智能小车的设计与实现方案报告.doc

摘要 自主反应式智能系统是一种应用广泛的控制系统。对电路的分析和验证工作依靠智能化来完成，效率高。因此它的研究与开发是一项非常有意义的工作。 本小车以MSP430超低功耗单片机为核心，在SHARK二型小车的基础上研究小车避障寻迹的设计和实现方法，完成障碍检测、避障、寻迹功能。充分运用了430单片机的功能。本论文介绍了智能小车的机械结构及相应的硬件电路和实现算法。在机械结构上，对普通的小车作了改进，即用一个万用轮来代替两个前轮，使小车的转向更加灵敏。利用反射式红外传感器来寻迹、红外一体化接收头来检测障碍物的位置，通过改变单片机产生的PWM方波的占空比，使其能在设计范围内可实现任意角度黑线和任意角度移动，还可以实现避障的功能。在算法上，利用矢量分解法、PID算法等对小车的运行进行控制并能有效的改善其运行轨迹。 关键字：MSP430　　寻迹　避障　　PWM Abstract Independence’s responding type intelligence system is a kind of applied extensive control system. Analyzing electric circuit and verifying a work depends on the intelligence to complete, its efficiency is high. So its research and development is a very meaningful works. With the core of 430microcomputer and at the foundation of SHARK, the No.3 small car can complete an obstacle examination, avoiding stumbling block and looking for vestige function, making full use of 430microcomputer. This thesis introduced machine structure, homologous hardware electric circuit and the calculate way of the intelligence small car .Making improvement to the common car on the machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more easily. And we use some sensors to look for vestige and avoid stumbling block. By change the empty ratio of PWM, the car can arbitrarily move with any angle of the black line within the scope of the design. On the calculate way, we use vector decomposition method、PID to control the car and improve its track. Key word: MSP430 looking for vestige avoiding stumbling block PWM PID 目录 第一章　绪论 1 第二章 各部件的工作原理 3 2.1 前轮（导向轮） 3 2.2　电机 4 2.3　反射式红外传感器 5 2.4　红外一体化接收头 6 第三章　硬件电路 11 3.1　电机驱动电路 11 3.2　反射式红外传感器电路 13 3.3　红外一体化接收头电路 14 3.4 处理器电路 16 第四章　电路原理图 19 第五章　控制算法 21 5.1　黑线位置判别 21 5.2　巡线算法 21 5.3　搜线算法 23 5.4　障碍物位置判别 23 5.5　转弯控制 25 5.6 迷宫探路控制 26 第六章 相关软件 29 第七章 总结 35 7.1 本文总结 35 7.2 进一步的工作 35 致谢 37 参考文献 39 附录一 41 附录二 42 第一章　绪论 当今社会，科学技术日新月异，时代前进的步伐越迈越宽，应用自动化设备,计算机处理,现代化通讯,数字化信息,现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能,监控等系统已经得到充分的发展与应用,智能机器人也就应运而生。同时，在建设以人为本的和谐社会的过程中，智能服务机器人能够完成