寻迹、避障、红外遥控智能小车

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1、毕业设计报告设计题目：智能遥控小车设计作者：李先生指导教师：程老师设计时间：2014年3月13日-0-目录1．引言……………………………………………………12．设计任务及要求2．1设计任务…………………………………………12．2设计要求…………………………………………13．系统总体设计3．1方案论证…………………………………………23.1.1电源模块3.1.2电机控制3.1.3循迹避障模块3.1.4显示模块3．2系统结构框图设计………………………………34．软、硬件设计4．1系统硬件原理……………………………………34．2系统软件设计……………………………………44.

2、2.1软件系统总流程图及设计思路说明……………44.2.2LCD液晶显示功能模块…………………………54.2.3时钟功能模块…………………………………64.2.4红外解码功能模块……………………………74.2.5循迹、避障功能模块……………………………85．安装与调试5．1各个模块调试过程………………………………95.2所有模块安装与调试……………………………105．2故障分析…………………………………………106．结论………………………………………………………107．使用仪器设备清单………………………………………108．收获、体验……………………………………………1

3、19．参考文献……………………………………………1210.附录第-14-页共13页第1章引言自工业革命以来,随着电气的发展,人类进入了文明的新阶段。机器人已经广泛用于工业、农业、服务业、军事、机械、交通、航天航空等领域。智能机器人水平的不断提高,大大提高了劳动效率,减轻了劳动强度。机器人与人类并肩作战,在征服自然,改造自然地过程中发挥着重要作用。智能小车是集力学、机械结构、数字电路、模拟电路、传感器、单片机、控制理论和算法等多门学科为一体的综合系统,其内容涵盖机械、电子、自动控制原理、传感技术等多个学科和领域。本文设计的基于AT89S51的智能小车就是要求其从起跑线出

4、发,然后通过自身自动调整向角,使其自动沿着一条黑色引导线行驶。通过电视遥控器可切换小车工作在手控模式或自动避障循迹模式，并且能在诺基亚5110液晶屏上显示时间及其状态。第2章设计任务及要求2．1设计任务制作一辆智能小车，完成以下几个任务：1.在自动模式下，使其从起跑线出发,然后通过自身自动调整向角,达到循迹的目的；2.在自动模式下，如果车子前面有障碍物挡着，小车能够自动左转直至无障碍物后继续循迹；3.通过电视遥控器能够对智能小车进行自动模式和手动模式的切换；4.在手动模式下，遥控中的7个按键可控制小车的前进、后退、左转、右转、停止、开灯、关灯；5.用诺基亚5110液晶

5、屏显示时间（年、月、日、星期、时、分、秒）及小车的状态。2．2设计要求1、实现自动与手动的灵敏转换；2、遥控要准确解码，距离在1M以上；3、小车在循迹时背景为浅色、痕迹为深色也可用，避障要具有较强的抗干扰能力。第-14-页共13页第3章系统总体设计3.1方案论证3.1.1电源模块方案一：电脑USB端口提供5V直流电源，不过电流较小，无法同时驱动循迹模块、避障模块、液晶显示模块和单片机板；方案二：用手机充电器，通过LM7805芯片稳压后提供电路所需的5V电压，不过需要接220V电源插头，且小车在运动时还会牵扯一条电源线，不够方便自如，所以放弃此方案；方案三：用9V左右的

6、直流蓄电池通过LM7805芯片稳压后提供电路所需的5V电压，此方法能使小车运动自如，且9V蓄电池价格便宜；综上三种方案所述，最后我们选用方案三。3.1.2电机控制方案一：采用继电器对电机的开/关控制，通过开关的切换对小车进行控制，这个电路的优点是比较简单但是继电器响应时间慢，易坏，寿命短，可靠性不高方案二：采用PWM电路，用单片机控制步进电机，是它工作在占空比可调开关状态，进而调整电机的转速，可以实现对方向的控制，虽然反应速度快，稳定性高，不过它占用的单片机内部资源多且步进电机价格昂贵，所以放弃此方案；方案三：通过L293B芯片驱动普通直流电机，并用单片机控制电机的方

7、向，虽然不能进行调速，不过体积小巧、价格便宜，更适合智能小车的安装需求；经过对以上三个方案的比较，我们采用方案三。3.1.3循迹避障模块方案一：购买现成的循迹、避障模块，精度高、误差小、抗干扰能力强，不过价格较贵，最重要的是这样一来我们就学的更少，对我们没什么锻炼的效果；方案二：自己制作PCB板，避障和循迹模块都采用独立的红外发射管和接收管，通过放大、滤波、比较后输出电平，不过循迹高度虽高，但选用的元件要很多，电路复杂，放弃此方案；方案三：自己制作PCB板，循迹模块采用TCRT5000红外发射接收头就能符合循迹所需高度，避障模块采用独立红外发射管和接