智能小车设计报告.pptxVIP

基于51单片机的智能小车组员：庄增喜、李思行指导老师：何惠琴

目录前言设计目标方案选择功能原理硬件设计软件设计测试总结

前言在信息技术高速开展的今天，自动化技术不断加深，生活也越来越智能化。以智能小车为根底开展的自动化物流运输、自动化移动车辆、效劳机器人等已成为未来的趋势。自动避障控制系统在汽车躲避障碍物、机器人躲避障碍及各种平安作业等方面具有非常重要的现实意义。因此，对智能车自动避障及控制系统的细致研究非常必要。

设计目标能实现自动避障及可控制的智能小车，其中自动避障能识别障碍物并做出躲避动作，不受环境较大的影响。控制方面要求可以控制小车速度、方向、启动停止状态以及是否进入自动避障模式。

方案选择小车结构：两轮驱动主控芯片：STC90C51RD+小车驱动：直流电机与L293D避障模块：红外与超声波遥控模块：红外遥控

功能原理

L293D等效电路图

L293D控制电机ENA（ENB）IN１（IN３）IN２（IN４）电机０／／不转１００不转１０１“正”转１１０“反”转１１１不转

红外遥控简介我们能看见的自然界的光的颜色为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其中红光波长范围为0.62～0.76μm，而比红光波长还长的光叫做红外线。红外遥控其实就是通过利用波长0.76～1.5μm之间的近红外线来传输信号。红外遥控一般分为发射局部和接收局部。发射局部主要元件为红外发光二极管，接收局部主要元件为红外接收一体头。

红外遥控根本框架MCU编码及调制红外发光管发射红外接收头接收MCU解码及响应输入〔键盘〕

红外发射信号调制在实际通信中，为了便于传输及提高抗干扰能力，通常需要将信号调制到适合信道和噪声特性的频率范围内进行传输，而接收端那么要对接收到的信号进行解调，恢复原来的信号。红外通信也不例外，红外发光管实际上发射的是原始信号与载波相或后的信号。在这里使用38K频率的载波。

NEC协议引导码：9ms的载波+4.5ms的空闲。比特值“0”：560μs的载波+560μs的空闲。比特值“1”：560μs的载波+1.68ms的空闲。

NEC协议对于红外接收头HS038B来说，当收到载波信号时，输出脚会输出低电平，空闲时会输出高电平。经红外接收头HS038B解码后输出引脚输出的脉冲信号如以下图所示：

超声波模块超声波模块在工作时，往超声波模块发送10us时间的高电平脉冲，超声波模块那么会发送8个40khz周期的电平信号，然后模块的接收端开始检测回波。一旦发现有回波信号，就会输出一个响应给接收端引脚，这个响应是一个高电平脉冲。

硬件设计

总体框架红外检测模块微处理器控制系统红外接收模块直流驱动L293D直流电机B超声波模块直流电机A供电模块

单片机最小系统

供电与电机

红外发射与接收

红外避障与检测显示

软件设计

主程序流程图小车程序流程图如右图所示，其中初始化局部包括定时器、外部中断、PWM占空比及IO口输出等的初始化。当接收到红外信号时开始工作，由键码判断执行对应的模式，自动避障模式时，需再次接收到红外信号才可跳出，其他模式那么不用，执行模式结束后再次回到等待接收红外信号。

红外接收红外接收子程序流程图如右图所示，红外一体化接收头接收到信号后触发外部中断进入该程序。接受完引导码后，开始接收数据，每接收完一位值后赋值到byt最高位，同时byt右移一位。每接收完8位数据后赋值到缓冲区，接收完32位数据后接收标志位置1。

超声波超声波子程序流程图如右所示，进入该程序后，首先发射特定信号，然后等待超声波模块返回信号，并通过计算返回距离值到主函数。

自控遥控器该遥控器采用红外传输信号，通过扫描键盘执行相应程序，当有按键按下时，扫描按键可得知键值，并发射相应键码信号。

测试总结

小车测试在整个工程过程中，我们对小车各项功能进行了屡次测试、调试、修改以及整合。以下为此次研究的智能小车的最终测试情况：

小车测试使用标准遥控器：通过红外遥控小车的有效距离为2米以内，对准小车上的红外接收头后有较为良好的控制效果；自动避障模式时，能在不同环境下对墙壁、边角、棍状物有良好的自主躲避效果。使用自制遥控器：有效距离上只有1米左右，同时需按下两次按键才能被接收到，体验上不是很好，同时接收发射指令还有一定的误差，总体来说不能对小车进行比较有效的控制。

总结本次智能小车的设计制作，PWM控制速度方面可以有多个档位，转弯等运动较为流畅，避障方面能有效躲避障碍物，红外遥控方面在使用标准遥控器时能较为良好的控制小车，自制遥控器能在一定程度上控制小车，总体上来说算是根本完成预期目标。但还有一些缺乏及需要改进的地方，如自制遥控器还不能较好的对小车进行有效的控制，还需要改进一下。

谢谢大家