基于单片机的智能寻迹小车毕业设计_精品.doc

智能小车 摘 要 系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹，小车可以前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声音控制小车的启停。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。 关键词：P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction. KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed目　录 1 系统设计 1 1.1　设计要求 1 1.1.1 基本要求 1 1.1.2 扩展部分 1 1.2　总体设计方案 1 1.2.1 基本模块设计方案论证与比较 1 1.2.2 系统总体设计方案 5 2 单元硬件电路设计 6 2.1 光电对管寻迹模块 6 2.2电机驱动电路的设计 6 2.3红外避障模块 7 2.4 单片机P89V51核心模块 8 2.5 声控电路 8 2.6 语音播报模块 9 3 系统软件设计 10 3.1主程序流程图 10 3.2 传感器数据处理及寻迹程序流程 11 4 系统测试 12 4.1 硬件测试 12 4.2 硬件与软件的联机测试 12 5 测试数据及实验结果 13 参考文献 14 1 系统设计 1.1　设计要求 1.1.1 基本要求 小车可以自动寻迹在设计好的线路上向前或向后跑。 拍手的声音可以启动、停止小车运动。 线路两端有挡板，当小车向一个方向运行到挡板位置停止，然后向反方向续 运行至挡板位置，如此重复。 小车由电池供电，电池采用1200mah容量，小车运行时间需要持续24小时以上。 小车运动速度要控制在0.1m/S以上。 1.1.2 扩展部分 1、能实现语音播报前后方有障碍物； 1.2　总体设计方案 1.2.1 基本模块设计πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s，达到设计要求。 能够较好的满足系统的要求，因此我们选择了此方案。 (3)　电机驱动模块 如果单片机89C51控制口输出高电平，9012截止，2SC8050截止，电机停止运转。单片机89C52控制口输出低电平时，9012导通，2SC8050导通，电机开始运转。该电路比较简单，输出功率足够大，足以推动电机工作，并且电机工作时三极管性能非常稳定。但该方案中单片机部分和电机供电部分没有完全隔离，而电动机在切换时会产生巨大的反电动势，经常烧坏单片机，功耗很大。 方案2：利用LM298及其外部辅助电路和电机构成驱动电路。单片机控制口接LM298的两个输入控制端IN1,IN2。L298的两个输出端OUT1(2),OUT2(10)接电机。 电机转动状态编码： 左电机 右电机 左电机 右电机 电动车运行状态 1IN1 1IN2 2IN1 2IN2 1 0 1 0 正转 正转 前行 1 0 0 1 正转 反转 左转 1 0 0 0 正转 停 以左电机为中心原地左转 0 1 1 0 反转 正转 右转 0 0 1 0 停 正转 以右电机为中心原地右转 0 1 0 1 反转 反转 后退 1 1 1 1 杀停 杀停 立刻停止 根据上表可知，只要设定两块L298的1IN1,1IN2,2IN1,2IN2四个控制端口的不同编码，就可得到电动车的前进，后退，旋转等不同的运行状态；且L298的最大输出电流为2.2A，可使电动车快速运行。故采用方案2。 (4)控制器模块 方案1：采用可编程逻辑期间CPLD作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大