智能超声波避障小车毕业论文

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1、智能超声波避障小车毕业论文目录引言11系统设计11.1任务要求11.2总体设计12方案论证22.1系统控制模块设计方案论证22.2电机的选择方案论证32.3避障模块设计方案论证42.4显示模块设计方案论证52.5直流调速方案设计52.6电源模块设计方案论证53元器件介绍63.1AVR单片机主控芯片介绍63.2L298N驱动芯片63.2.1L298N驱动芯片介绍63.2.2L298N驱动芯片特点63.3直流电机63.4超声波传感器73.4.1超声波传感器概述73.4.2接口说明83.4.3超声波测距原理83

2、.5光电传感器83.6LCD1602液晶显示93.6.1液晶显示LCD实物图93.6.2液晶显示原理93.6.3管脚功能94系统单元电路的设计104.1超声波收发电路104.2红外线收发电路104.3单片机主控电路104.4电源电路11464.5LCD1602显示电路124.6电机驱动电路134.6.1直流电机H桥驱动方案的选择144.6.2PWM调速原理144.7光警示电路164.8单片机复位电路164.9单片机时钟震荡电路175软件设计185.1主程序195.2避障子程序195.3电机驱动子程序205

3、.4显示子程序215.5测量距离子程序235.6光警示子程序246调试与仿真246.1调试仿真工具Proteus介绍246.2硬件的制作与调试266.3电路与程序调试过程286.3.1电路的仿真调试286.3.2电路的调试287结论30谢辞31参考文献32附录3346第46页共47页引言智能，是指在非结构环境下运作并能够自动预先设定模式，不需要人为的操作就能达到预期或是更高的目标，为人类提供必要服务的集成智能化装备。作为当今社会的新产物，智能对我们的实际工作生活具有很大的实用性。超声波避障的研究对于我国智

4、能车的普及有一定的指导作用并且有着深远的意义，同时小车也成为现代智能玩具的一种良好的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。本题目设计的是具有自动避障功能的智能小车。主要开发一个能根据红外线和超声波检测结果，自动避开障碍物的智能小车控制系统。设计选择通用、价廉的ATmega16单片机作为主控芯片，选择通用的电机模型车为机械平台，系统通过采集超声波传感器和光电传感器的数据，通过相应的比较计算来对PWM波的输出进行控制操作，对电机的转速实现实时调节；通过超声波传感器接

5、收回的数据来计算小车与障碍物之间的距离，从而实现小车的避障功能。通过细化要求，本系统以ATmega16为核心控制器，主要由电源模块、电机驱动模块、显示模块、避障模块构成。通过电机控制技术和传感器技术相关知识的结合，设计完成以由超声波前方测距、避障与红外线左右自动避障组成的硬件模块，结合软件程序设计组成智能避障小车，共同实现了小车的前进、后退、左转、右转，通过超声波自动根据前方距离范围内障碍物测距，检测障碍物停止再绕行，达到设计目标。智能小车系统的设计思路采用了模块化的方法，电路结构简单，系统成本低，调试方

6、便，系统反应快速、灵活，小车调速平滑，功耗低，设计方案正确、实施性强，各项指标可靠、稳定，基本满足设计要求。稍加改动便可应用于简单的实际生产生活中，也可作为高校学生以及广大机器人爱好者学习研究使用。1系统设计1.1任务要求（1）检测障碍物并且避障：由超声波和红外探头共同实现；（2）小车电机由L298N驱动；（3）速度由单片机输出的PWM波控制；（4）超声波能实现对障碍物的测距，LCD屏显示了超声波检测到前方的距离。1.2总体设计46第46页共47页硬件电路系统的设计通过采用模块化的设计方法，由单片机最小系

7、统模块，超声波避障、红外线避障模块，电机驱动，电源模块，显示模块以及光报警模块七部分组成。其中小车使用AVR单片机为主控芯片，它通过小车前端超声波返回的数据来获取小车距离障碍物的距离，并且用LCD1602显示出来，当小车与障碍物的距离大于某设定的距离时，小车会沿直线前进，当小车与障碍物的距离小于某设定的距离时，小车左转或者右转以避开障碍物；车头两侧由红外线对管自动避障组成的硬件模块组成，实现小车左转和右转功能；并且此时LED闪烁。在避开障碍物后，小车会沿直线前进。系统硬件构成框图如图1-1所示。图1-1系

8、统硬件构成框图1方案论证1.1系统控制模块设计方案论证AT89S52单片机与ATmega16单片机的选择。方案一：AT89S52单片机具有十分完备的功能，不仅能够对片内某些特殊功能寄存器的某位进行传送、置位、清零、测试等处理，还能进行位的逻辑运算，使用起来得心应手。特点是控制简单、价格便宜，具有完整的输出输入、端口控制、以及内部程序的存储空间，程序烧写方便，支持USB口或者是串口两种下载程序方式，并且是我们平时上课学习与使用的