智能小车避障系统设计

《智能小车避障系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、[在此处键入]毕业设计说明书设计题目:专业:班级:学号:姓名:指导教师:二〇一五年十二月二日III[在此处键入]目　录摘　要1第１章　绪论2第2章　方案论证32.1　系统总体方案设计32.2　系统方案的选择与比较32.2.1　控制模块方案的选择32.2.2　显示模块方案的选择42.2.3　超声波模块方案的选择42.2.4　驱动模块方案的选择42.3　系统总体方案论证5第3章　硬件电路设计63.1　整机设计63.1.1　整机系统63.1.2　避障系统工作模式63.2　各功能模块硬件电路设计83.2.1　单片机最小系统83.2.2　液晶显示电路123.2.3

2、　驱动电路183.2.6　超声波测距避障电路21第4章　系统软件设计234.1　主程序流程234.2　主要子程序流程234.2.1　液晶显示子程序流程244.2.2　超声波子程序流程244.2.3　避障子程序流程图26III[在此处键入]4.3　软件调试26第5章　系统制作与调试285.1　硬件制作285.1.1　AltiumDesigner14软件285.1.2　PCB的设计与制作295.2　硬件电路的安装与焊接315.3　电脑端的ISP控制软件325.4　实物安装与调试33结　论36参考文献37附录1　系统各部分设计原理图38附录2　系统各部分设计P

3、CB板40附录3　元件清单表41附录4　源程序43III摘　要系统以MCS-51单片机为控制核心，完成对系统各个子模块的控制工作，从而保证各模块正常有序的完成任务；电源模块负责为整个系统供电，提供所需的电压；采用超声波模块对障碍物进行探测和距离测定；显示模块负责显示小车距离障碍物的距离和设计者姓名；语音模块负责对障碍物距离进行语音提示；红外对管模块负责探测地面黑白线，保证小车按预定路线行驶；电机驱动模块负责小车的运行，其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。同时，设计制作的实物功能齐全，美观大方。关键词　避障；超声波；单片机

4、第１章　绪论近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波做出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量因其测量精确度高，成本低，性能稳定而备受青睐。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物体物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的

5、测量等。由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于造纸业、矿业、电厂、化工业、特殊水处理、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。因此，超声测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、

6、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。超声波测距电路可以由传统的模拟或者数字电路构建，但是基于这些传统电路构建的系统往往可靠性差，调试困难，可扩展性差，所以基于单片机的超声波测距系统被广泛的应用。通过简单的外围电路发生和接收超声波，单片机通过采样获取到超声波的传播时间，用

7、软件来计算出距离，并且可以采集环境温度进行测距补偿，其测量电路小巧，精度高，反映速度快，可靠性好。第2章　方案论证2.1　系统总体方案设计根据设计任务要求，可将此系统划分为四个部分，第一个部分为单片机控制模块，它由STC89C52RC单片机、单片机最小系统、串口通信电路和相应辅助电路组成，并主要负责各个子模块的控制工作，从而保证各自模块正常有序的完成各自任务；第二个部分为驱动模块，它的主要作用是驱动小车直流电机，使小车运动。第三个部分为显示模块，它主要用于显示小车距离障碍物的距离等信息。第四个部分为超声波传感器，他主要用于对小车运行前方的障碍物进行探测和

8、对障碍物距离进行判断。其系统结构如图2-1所示。主控系统LCD液晶显示模块驱动模