基于单片机的自动往返小汽车的设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化基于单片机的自动往返小汽车的设计一、前言智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途径。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，许多国家已经把电子设计比赛作为创新教育的战略性手段。电子设计涉及到多个学科，机械电子、

2、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术等等，是众多领域的高科技。电子设计技术，它是一个国家高科技实例的一个重要标准，可见其研究意义很大。本次设计虽然只是一个模型，但是具有充分的科学性和实用性。首先我们按照适当的比例制作出一个路况模型。在行驶路段中，脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机，单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车进行动作。二、主题部分科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益广泛，已经远远的超出了计算机科学领域。小到玩具、信用卡，大到航天飞机

3、、机器人，从实现数据采集、远程控制、模糊控制等智能系统带人类的日常生活，到处离不开单片机，此设计正是单片机的一个典型的应用。此设计通过实现了小车的无人驾驶，通过对路面的检测，由单片机来判断控制其小车的反应情况，使其变得智能化，实现自动的前进，转弯，停止功能，此系统还不断的完善后可以应用到道路检测，安全巡逻中，能满足社会的需求。智能小车是智能车辆研究的一个分支。它以车轮作为移动机构、能够实现自主行驶，所以我们称之为智能小车。智能小车具有机器人的基本特征——易于编程。它与遥控小车的不同之处在于，后者需要操作员来控制其转向、启

4、停和进退，比较先进的遥控车还能控制其速度(常见的模型小车都属于这类遥控车)；而智能小车则可以通过计算机编程来实现其对小车启停、行驶方向以及速度的控制，无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序或者某些数据来改变它的行驶方式。这种可以通过编程来控制、改变小车行驶方式的特性是智能小车的最大特点。智能小车控制系统的研究目的是使得小车行驶具有更高自主性。如果任意给定小车一条无障路径，通过该系统，小车就可以得到系统对路径图形处理后的数据(位移与转角)，并能根据位移和转角信息按照预定路径行进。整个硬件系统可分为控制部分模块

5、、光源探测模块、直流电机驱动模块、车灯显示模块、数码显示模块等。如图1所示：选用89C51型号的单片机作为小车往返系统的核心控制部分；用红外光电传感器来检测小车是否经过跑道上的黑线，来确定小车在跑道上的具体位置，然后以小车当前所处的位置具体的对小车的行驶状态进行调整；同时传感器输入的信号可以通过单片机控制继电器的吸合放开，以此控制转向电机的脉冲电压来控制电机的转向，最终实现小车行驶方向偏离的纠正；小车的调速采用软件控制的PWM调速控制来驱动电机的转动速度；小车以及单片机的电源用单一的9V直流电源供电，通过DC/DC转变后

6、分别向单片机以及电动机供电；小车的行驶情况通过LED数码管加上译码块组成的静态显示模块显示出来。光源探测模块整形计数器译码显示光源探测模块整形时钟计数器PWM方向控制电机译码显示图1硬件框图在设计上，使用四个传感器来检测路面的情况，传感器的信号比较微弱，采用一个放大器进行比较放大，并将其信号输入到控制器，在受控制端使用步进电机，因为步进电机是用电脉冲进行控制的，只要从控制器输出满足步进电机功过的固定控制字即可。此外步进电机的运作还要一个驱动电路，故电路中还要加入一个驱动电路，各个功能模块对电源电流的要求不同，对电源部分设

7、置转换电路，从而满足各个部分的需要。经过元件的比较选择，设计出电路原理图和电路板，并做好硬件的调试，系统往往是软件和硬件两者相结合的有机整体。软件上，使用51单片机的定时器中断来控制路面检测间隔和小车的运动及速度。由于带那路比较简单，就采用较为传统的汇编语言进行程序设计。对于程序设计的正确性，用较常用的keilc51仿真软件进行仿真验证，最后便是软硬件的综合调试，证明本设计方案的正确性和可行性。软件编程是循迹小车的灵魂，小车精确地循迹基于合理的编程算法，为了便于调试结构明朗，小车的软件编程分为主函数、检测循迹函数和控制函

8、数。其中，主函数合理地分配调用各个模块函数，主要负责各模块间的总体协调。循迹检测函数负责稳定地判定各种信息，将信息值返回，以便主函数或别的函数调用处理。控制函数主要负责小车的状态控制，根据传感器返回的信息准确地判定小车所处的位置，并做出相应的响应。其中控制函数中包含了各种算法以实现系统控制的稳定性。由于控制的数学模型