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1、智能超聲波避障小車畢業(yè)論文目錄引言11系統(tǒng)設(shè)計11.1任務(wù)要求11.2總體設(shè)計12方案論證22.1系統(tǒng)控制模塊設(shè)計方案論證22.2電機的選擇方案論證32.3避障模塊設(shè)計方案論證42.4顯示模塊設(shè)計方案論證52.5直流調(diào)速方案設(shè)計52.6電源模塊設(shè)計方案論證53元器件介紹63.1AVR單片機主控芯片介紹63.2L298N驅(qū)動芯片63.2.1L298N驅(qū)動芯片介紹63.2.2L298N驅(qū)動芯片特點63.3直流電機63.4超聲波傳感器73.4.1超聲波傳感器概述73.4.2接口說明83.4.3超聲波測距原理83.5光電傳感器83.6LCD1602液晶顯示93.
2、6.1液晶顯示LCD實物圖93.6.2液晶顯示原理93.6.3管腳功能94系統(tǒng)單元電路的設(shè)計104.1超聲波收發(fā)電路104.2紅外線收發(fā)電路104.3單片機主控電路104.4電源電路114.5LCD1602顯示電路124.6電機驅(qū)動電路134.6.1直流電機H橋驅(qū)動方案的選擇144.6.2PWM調(diào)速原理144.7光警示電路164.8單片機復(fù)位電路164.9單片機時鐘震蕩電路175軟件設(shè)計185.1主程序195.2避障子程序195.3電機驅(qū)動子程序205.4顯示子程序215.5測量距離子程序235.6光警示子程序246調(diào)試與仿真246.1調(diào)試仿真工具Pro
3、teus介紹246.2硬件的制作與調(diào)試266.3電路與程序調(diào)試過程286.3.1電路的仿真調(diào)試286.3.2電路的調(diào)試287結(jié)論30謝辭31參考文獻32附錄33第46頁共47頁引言智能，是指在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下運作并能夠自動預(yù)先設(shè)定模式，不需要人為的操作就能達到預(yù)期或是更高的目標(biāo)，為人類提供必要服務(wù)的集成智能化裝備。作為當(dāng)今社會的新產(chǎn)物，智能對我們的實際工作生活具有很大的實用性。超聲波避障的研究對于我國智能車的普及有一定的指導(dǎo)作用并且有著深遠(yuǎn)的意義，同時小車也成為現(xiàn)代智能玩具的一種良好的發(fā)展對象，為中國玩具市場技術(shù)含量的缺乏進行一定的彌補，實現(xiàn)經(jīng)濟收益，形成商
4、業(yè)價值。本題目設(shè)計的是具有自動避障功能的智能小車。主要開發(fā)一個能根據(jù)紅外線和超聲波檢測結(jié)果，自動避開障礙物的智能小車控制系統(tǒng)。設(shè)計選擇通用、價廉的ATmega16單片機作為主控芯片，選擇通用的電機模型車為機械平臺，系統(tǒng)通過采集超聲波傳感器和光電傳感器的數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的比較計算來對PWM波的輸出進行控制操作，對電機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)實時調(diào)節(jié)；通過超聲波傳感器接收回的數(shù)據(jù)來計算小車與障礙物之間的距離，從而實現(xiàn)小車的避障功能。通過細(xì)化要求，本系統(tǒng)以ATmega16為核心控制器，主要由電源模塊、電機驅(qū)動模塊、顯示模塊、避障模塊構(gòu)成。通過電機控制技術(shù)和傳感器技術(shù)相關(guān)知識的
5、結(jié)合，設(shè)計完成以由超聲波前方測距、避障與紅外線左右自動避障組成的硬件模塊，結(jié)合軟件程序設(shè)計組成智能避障小車，共同實現(xiàn)了小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，通過超聲波自動根據(jù)前方距離范圍內(nèi)障礙物測距，檢測障礙物停止再繞行，達到設(shè)計目標(biāo)。智能小車系統(tǒng)的設(shè)計思路采用了模塊化的方法，電路結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)成本低，調(diào)試方便，系統(tǒng)反應(yīng)快速、靈活，小車調(diào)速平滑，功耗低，設(shè)計方案正確、實施性強，各項指標(biāo)可靠、穩(wěn)定，基本滿足設(shè)計要求。稍加改動便可應(yīng)用于簡單的實際生產(chǎn)生活中，也可作為高校學(xué)生以及廣大機器人愛好者學(xué)習(xí)研究使用。1系統(tǒng)設(shè)計1.1任務(wù)要求（1）檢測障礙物并且避障：由超聲波和
6、紅外探頭共同實現(xiàn)；（2）小車電機由L298N驅(qū)動；（3）速度由單片機輸出的PWM波控制；（4）超聲波能實現(xiàn)對障礙物的測距，LCD屏顯示了超聲波檢測到前方的距離。1.2總體設(shè)計第46頁共47頁硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計通過采用模塊化的設(shè)計方法，由單片機最小系統(tǒng)模塊，超聲波避障、紅外線避障模塊，電機驅(qū)動，電源模塊，顯示模塊以及光報警模塊七部分組成。其中小車使用AVR單片機為主控芯片，它通過小車前端超聲波返回的數(shù)據(jù)來獲取小車距離障礙物的距離，并且用LCD1602顯示出來，當(dāng)小車與障礙物的距離大于某設(shè)定的距離時，小車會沿直線前進，當(dāng)小車與障礙物的距離小于某設(shè)定的距離時，
7、小車左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)以避開障礙物；車頭兩側(cè)由紅外線對管自動避障組成的硬件模塊組成，實現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)功能；并且此時LED閃爍。在避開障礙物后，小車會沿直線前進。系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖如圖1-1所示。圖1-1系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖1方案論證1.1系統(tǒng)控制模塊設(shè)計方案論證AT89S52單片機與ATmega16單片機的選擇。方案一：AT89S52單片機具有十分完備的功能，不僅能夠?qū)ζ瑑?nèi)某些特殊功能寄存器的某位進行傳送、置位、清零、測試等處理，還能進行位的邏輯運算，使用起來得心應(yīng)手。特點是控制簡單、價格便宜，具有完整的輸出輸入、端口控制、以及內(nèi)部程序的存儲空間，程序燒寫方便，支
8、持USB口或者是串口兩種下載程序方式，并且是我們平時上課學(xué)習(xí)與使用的。能夠使用外
