多功能语音小车循迹、避障、寻光部分设计Word格式文档下载.docx

多功能语音小车循迹、避障、寻光部分设计Word格式文档下载.docx

《多功能语音小车循迹、避障、寻光部分设计Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多功能语音小车循迹、避障、寻光部分设计Word格式文档下载.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

级 

电子Z102 

学 

号 

201002203092 

姓 

名 

孙思 

指导教师 

黄殿芳 

陈韶飞 

2014年 

05月 

15日

摘要

智能小车其实是一种小型化机器人，它通过执行特定的程序来完成不同的功能。

由于靠程序来运行，智能小车的智能化程度非常高，可以在无人管理的情况下连续完成一系列复杂的任务，而且智能小车功能多样，只需要下载不同的程序就可以完成特定任务，调试简单，这使得智能小车在诸如科学研究、地质勘探、危险搜索、智能救援、汽车避障、货物运输等许多领域中应用广泛。

本设计中，采用51单片机作为小车控制的核心，实现小车的循迹、避障、寻光、加减速和语音控制等功能。

小车系统主要由避障模块、循迹模块、测速模块、显示模块、寻光模块、电机驱动模块、语音模块和电源模块组成。

小车采用模式切换的方式来执行不同的功能；

采用四组红外发射对管和电压比较器实现循迹功能；

采用超声波和舵机模块实现避障功能；

采用四组光敏二极管实现寻光功能；

采用PWM调速原理实现小车加减速功能；

采用四组数码管来显示小车的速度或距离。

语音控制是本设计的亮点之一，此功能的实现要基于带有语音播报和控制功能的SPCE061A单片机，通过初始化、训练、识别几个步骤后，就能实现小车前进、倒退、左拐、右拐和停车五个语音功能。

本次设计出的智能小车集各种常见功能于一身，是一个功能齐全，性能先进的多功能语音智能车。

关键词：

智能小车，SPCE061A， 

单片机， 

循迹， 

避障， 

寻光， 

语音控制

ABSTRACT

Smartcarisactuallyakindofminiaturerobot,whichcancompletedifferentfunctionsbyperformingaparticularprogram.Becauseit’runningisbasedonprogram,theintelligentdegreeofintelligentcarsisveryhigh,seriesofcomplextaskcanbedonecontinuouslyinthecaseofunattended,andsmartcarhaslowproductioncost,simplecircuitstructure,convenientdebugging。

Theseadvantagesmakethesmartcarwidelyused，suchasscientificresearch,geologicalexploration,dangeroussearch,intelligentaid,carobstacleavoidance,transportationandmanyotherfields.Inthisdesign,the51SCMisusedasthecoreofthecarcontroltorealizethecartracking,obstacleavoidance,lightsearching,accelerationanddecelerationofspeed,andvoicecontrol.Carsystemismainlycomposedofobstacleavoidancemodule,trackingmodule,Speedmeasuringmodulemodule,displaymodule,opticalmodule,motordrivemodule,voicemoduleandpowermodule.Thecarperformsdifferentfunctionswiththemethodofmodeswitches；

Cartrackingisrealizedbyusingfourgroupsofinfraredemissionoftubefunction；

Carobstacleavoidancefunctionisrealizedbyusingultrasoni；

Lightsearchingfunctionisrealizedbyusingfourgroupsofphotosensitivediode；

PWMspeedregulationprinciplewasadoptedtorealizetheaccelerationanddecelerationofspeed；

Usingfourdigitaltubetodisplaythecarspeedordistance；

Voicecontrolisoneofthehighlightsofthisdesign,whichisrealizedbasedonSPCE061Awithspeechandcontrolfunction.throughtheinitialization,trainingandrecognitionseveralsteps,wecanrealizetheforward,backward,left,rightfourvoicefunction.Thedesignofintelligentcarhavingvariouscommonfunctionsinone,isafullyfunctional,performanceadvanced 

multi-functionvoiceintelligentcar.

Keywords:

intelligentcar，SPCE061A，racking， 

obstacleavoidance， 

light 

searching，voicecontrol

目 

录

1绪论

1.1智能小车概述

1.2智能小车研究意义

1.3国内外智能车的研究现状

1.4设计要求和设计思路

1.4.1设计要求

1.4.2设计思路

2方案选择4

2.1任务分析

2.2系统总框图

2.3方案选择依据

2.3.1循迹模块

2.3.2避障模块

2.3.3寻光模块

2.3.4显示模块

2.3.5测速模块

3硬件介绍与设计

3.1主模块

3.1.151系列单片机开发板

3.1.2STC89C52单片机

3.2循迹模块

3.2.1LM399和探头组合模块

3.2.2灵敏度调节

3.2.3LM339电压比较器

3.3避障模块

3.3.1US-100超声波测距模块

3.3.2SG90舵机

3.4寻光模块

3.5测速模块

4软件设计与实现

4.1开发环境简介

4.2keiluvision2工具界面

4.3程序流程图

4.3.1主程序流程图

4.3.2循迹子程序流程图

4.3.3避障子程序流程图

4.3.4寻光子程序流程图

4.3.5显示子程序流程图

4.4系统调试过程

结束语

致谢

参考文献

附录1:

小车实物图

附录2：

避障和循迹图

附录3:

各模块接口连接情况

附录4:

小车原理图

1 

绪论

智能小车是一个集成了多种功能的综合系统，能感知周边环境的变化，主动做出决策并实现自动驾驶，广泛应用于自动控制和自动驾驶领域。

智能车的功能实现运用了多种技术，融合了多学科知识，如模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术、计算机技术、通信技术、传感器技术、导航技术、人工智能技术，这些知识的融合最终造就了性能先进的智能小车。

在毕业设计以及各种竞赛中，都经常采用智能小车作为题目，这些题目为学生提供了开发智力、培养兴趣的广阔平台，不仅可以培养学生的创新能力和独立解决问题的能力，还能锻炼学生的团队合作精神和责任心。

飞思卡尔是一项在各大高校中有广泛影响力的比赛，该赛事中，也采用了智能小车的题目。

这类比赛只要求参赛者实现循迹功能，但不限定使用哪种方式实现这一功能，所以选手们有多种选择，他们选择的方案会在比赛中一比高下，经过不断地改进方案，每种实现方案都会使小车的性能得到很大提升。

在毕业设计中，设计者设计的小车往往只能完成循迹、避障、寻光、语音控制中的某一项功能，这样就限制了小车的功能，不能充分发挥学生的想象力和创造能力。

我们设计的智能车就考虑到了这个问题，在设计中就想到把各种常见功能集中在一起，让智能车成为真正意义上的智能车。

我们设计的小车可以完成循迹、避障、寻光、语音控制以及加减速五大功能，当然在此基础上还可以拓展出更多实用的功能。

进入21世纪，随着我国科学技术的迅速发展，智能化和自动化技术得到广泛普及，各种各样的高新技术也应用到智能小车和机器人的设计制造中，技术的突破使得智能车步入了发展的快车道。

提高生产技术的需要对自动化技术提出了更高的要求，这意味着要开发出智能化水平更高的智能车产品以及其延伸产品以适应不同领域的要求。

目前，已有许多功能多样、性能先进、设计前卫的智能车产品，它们的广泛应用一定会为各行各业带来新的生机。

智能小车融合了多学科知识，这些知识涉及到传感器、计算机、单片机、软件、通信等领域。

智能小车要能轻松应对各种复杂的路况，能自动感知路面的情况并自主的做出决策，设法避开障碍物，向目标区域前进，当然还可以给智能小车安装导航定位系统，实时控制智能车的位置。

智能小车的研究意义非凡，因为它可以作为一个平台，为更复杂的智能车辆的研究提供充分的技术准备。

未来的汽车将是十分智能的，在无人驾驶的情况下就能实现自动驾驶，这样，人们在驾驶车辆时，如果出现驾驶疲劳或疏忽大意的情况，自动驾驶功能就能自动接管车辆，让汽车安全平稳的行驶到目的地，人们的生命安全就有了保证，可见智能小车的研究是有重大意义的。

汽车业的发展日新月异，人们对智能汽车的关注度也越来越高，各国都在积极开展智能车的研发，以期在智能车研究中领跑世界，尽早开发出实用安全的智能汽车，抢占市场先机。

智能车作为智能机器人的一个分支，其研究成果将直接推动机器人的研究工作，尤其是对移动机器人的研究。

移动机器人运用了传感器、移动通信等很多高科技技术，使得移动机器人能自主判断，自动推理和自动决断。

对智能小车的研究可以为智能车辆和机器人的研究提供技术支撑，各国都不惜投入大量人力物力去开展丰富多彩的智能小车项目。

全国电子竞赛和各高校开展的各种竞赛和设计中都可以见到智能小车的身影