基于51单片机的循迹避障小车的设计.ppt

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1、基于51单片机的循迹避障小车的设计目录第一部分研究背景第二部分系统方案第三部分硬件部分设计第四部分调试制作第一部分第一部分研究背景研究现状研究意义主要内容研究现状在世界经济多元化的环境下，很多国家都在积极开展研究和开发智能车。在二十世纪高新技术不断发展的时代，移动机器人是成为机器人技术的一个重要分支。世界各国在智能微型车领域进行了很多研究，己经应用多个领域，在探测和军事领域使用特别多。近年来，我国也开展了很多研究工作，以满足不同用途的需要。世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。ABCD机器人科研娱乐考古研究意义智能小车传感器检测上位机调试中央处理器主

2、要内容机械执行小组预设计：智能车通过感知导引线和障碍物，可以实现自动循迹、避障等功能，且可以通过一套完整的控制策略，改善小车的行驶状况，达到更加稳定的状态。第二部分第二部分系统方案系统方案确定主要模块的选择系统方案确定本次设计的智能小车实现的基本功能如下：实时检测路径，并按照指定路线行驶；实时检测障碍物，并躲过继续行驶；以AT89C51为主控芯片，主要包括避障模块、电源模块、电机驱动模块等，系统框图如图所示。通过传感器来采集周围环境信息来反馈给CPU，通过主控的处理，来控制电机的运转，从而实现寻迹与避障，达到智能行驶。ABCD主控器传感器驱动电机电机驱动51单片机

3、主要模块的选择红外对管ST188+多集成模块E18-D50NK直流电机功率三极管（供电单元采用多节电池串联供电）第三部分第三部分硬件部分设计主控器AT89C51复位电路和时钟电路传感器模块AT89C51单片机AT89C51实物图和引脚图如图AT89C51特性主控器AT89C51主要特性如下表AT89C51主要特性1兼容MCS-51的指令集和输出管脚2拥有4Kbite可编程可擦除只读存储器3可循环擦除/写入1000次410年的数据保留时间5全静态工作频率0Hz-24MHz6三级程序存储器锁定7128×8位内部RAM832可编程I/O线9两个16位定时器/计数器105

4、个中断源11可编程串行通道12闲置和掉电模式-低功耗13拥有片内振荡器和时钟电路由于AT89C51单片机要能正常工作必须要有时钟和复位电路等构成单片的最小运行环境，为此本系统的最小控制电路如图所示主控器AT89C51单片机最小系统复位电路在单片机系统中，复位电路是非常关键的，当程序运行不正常或停止运行时，就需要进行复位。MCS-5l系列单片机的复位引脚RST（第9管脚）出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST一直保持高电平，那么单片机就无限循环复位。复位模式基本包括上电自动复位和开关复位。如图所示,在上电瞬间，电容两端电压不能突变，且电容负

5、极和reset相连，此时电压全部加在电阻上，rest引脚电压为高电平，芯片复位。随后，5V电源开始给电容充电，电阻上的电压逐渐降低至接近0V，芯片正常工作。复位电路时钟电路时钟电路是用来产生AT89C51单片机工作时所必须的时钟信号，AT89C51本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，AT89C51在唯一的时钟信号的控制下严格的按时序执行指令进行工作，时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号，如图所示。AT89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2它们

6、跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器。时钟电路循迹模块小车循迹，采用红外检测的方法，红外检测法是通过黑线和白色对红外线的吸收效果不同，当红外光线射到白色底板时，会发生漫反射反射到智能车的接受管上，而射到黑线则会被吸收不会产生发射，智能车红外接收管就接收不到。故，整个智能车通过红外接收管是否接收到红外线来判断黑线和白线的，从而实现循迹。但需要主要的是，红外传感器的检测距离有限，一般在3cm之内。红外光电传感器由1个红外发射管（发射器）和1个光电二极管（接收器）所构成，循迹示意图如图所示。循迹示意图红外光电传感器ST188结构与实物图避障模块本设

7、计避障模块拟选用的是集成模块E18-D50NK，该传感器是一种红外光电管。这是一种集发射与接收于一体的光电式传感器，其检测距离可以根据我们的需要进行调节。此传感器探测距离远，抗干扰性强，且价格低廉，容易使用，已在机器人行业中得到广泛应用，是我们避障功能设计的最佳选择。该传感器实物图如图：E18-D50NK传感器该传感器原理：前方无障碍输出高电平(1)，有障碍输出口（黄色）电平会从高电平变成低电平(0)，工作原理已经标在图上。背面图有一个电位器可以调节障碍的检测距离。第四部分第四部分调试制作调试软件系统程序流程设计调试软件KeilforC51是美国KeilSoftw

8、are公司