《智能超声波避障小车的设计与制作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能超声波避障小车的设计与制作（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、江阴职业技术学院项目设计报告项目:超声波避障小车的设计与制作专 业 学生姓名 班 级 学 号 指引教师 完毕日期 摘 要智能小车是一种可以通过编程手段完毕特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路构造简朴，程序调试以便等长处。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的爱慕。本论文简介的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作(如下简称智能小车)，论文对智能小车的方案选择,设计思路,以及软硬件的功能和工作原理进行了具体的分析和论述。经实践验收测试，该智能小车的电路构造简朴,调试以便，系统反映迅速、灵活,设计方案对的、可行,各项指标稳定、可靠。Absatmrcar a
2、be poramedtopefrm aspcific task meas the miniaturization f oot, thas o make cot is low,cicui mple structue, onvnient rogramtes. Bcaus of it has strong interes, inteligent robocrfavr he ajority of the universty studnt enthsiats an love. This paper introdces theis a auttc btce avoidce funtnof ielligen
3、 car deign nd poduction (hereinaftrefeeto as e mar car), hthess to the iteligee o t carsch selection，esgn da, nd he mlmenation of awae an sftwfunctio and kin rincipea detld analysisnd discuses. Ater racie accepan et, his inelligencar cicui structr s sime， cnenientdebu， fat, lexibsstemrefec, corret a
4、n feasile esign sheme, ec index s steay d reiable.目 录摘 要AbractI目 录I第一章 绪论1.1项目研究背景及意义:12项目重要研究内容：1.3设计思路:14应用场合和功能:2第二章 总体方案32总体方案概述:322 总体电路原理图：第三章 各模块功能简介4.障碍物测距系统:432显示模块:33驱动模块:3电源模块:12第四章 软件设计14.程序设计流程图4.2 核心程序设计:14第五章 系统调试15 调试的思路:12 各模块的调试：753 调试心得：1第六章结论与展望206.1 结论：06.2 展望:致 谢2参照资料2附录231.元器件
5、清单:232样机实物照片:24.电路原理图:25有关程序6第一章绪论 1.1项目研究背景及意义: 智能作为现代社会的新产物，是后来的发展方向，她可以按照预先设定的 模式在一种特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完毕预期所要达 到的或是更高的目的。本设计重要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析措施及特色与创新点等可觉得自动运送机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参照意义。同 时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺少进行一定的 弥补，实现经济收益，形成商业价值。 超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现以便,
6、计算简朴, 易于做到实时控制,测量精度也能达到实用的规定,在将来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。国内作为一种世界大国,在高科技领域也必须占据一席之 地，将来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种状况下研究超声波在智 能车避障上的应用品有深远意义，这将对国内将来智能汽车的研究在世界高科 技领域占据领先地位具有重要作用。 本智能小车系统最诱人的前景就是可用于将来的智能汽车上了，当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离车道或距障碍物不不小于安全距离时,汽车就会发出警报,提示驾驶员注意,如果 驾驶员没有及时作出反映，汽车就会自动减速或停靠于路边。 这样的小车还可
7、以用于月球探测等的无人探月车,协助我们传达月球上更 多的信息，让我们更加的理解月球,为将来登月做好充足准备。 这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景,在科学考察中，有 诸多危险且人们无法涉足的地方,这时，智能科学考察车就可以派上用场，在 它上面装上摄像机,替代人们进行许多无法进行的工作。1.项目重要研究内容：本设计题目为智能避障小车设计,重要研究小车的避障功能，小车遇到障碍物时，当距离障碍物不小于0cm,PM信号自增,驱动电机加速，小车加速迈进,当不不小于30c时，PWM信号自减，驱动电机减速，小车减速迈进，并且小车采用相应的避障措施。这里探测装置必不可少,由于超声波在距离检测方面的较
8、精拟定位。因此采用超声波传感器作为探测装置，由于超声波遇到障碍物时发生像光同样的反射和散射,在通过多次发射之后再回到超声波检测端口会产生较严重的路程差，从而影响对距离的检测进而影响对障碍物的较精拟定位。通过软件内部校准优化消除外部物理条件导致的误差从而达到对障碍物的较精拟定位。.3设计思路:直流电机PWM控制系统的重要功能涉及:实现对直流电机的加速、减速,并且可以调节电机的转速,可以很以便的实现电机的智能控制。主体电路:即直流电机 PWM 控制模块。这部分电路重要由 A9S52 单片机 的I 端口、定期计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及转弯，并且可以调节电机的转速，可以很以便的
9、实现电机的智能控制。 其间是通过 A952 单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到 L298 驱动芯片来 控制直流电机工作的。该直流电机 PM 控制系统由如下电路模块构成:设计控制部分: 重要由A89S5 单片机的外部中断扩展电路构成。直流电机M控制实现部分重要由电机和 L298直流电机驱动模块构成。设计显示部分：CD 数码显示部分，实现对超声波测的距离的实时显示。1.4应用场合和功能:应用场合：智能小车是一种可以通过编程手段完毕特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉,电路构造简朴，程序调试以便等长处。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的爱慕。同步在玩具的应用上深
10、受小朋友的青睐。功能:本小车使用AT8S52单片机作为主控芯片，它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离，并且用LD显示出来，当小车与障碍物的距离不小于40cm时,小车会沿直线迈进,当小车与障碍物的距离不不小于c时，小车转弯以避开障碍物,并且此时蜂鸣器报警。在避开障碍物后，小车会沿直线迈进。第二章总体方案2.1总体方案概述： 本小车使用A89单片机作为主控芯片，它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离,并且用LC显示出来，当小车与障碍物的距离不小于4cm时，小车会沿直线迈进，当小车与障碍物的距离不不小于cm时,小车转弯以避开障碍物,并且此时蜂鸣器报警。在避开障碍物后，小车会沿直线迈进。简要
11、框图如图-1。图21:简要框图2.2 总体电路原理图：第三章各模块功能简介3.1障碍物测距系统：方案一：超声波视觉 长处：价格合理,夜间不受影响。易于多目的测量和分类,辨别率好。缺陷：测量范畴小，对天气变化敏感。不能直接测量距离,算法复杂,解决速度慢。方案二：激光雷达MW雷达 长处:夜间不受影响,不受灯光、天气影响。缺陷:对水、灰尘、灯光敏感、价格贵。探测障碍的最简朴的措施是使用超声波传感器,它是运用向目的发射超声波脉冲,计算其来回时间来鉴定距离的。算法简朴，价格合理。因此我们选择超声波传感器。超声波测距原理:一方面运用单片机输出一种40kH的触发信号,把触发信号通过RI管脚输入到超声波测距模
12、块,再由超声波测距模块的发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同步单片机通过软件开始计时,超声波在空气中传播，途中遇到障碍物返回，超声波测距模块的接受器收到反射波后通过产生一种回应信号并通过CHO脚反馈给单片机，此时单片机就立即停止计时。时序图如图1所示。由于超声波在空气中的传播速度为30m/s,根据计时器记录的时间，就可以计算出发射点距障碍物的距离,即:=VT/2,通过单片机来算出距离。图3.1：超声波测距原理3.2显示模块:方案一：用LCD显示。长处：辐射小、显示内容多 、低耗能、散热小、显示的画面稳定不闪烁。缺陷：不适合做图，图像还原不好、有可视范畴限制。方案二：用L显示。长处：亮度高
13、、成本低，缺陷：不能显示中文,显示内容较少。对于本课题的规定，我们选择CD实现功能，显示内容多,低功耗,显示画面稳定不闪烁,硬件电路设计简朴。字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用161,16*2,20*2和4行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的602字符型液晶显示屏为例,简介其用法。一般102字符型液晶显示屏实物如图:图 3.:102字符型液晶显示屏3.2.1 60CD重要技术参数：显示容量：16个字符芯片工作电压：4.5.工作电流:.0A（50V)模块最佳工作电压:5V字符尺寸:.95.35(WH)mm32引脚功能阐明:162采用原则的4脚（无背光)或6脚（带背光）接口,各引脚接口阐明如表3-21所示:编号符号引脚阐明编号符号引脚阐明1VS电源地D2数据2VDD电源正极10D数据3V液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择125数据R/W读/写选择1D6数据E使能信号14D7数据7D0数据15BA背光源正极8D数据
