (mid=1&left=1&right=1)ahead();if (mid=1&left=0&right=0)ahead();if (mid=0&left=1&right=1)turnleft();if(mid=0&left=0&right=1)turnright();if(mid=0&right=0&left=1)turnleft();clb 借鑒if(mid=0&left=0&right=0)turnleft();if(mid=0&left=1&right=1)turnleft();if(q1|q2|q3|q4|q5=1)break;void main()while(1)xunji();if(q1=1&q2=1&q3=1&q4=1&q5=1)bizhang();clb 借鑒參考文獻1郭惠，吳迅.單片機 C 語言程序設(shè)計完全自學(xué)手冊M.電子工業(yè)出版社,2008.10：1-200.櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。2王東鋒，王會良，董冠強 . 單片機 C 語言應(yīng)用 100 例M. 電子工業(yè)出版社,2009.3：145-300.轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。3韓毅，楊天 . 基于 HCS12 單片機的智能尋跡模型車的設(shè)計與實現(xiàn) J.學(xué)術(shù)期刊， 2008，29（18）：1535-1955.峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。4 王曉明. 電動機的單片機控制 J. 學(xué)術(shù)期刊，2002，13（15）：1322-1755.5Yamato I , et al 1 New conversion system for UPS using high fre2詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。quency linkJ 1 IEEE PESC ,1988 :210-320.6Yamato I , et al 1 High frequency link DC/ AC converter for UPS則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。with a new voltage clamperJ 1IEEE PESC ,1990 :52-105.脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。