基于单片机的红外避障小车毕业设计.doc
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基于单片机的红外避障小车毕业设计.doc
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毕业设计(论文)
题目:
基于单片机的红外避障小车
学院:
浦江学院
专业:
电子信息工程
2013年06月
摘要
随着科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技技术也广泛应用于智能小车河机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高新技术的集成体,融合了机械,计算机硬件,软件,电子,人工智能等多种科学技术的知识,可以涉及到当今许多前言领域的技术。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
本设计主要由单片机控制系统模块、电机驱动模块、红外避障模块、声控模块组成,系统以STC89C52RC单片机为核心,通过避障模块和声控模块接受到的信息来控制电机运行。
系统通过7节1.5V干电池通过降压电路降成5V稳定直流电对单片机和发动机进行供电。
本文介绍了红外避障的原理、系统整体设计及相关软件的介绍。
软件部分采用模块化设计思路,整个程序包括主程序,电机驱动程序,信号检测程序,通过小车运行时检测到的运行信息来调用左转、直行或停止函数来控制小车。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
测试结果表明,本文的各项功能基本正常,除发动机转速不匹配外能实现本设计的所有要求。
关键字:
STC89C52RC小车避障单片机
I
Abstract
Withtheprogressofscienceandtechnology,intelligentandautomationtechnologyismoreandmorepopular,High-techtechnologyisalsowidelyusedinintelligentcarriverrobottoymanufacturing,intelligentrobotismoreandmorediversified.Intelligentcarisavarietyofhighandnewtechnologyintegration,integrationofmechanical,computerhardware,software,electronics,artificialintelligenceandsoonthemanykindsofknowledge,scienceandtechnologycanbeinvolvedinmanyoftoday'sintroductioninthefieldoftechnology.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
Thisdesignismainlycomposedofsingle-chipmicrocomputercontrolsystemmodule,motordrivemodule,theinfraredobstacleavoidancemodule,voicecontrolmodule,systemwithSTC89C52RCsingle-chipmicrocomputerasthecore,throughtheobstacleavoidancemoduleandvoicecontrolmodulereceivesinformationtocontrolthemotorrunning.Systemby71.5Vdrycellbystep-downcircuitdownintoastabledc5Vforsinglechipmicrocomputerandenginepower.Thispaperintroducestheprincipleofinfraredobstacleavoidance,theintroductionofoverallsystemdesignandrelatedsoftware.Softwarepartadoptsthemodulardesignthinking,theprocessincludesthemainprogram,motordriver,signaldetectionprocedures,throughthecarrunstheoperationofthedetectedinformationcalltoturnleft,gostraight,orstopfunctiontocontrolthecar.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
Testresultsshowthatthevariousfunctionsofthebasicnormal,inadditiontotheenginespeeddoesnotmatchtoachievealltherequirementsofthedesign.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
Keywords:
obstacleavoidanceSCMSTC89C52RCcars
III
目录
摘要 I謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
Abstract II
第一章绪论 1厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
1.1课题背景 1茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
1.2课题研究的目的和意义 1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
1.3本设计的内容及结构 2籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
1.3.1本设计的内容 2預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
1.3.1本设计的结构 2渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
第二章系统硬件选择 1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
2.1车体结构 1擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
2.2红外避障传感器原则 2贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
2.3STC89C52单片机介绍 2坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
第三章系统硬件设计 1蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
3.1系统设计框图 1買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
3.2系统电路设计 2綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
3.3供电电路 2驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
3.4声音检测电路 2猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
3.5红外避障基本原理 2锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
3.6电机驱动电路 2構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
3.7单片机最小系统 2輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
第四章程序设计 1尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
4.1软件调试平台 1识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
4.2程序逻辑流程图 2凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
4.3系统软件程序 2恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
第五章调试 1鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
5.1Protel99SE简介 1硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
5.2软件调试 2阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
5.3硬件调试 2氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
5.3.1声音检测调试 2釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
5.3.2红外避障调试 2怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
第六章总结与展望 1谚辞調担鈧谄动禪泻類。
结论 1嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
致谢 1熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
参考文献 1鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
附录 1纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
附录一完整电路图 2颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
附录二小车实物图 2濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
V
第一章绪论
1.1课题背景
目前,在科技技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支,出现于20世纪06年代。
当时斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和charlesRosen等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此,移动机器人从无到有,数量不断增多,智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。
銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
智能小车,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
智能车辆也叫无人车辆,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:
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(1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;
(2)摄像机,用来获得道路图像信息;
(3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆技术按功能可分为三层,即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。
上一层技术是下一层技术的基础。
三个层次具体如下:
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(1)智能感知系统,利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及
驾驶员本身的状态信息,必要时发出预警信息。
主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。
碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。
裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
(2)辅助驾驶系统,利用智能感知系统的信息进行决策规划,给驾驶员提出驾驶建议或部分地代替驾驶员进行车辆控制操作。
主要包括:
巡航控制、车辆跟踪系统、准确泊车系统及精确机动系统。
仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。
(3)车辆自动驾驶系统,这是智能车辆技术的最高层次,它由车载计算机全部自动地实现车辆操作功能。
目前,主要发展用于拥挤交通时低速自动驾驶系统、近距离车辆排队驾驶系统等。
绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
这种智能小车的主要应用领域包括以下几个方面:
(1)军事侦察与环境探测
现代战争对军事侦察提出了更高的要求,世界各国普遍重视对军事侦察的建设,采取各种有效措施预防敌方的突然袭击,并广泛应用先进科学技术,不断研制多途的侦察器材和探测设备,在车上装备摄像机、安全激光测距仪、夜视装置和卫星全球定位仪等设备,通过光缆操纵,完成侦察和监视敌情、情报收集、目标搜索和自主巡逻等任务,进一步扩大侦察的范围,提高侦察的时效性和准确性。
骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
(2)探测危险与排除险情
在战场上或工程中,常常会遇到各种各样的意外。
这时,智能化探测小车就会发挥很好的作用。
战场上,可以使用智能车辆扫除路边炸弹、寻找和销毁地雷。
民用方面,可以探测化学泄漏物质,可以进行地铁灭火,以及在强烈地震发生后到废墟中寻找被埋人员等。
瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
(3)安全检测受损评估
在工程建设领域,可对高速公路自动巡迹,进行道路质量检测和破坏分析检测;对水库堤坝、海岸护岸堤、江河大坝进行质量和安全性检测。
在制造领域,可用于工业管道中机械损伤,裂纹等缺陷的探寻,对输油和输气管线的泄漏和破损点的查找和定位等。
鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
(4)智能家居
在家庭中,可以用智能小车进行家具、远程控
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