论文-红外避障小车

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1、论文-红外避障小车第一章绪论1.1引言自第一台工业机器人诞生以來，机器人的发展己经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年來机器人的智能水平不断提高，并月•迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程屮，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。由于在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。而在机器人在

2、复杂地形小行进时自动避障是一项必不对少也是最基本的功能，因此，自动避障系统的研发就应运而生。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物，所以我们的自动避障小车就是基于这一目标而设计的的，该智能小车可以作为机器人的典型代表，它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU,木次的设计中采用的技术主要有通过编程來控制小车的速度、传感器的冇效应用、新型芯片的采用等等。智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的

3、运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。所以我们的机器人不仅仅可以实现自动避障功能，还町以扩到展循迹等功能，感知导引线和障碍物等多个方面。1.2设计任务1.2.1设计思想本系统要求自行设计制作一个科能小车，该小车在前进的过程中能够检测到前方障碍并自动避开，达到避障的效果。我的设计思想是采川C8051F310单片机为控制核心，利川位置传感器检测道路上的障碍，通过采集数据并处理后由单片机产生PWM波驱动首流电机对车进行转向和行动控制，控制电动小汽车的口动避障，快慢速行驶，以及口动停车。-1-

4、1.2.2功能概述根据题冃中的设计要求，木系统主要由微控制器模块、避障模块、直流电机及其驱动模块电源模块等构成。木系统的方框图如图1-2-2所示：图1-1系统方框图微控制器模块：通过采用C8051F310作为微控制器接受传感器部分收集到的外部信息进行处理，并将结呆输出到电机驱动模块控制电机运行。避障模块：采用位置传感器的漫反射检测來检测前方是否有障碍，通过红外光电开关采集到的信号送到微控制器。驱动模块：通过接收微控制器产生的信号来驱动电机运行，达到快慢速行驶，转向控制以及自动停车。电源模块：电源部分

5、是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。第二章硬件电路设计2.1关键元件选择讨论2.1.1单片机的选择C8051F310器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片。下面列出了一些主耍特性:1.高速、流水线结构的8051兼容的C1P-51内核（可达25.MIPS）2.全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）3.带模拟多路器真正10位200ksps的25通道单端/差分ADC（C8051F310/1/2/3）4.高粘度可编程的25MHz内部振荡器-2-5.16KB(C8051F310/1)或8KB(C8

6、051F312/3/4/5)在系统编程的FLASH存储器6.1280字节片内RAM7.破件实现的SMBus/I2C、增强型UART和增强型SPI串行接口8.4个通用的16位定时器9.具有5个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的口J编程计数器/定时器阵列10.片内上电复位、VDD监视器和温度传感器11•片内电压比较器(2)12.29/25个端口I/O(容许5V输入)具有片内上电复位、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F310是真正能独立工作的片上系统。FLASH存储器还具有在系统重新编程

7、能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。用户软件对所有外设具有完全的控制，可以关断任何一个或所冇外设以节省功耗。Af百二孑：3nzv.hC2口DsDjgL、NftS7：«2C^0kPQREffkf罚hhT£g051c0rePotaLatshPqI1Laicnir-ar0.12.3/R"CPCA/SM&jsSPIF2La口PR5Lalsh〔Krry侣■^qSRAMSFRBus16kDryt^rLASH3TTTjC8051F310原理示意片内Siliconlabs二线（C2）开发接口允

8、许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、金速、在系统调试。调试逻辑支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。在使用C2进行调试时，所冇的模拟和数字外设都可全功能运行。两个C2接口引脚可以与用户功能共享，使在系统调试功能不占用封装引脚。每种器件都可在工业温度范围(-45°C到+85°C)内用2.7V-3.6V的电压工作。端口I/O、/RST和JTAG引脚都容许5V的输入信号电压。C8051F31X有32脚LQFP封装和2