红外避障小车开题报告

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1、开题报告一、课题名称红外避障小车二、选题依据随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光

2、电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。三、设计思想1.【摘要】:本文提出一种智能避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物信息，采用AT89S51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用后轮驱动，两轮各用一个直流电机控制，避障用的传感器采用红外漫反射式传感器。【关键词】:避障光电开关差分控制LCD2.功能概述智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主

3、控芯片控制右轮电机停止左轮转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机停止转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规定车右转。于此同时测定速度并显示，在避障小车前进的同时从LCD点阵液晶显示器上显示小车当时速度。在小车左转或右转时在显示器上显示出左或右。3.硬件设计如下图所示，是本次设计智能小车的电路框图。以AT89S51为电路的中央处理器，来处理传感器采集来的数据，处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。电源部分是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。4.单片机电路本设计的主控芯片选择AT89S51，负责检测传感器的状态并向电机驱

4、动电路发出动作命令。复位电路采用手动复位。5.电机转速控制电路由555时基电路构成多谐振荡器提供一个PWM信号，通过控制该信号的占空比来实现电机调速。6.电源电路本系统所有芯片都需要+5V的工作电压，而干电池只能提供的电压为1．5V的倍数的电压，并且随着使用时间的延长，其电压会逐渐下降，则需要LM7805稳压芯片。L7805能提供300至500mA的电流，足以满足芯片供电的要求。虽然微处理器和微控制器不需要支持电路，功耗也很低，但必须要加以考虑。7.电机驱动电路 市场上用很多种类的小电压直流电动机，很方便的选择到。主要有普通电动机、和步进电动机。    方案一：采

5、用步进电机，步进电动机的一个显著的特点就是具有快速启动和停止能力，能够达到我们所要求的标准。如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即是步进电机启动或反转。其转换灵敏度比较高。正转、反转控制灵活。但是步进电机的价格比较昂贵，对于我们的现状相差太远。    方案二：采用普通的直流电机。直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便。调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。能满足各种不容的特殊运行要求。由于普通直流电机价格适宜，更易于购买，并且电路相对简单，因此采用直流电机作为动力源本设计采用差分放大驱动使电机正反转

6、从而做到前进，左转右转。采用四个大功率晶体管组成H桥式电路，四个大功率晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制使之工作在开关状态，进而控制电机的运行。该控制电路由于四个大功率晶体管只工作在饱和与截止状态下，效率非常高，并且大功率晶体管开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的电路。8.　小结本文提出了一种经济实用的智能小车设计方法，给出了从硬件电路设计到软件设计的一系列步骤。采用了直流电机作为执行元件，E3F系列光电开关作为检测元件，AT89S51单片机作为主控芯片，完成了小车避障功能的实现。与此同时应用LCD显示状态，本设计不仅对于了解单片机的结构、电路

7、设计及控制功能有一定的帮助，还有益于诱发学习单片机的兴趣。四、进度安排第一周1.收集资料，确定方案2.PCB设计第二周电机，电源，单片机程序设计第三周硬件安装与调试第四周联合调试五、参考文献【1】李朝青．单片微机原理及接口技术（第三版）。[M]北京航空航天大学出版社【2】阎石.数字电子技术基础（清华大学电子学教研组编第五版）高等教育出版社【3】康华光.电子技术基础（第五版）高等教育出版社【4】《无线电》2009年第2期宋泽清关于灵活避障快速循迹【5】杨加国单片机原理与应用及C51程序设计清华大学出版社