红外线智能避障小车报告

红外线智能避障小车

作者：陈栋展，韦冰江，熊涛，于泳

一、方案设计与论证：

方案一：

原理功能简要描述：

运用逻辑电路来完成电路，通过对红外线探测到物体所发出回的信号用逻辑电路进行处理，控制电机，使小车能够转向，避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进可行性分析：通过数字逻辑门与H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。反映速度非常快，稳定性很高，成本相对较低，开发周期和所消耗精力都比较小。但是由于这个方案一旦完成，便不容易更改，若更改的话，后期的投入相对会变大，灵活性较差，对于小车功能的拓展有很大的局限性。而且不易实现功能稍微强大的拓展。

方案二：

原理功能简要描述：

运用89S51搭建控制电路，把红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的检测和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。可行性分析：

通过微控制芯片51对数据进行处理，处理速度远远满足小车的运行和避障的需求。稳定性较高。成本相对较大，开发周期较长，消耗精力较多。但是方案灵活性较强，即使成品完成，也可以通过编写不同的程序，增加模块来增加小车的功能。

综上所述，我们选择方案二，以便以后小车功能的拓展。

二、系统原理框图：

三、主要电路设计：

电源：

电源采用24V直流稳压电源（战车争霸留下的，所以拿来直接用了）。通过LM7812稳压，供给电动机驱动电压。用LM7805给单片机供电，电源模块原理图如下：

小电容消除快速的电源波形抖动，大电容消除慢速的。

检测模块：

检测物体模块由三个E3F-DS30C4红外线传感器检测信号的。分

别检测小车的左边，右边以及，中间位置是否有物体。并将输出结果接于51的定时器中断端口上去。只打开外部中断INT0,当任意一个管脚检测到有物体可能妨碍小车运行的时候，通过74LS10三与非门电路检测做出反应。输出低，运行外部中断INT0中的程序。

测速模块：

根据通过在某一个车轮上打一个孔，E3F-DS30C4红外线传感器发射光能够穿过小孔，在小车运行时，没转一圈会产生一个低脉冲，用计数器中断接口检测并计数。测定每隔多长时间来一次脉冲，再根据车轮的直径，计算出小车的运行速度，并显示在LCD液晶显示屏上。线路如下：

驱动模块：

通过L298芯片建立H驱动桥电路，为了方式电流过大回流，使51主控芯片损坏，用TLP521-4光耦隔离芯片来驱动L298。

LCD显示模块：

用于显示小车转的方向，和小车的运行的速度，电路图如下：

51主运算模块：

用51进行运算和控制处理。电路图如下（旁边的绿色模块是LCD 显示）：

附加模块（转向灯、蜂鸣器等）：

用灯指示小车转向，并在检测到物体的时候，小车发出响声。电路如下：

智能避障小车报告

智能避障小车报告 智能避障小车报告 一、引言 智能避障小车是一种具有自主导航和避障功能的智能机器人，它利用传感器和算法来感知周围环境并做出相应的动作，以避免与障碍物发生碰撞。本报告旨在对智能避障小车的设计原理、工作原理以及应用领域进行介绍和分析。 二、设计原理 智能避障小车的设计原理包括感知系统、决策系统和执行系统三个部分。 1. 感知系统：感知系统主要负责获取环境信息，常用的感知器件包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。超声波传感器可以测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以检测障碍物的存在与否，摄像头可以获取环境图像。 2. 决策系统：决策系统根据感知系统获取的信息，通过算法进行分析和处理，决定小车的行动。常用的算法包括避障算法、路径规划算法等。避障算法通常基于感知数据计算出避障方向和速度，路径规划算法则是根据目标位置和环境地图计算出最优路径。 3. 执行系统：执行系统根据决策系统的指令控制小车的运动，包括驱动电机、舵机等部件。驱动电机控制小车的前进、后退和转向，舵机控制车头的转动。

三、工作原理 智能避障小车的工作原理如下： 1. 感知环境：小车利用传感器获取环境信息，例如超声波传感器测量距离，红外线传感器检测障碍物，摄像头获取图像。 2. 数据处理：小车的决策系统对感知到的数据进行处理和分析，计算出避障方向和速度，或者根据目标位置和环境地图计算出最优路径。 3. 控制执行：决策系统根据计算结果发出指令，控制执行系统驱动电机和舵机，控制小车的运动。如果遇到障碍物，小车会自动避开，如果目标位置发生变化，小车会自动调整路径。 四、应用领域 智能避障小车在许多领域都有广泛的应用。 1. 家庭服务机器人：智能避障小车可以在家庭环境中执行一些简单的任务，如送餐、打扫卫生等。 2. 仓储物流：智能避障小车可以在仓库中自主导航，收集和组织货物，减少人力成本和提高效率。 3. 自动驾驶汽车：智能避障小车的避障和导航算法可以应用于自动驾驶汽车，提高安全性和稳定性。 4. 工业生产线：智能避障小车可以用于工厂生产线上的物料搬运，提高生产效率和灵活性。 五、结论

红外避障小车课程设计报告

前言 --------------------------------------------------- 随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。 红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。 由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。 本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。

目录 前言------------------------------------------------------------------------------1 目录------------------------------------------------------------------------------2 摘要------------------------------------------------------------------------------3 功能概述------------------------------------------------------------------------3 硬件设计------------------------------------------------------------------------3 避障电路------------------------------------------------------------------------4 单片机电路---------------------------------------------------------------------7

《基于51单片机的红外避障自动车的实现》技术报告

《基于51单片机的红外避障自动车的实现》技术报告技术报告：基于51单片机的红外避障自动车的实现 引言 红外避障技术在自动车领域中具有重要的应用潜力。本报告旨在介绍 一种基于51单片机的红外避障自动车的实现方法。该自动车能够通过红 外遥感技术检测周围环境并避开障碍物，实现自主导航功能。 一、系统硬件设计 1.硬件平台选择 本系统主要采用51单片机作为主控制器，因其资源丰富、易于编程 和低成本等特点。另外，还需要模块包括红外传感器模块和马达驱动模块。 2.红外传感器模块设计 红外传感器模块通过红外发射管和接收管组成。发射管发出红外光， 在遇到障碍物时，被障碍物反射回的红外光通过接收管被接收到。根据接 收到的光线强度和反射时间，可以确定是否有障碍物存在。 3.马达驱动模块设计 马达驱动模块通过电路连接到51单片机输出口，用于控制电机的转动。当检测到有障碍物存在时，系统会发送信号给马达驱动模块，从而控 制车辆停止或改变方向。 二、系统软件设计 1.硬件初始化

在程序的开始部分，需要对51单片机和各个硬件模块进行初始化， 包括设置引脚的输入输出方式、红外传感器和马达的初始化等。 2.红外传感器数据采集与处理 通过相关的接口和程序代码，可以实现对红外传感器的数据采集和处理。利用红外传感器模块发射红外光，并通过接收模块接收到反射的光线 信号。通过采集到的信号强度和反射时间，可以判断是否有障碍物存在。 3.障碍物检测与避障 根据红外传感器采集到的数据，判断是否有障碍物存在。如果有障碍物，则需要控制车辆停止或改变方向来避开障碍物。通过控制马达驱动模块，可以实时改变车辆的行驶方向。 4.车辆导航控制 车辆导航控制部分主要是根据红外传感器采集到的数据和障碍物检测 结果，实时控制车辆的行驶方向。通过对数据的处理和逻辑判断，可以决 定车辆的下一步行动，例如前进、后退、左转或右转等。 三、实验结果与讨论 在实验中，我们成功实现了基于51单片机的红外避障自动车的功能。通过红外传感器模块，我们可以有效地检测到周围的障碍物，并及时避开，实现了自主导航。 然而，在实际场景中，红外传感器的遮挡、反射光强度等因素都会对 检测结果产生影响。因此，在进一步的研究中，可以考虑引入其他传感器 和相应的算法，以提高自动车的避障能力。 结论

红外线智能避障小车报告

红外线智能避障小车 作者：陈栋展，韦冰江，熊涛，于泳 一、方案设计与论证： 方案一： 原理功能简要描述： 运用逻辑电路来完成电路，通过对红外线探测到物体所发出回的信号用逻辑电路进行处理，控制电机，使小车能够转向，避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进可行性分析：通过数字逻辑门与H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。反映速度非常快，稳定性很高，成本相对较低，开发周期和所消耗精力都比较小。但是由于这个方案一旦完成，便不容易更改，若更改的话，后期的投入相对会变大，灵活性较差，对于小车功能的拓展有很大的局限性。而且不易实现功能稍微强大的拓展。 方案二： 原理功能简要描述： 运用89S51搭建控制电路，把红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的检测和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。可行性分析：

通过微控制芯片51对数据进行处理，处理速度远远满足小车的运行和避障的需求。稳定性较高。成本相对较大，开发周期较长，消耗精力较多。但是方案灵活性较强，即使成品完成，也可以通过编写不同的程序，增加模块来增加小车的功能。 综上所述，我们选择方案二，以便以后小车功能的拓展。 二、系统原理框图： 三、主要电路设计： 电源： 电源采用24V直流稳压电源（战车争霸留下的，所以拿来直接用了）。通过LM7812稳压，供给电动机驱动电压。用LM7805给单片机供电，电源模块原理图如下： 小电容消除快速的电源波形抖动，大电容消除慢速的。 检测模块： 检测物体模块由三个E3F-DS30C4红外线传感器检测信号的。分

别检测小车的左边，右边以及，中间位置是否有物体。并将输出结果接于51的定时器中断端口上去。只打开外部中断INT0,当任意一个管脚检测到有物体可能妨碍小车运行的时候，通过74LS10三与非门电路检测做出反应。输出低，运行外部中断INT0中的程序。 测速模块： 根据通过在某一个车轮上打一个孔，E3F-DS30C4红外线传感器发射光能够穿过小孔，在小车运行时，没转一圈会产生一个低脉冲，用计数器中断接口检测并计数。测定每隔多长时间来一次脉冲，再根据车轮的直径，计算出小车的运行速度，并显示在LCD液晶显示屏上。线路如下：

arduino红外避障小车课程设计报告

arduino红外避障小车课程设计报告 一、设计简介 红外避障小车是一款利用红外传感器避开障碍物的智能小车。通过在车身前方安装红外传感器，当小车遇到障碍物时，传感器能够检测到障碍物并发送信号给控制器，控制器根据接收到的信号调整小车的运动状态，实现自动避障。 二、系统构成 1.控制器：采用Arduino控制器，通过编程实现小车的运动控制和红外避障功能。 2.红外传感器：选用光电传感器，能够检测到前方障碍物并发送信号给控制器。 3.电机驱动器：采用L293D或L298N电机驱动器，驱动小车前进、后退、左转和右转。 4.电池：为整个系统提供电源。 三、硬件搭建 1.将控制器、红外传感器、电机驱动器和电池按照电路图正确连接。 2.将红外传感器固定在小车前方适当位置，确保能够检测到前方障碍物。 3.将电池固定在小车底部，保证电源供应稳定。 四、软件编程 1.导入Arduino开发环境，编写程序实现小车的运动控制和红外避障功能。 2.编写程序控制电机驱动器，实现小车的运动控制。 3.编写程序读取红外传感器的信号，根据传感器信号调整小车的运动状态。 4.调试程序，确保小车能够正常运行并实现红外避障功能。 五、测试与验证 1.在不同环境下测试小车的避障功能，包括直线、曲线、障碍物大小和距离

等。 2.观察小车的运动状态，检查是否存在异常情况。 3.测试小车的响应速度和稳定性，确保其性能达到预期要求。 4.在实际应用中进行测试，验证小车的实用性和可靠性。 六、总结与展望 本设计实现了一款基于Arduino控制器的红外避障小车，通过编程实现了小车的运动控制和避障功能。测试结果表明，小车的性能稳定可靠，具有较好的实用性和市场前景。未来可以进一步完善小车的功能，如增加无线遥控、自动导航等，提高其智能化程度和应用范围。

基于单片机的红外避障小车系统设计开题报告

基于单片机的红外避障小车系统设计开题报告潍坊科技学院 毕业设计(论文)开题报告 论文题目:基于单片机的红外避障小车系统设计 系部: 机械工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 指导教师: 开题时间: 潍坊科技学院 毕业设计(论文)开题报告 课题名称基于STC89C52单片机的红外避障小车操作系统设计指导教师李世琛设计(论文)起止时间 2013.12-2014.5 机械设计制造及 学生姓名赵孝谦专业、班级其自动化、2010学号 201010470139 级本科一班 一、意义论文选题的目的、 在科学探索和紧急抢险经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，红外线避障系统的研发就应运而生。我们的红外线避障小车就是基于这一系统开发而成的。 红外传感器的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现红外线自动避障功能就必须要感知障碍物，对障碍物的感知相当于给机器人一个视觉功能。例

如在一些火宅或者一些自然灾害的现场，经常需要进入到对一些危险或人类不能直接到达的地方进行观察，采集数据，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在上述等环境中行进时红外线自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，红外线自动避障系统的研发就应运而生。在现在生活中，红外线自动避障小车可以作为困难环境检测机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物，帮助人们完成相应的任务。 目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。 该红外线避障小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分:传感器检测部分、执行部分、CPU。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。 通过构建红外线智能小车系统，培养设计并实现红外线自动控制系统的能力。在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用红外线智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。在此过程中，加深对控制理论的理解和记忆。 二、文献综述与国内外研究动态 在80年代中期，设计和制造机器人的浪潮已席卷全球，世界上一些著名的公司开始研制移动机器人(此时的移动机器人的主要用作大学实验室及研究机构的实验平台)，并促进了移动机器人学多种研究方向的出现。90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术、高适应性的移动机器人控制技术和真实环境

智能避障小车课程设计报告

课程设计报告 设计题目: 院系: 专业: 学生: 学号: 指导老师: 日期：

目录 第1章引言 (3) 第2章总体方案 (4) 2.1 需求分析 (4) 2.2 总体分析 (4) 2.3 方案确定 (4) 第3章硬件方案 (6) 3.1 车体设计 (6) 3.2 主控制器模块 (6) 3.3 电源模块 (6) 3.4 电机驱动模块 (6) 3.5 点机模块 (8) 3.6 壁障模块 (8) 3.7 最终方案 (8)

第4章硬件实现及单元电路设计 (8) 4.1 主控模块 (8) 4.2 电源设计 (9) 4.3 驱动电路 (10) 第5章系统软件设计方案 (11) 5.1系统主程序流程图 (12) 5.2 测距子程序流程图 (14) 第6章系统的安装及调试 (15) 6.1 安装步骤 (15) 6.2电路的调试 (15) 第7章心得与总结 (16) 第8章问题补充 (16) 附录一整机电路图 (17) 附录二实物图 (17)

第一章引言 随着汽车工业的快速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们的关注。智能汽车概念的提出给汽车产业带来机遇也带了挑战。汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，在这样的背景下，我们开展了基于超声波和红外线的智能小车的避障研究。 超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波红外在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未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。 针对一种基于超声波和红外传感器的避障小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述小车通过传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。超声波和红外传感器以其独有的特征而被青睐。本文利用超声波传感器对障碍物进行定位从而使机器人顺利到达绕过障碍物的目标。该智能小车系统涉及直流电机控制技术、路径识别、传感技术、电子设计、程序设计等多个学科，磨练我们的知识融合和实践动手能力的培养。 摘要:智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探用途。本设计中智能小车采用STC89C52单片机作为检测和控制的核心，实现智能小车的智能控制，包括红外避障、超声波避障等功能。驱动电机采用直流减速电机。电机驱动由L298N驱动电路完成。 关键词智能小车；单片机；超声波；红外线；避障

基于STM32智能循迹避障小车(设计报告)

基于STM32智能循迹避障小车(设计报告) 具有丰富的外设和存储器资源，能够满足本设计的需求。在硬件方面，采用了红外对管和超声波传感器来检测道路上的轨迹和障碍物，并通过PWM调速来控制电动小车的速度。在 软件方面，采用MDK(keil)软件进行编程，实现对小车的自动 循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。 设计方案 本设计方案主要分为硬件设计和软件设计两个部分。 硬件设计部分主要包括电路原理图的设计和PCB的制作。在电路原理图的设计中，需要将stm32芯片、红外对管、超声波传感器、电机驱动模块等元器件进行连接。在PCB的制作中，需要将电路原理图转化为PCB布局图，并进行钻孔、贴 片等工艺流程，最终得到完整的电路板。 软件设计部分主要包括程序的编写和调试。在程序的编写中，需要先进行芯片的初始化设置，然后分别编写循迹、避障、速度控制等功能的代码，并将其整合到主函数中。在调试过程中，需要通过串口调试工具来进行数据的监测和分析，以确保程序的正确性和稳定性。 实验结果

经过多次实验测试，本设计方案实现了对电动小车的自动循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。在循迹和避障方面，红外对管和超声波传感器的检测精度较高，能够准确地控制小车的运动方向和速度；在速度控制方面，PWM调速 的方式能够实现小车的快慢速行驶，且速度控制精度较高；在自动停车方面，通过超声波传感器检测到障碍物后，能够自动停车，确保了小车的安全性。 结论 本设计方案采用stm32为控制核心，利用红外对管和超声波传感器实现对电动小车的自动循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。在硬件方面，电路结构简单，可靠性能高；在软件方面，采用MDK(keil)软件进行编程，实现了程序的稳 定性和正确性。实验测试结果表明，本设计方案能够满足题目的要求，具有一定的实用性和推广价值。 内核采用ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率为 72MHz，1.25DMIPS/MHz，具有单周期乘法和硬件除法功能。存储器方面，片上集成32-512KB的Flash存储器和6-64KB的SRAM存储器。时钟、复位和电源管理方面，支持2.0-3.6V 的电源供电和I/O接口的驱动电压。具有上电复位（POR）、 掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD）功能。支持

智能车避障实训报告心得1000字

智能车避障实训报告心得1000字 作为一名学习机器人技术的学生，在完成了智能车避障实训后，我深感收获颇丰。这次实训不仅让我更加深刻地了解了智能车的原理和操作，还让我体验到了解决问题的快乐和自豪感。 在实训前，我们需要先了解智能车的构造和原理。智能车是由主控板、电机、传感器、电池等组成的。主控板是智能车的大脑，通过编程控制电机的转动和传感器的反馈，实现智能车的前进、转向、避障等功能。电机是智能车的动力来源，传感器则是智能车的感知器官，可以实时反馈车辆周围的环境信息。在了解了智能车的构造和原理后，我们开始进行实际操作。 在实际操作中，我们遇到了不少问题，但是通过不断地调试和尝试，最终解决了这些问题。其中，最大的问题就是避障功能的实现。我们使用的是超声波传感器和红外线传感器，但是在实际操作中，我们发现超声波传感器在遇到某些障碍物时会出现误判，导致智能车无法正常避障。经过多次尝试，我们最终使用了红外线传感器来辅助超声波传感器，解决了这个问题。 在实训的过程中，我还深刻地感受到了团队合作的重要性。智能车是一个需要多个模块协同工作才能正常运行的系统，每个人都必须扮演好自己的角色，才能使整个系统协调运行。在实训中，我们需要共同完成程序的编写、电路的连接、传感器的调试等任务，如果

一个环节出现问题，就会影响整个系统的运行。因此，我们必须相互协作、相互支持，才能顺利完成实训任务。 总的来说，智能车避障实训让我受益匪浅。通过实际操作和问题解决，我更加深刻地了解了智能车的构造和原理，也更加熟练地掌握了电路连接、程序编写等技能。同时，实训还让我感受到了团队合作的重要性，锻炼了我的沟通和协作能力。我相信，在未来的学习和工作中，这些经验和技能都会对我有所帮助。

智能避障小车试验报告与总结

智能避障小车试验报告与 总结 专业班级：12自动化-3 ****** 学号：**********

随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的 方法。 STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。我们采用的就是STC12C5A60S2这种单片机。 避障系统可以采用反射式光电开关或者超声波传感器 对前方的障碍物进行检测，前者结构简单，应用方便灵活，但不能获知障碍物与小车间的具体距离；后者结构复杂，但可以测得障碍物与小车间的直线距离。本系统采用反射式光电开关E3F-DS10C4来检测障碍物。E3F-DS10C4是漫反射式光电开关，NPN三线输出方式，三线分别为电源线、输出线、

地线。它的灵敏度也可以调节，检测距离比较远，可以达到20cm。 红外发射管，发射50hz调制的38k信号。当遇到障碍物时，发生漫反射，红外接收头接收到这一信号时，输出端输出50hz的信号。判断这一信号，即可判断，遇到了障碍物。 避障传感器基本原理，利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失，或者反射回来的光很弱时，输出端呈低电平光电开关的检测不受外界干扰。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头，则输出端呈高电平。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调小车两轮工作。红外避障基本原理大致就是如此。 利用红外传感器进行“前进-倒退-转向”避障，在车的头部安装光电开关小车采用左右轮分别驱动小车进入障碍 区后，在距离障碍物10cm到20cm的地方就可以检测到前面有障碍物（改变光电开关的灵敏度可改变最远检测距离），然后小车刹车停止，并调整角度，车头右偏一个角度，其方法是小车在前进制动过程中，先制动右轮，这样左轮转动快，使小车右转，并制动停止，随后小车加速后退，然后制动，在制动过程中，先制动右轮，左边快而使车头左偏，小车再

基于STM32智能循迹避障小车(设计报告)

信号与信息处理综合应用设计（报告）题目：基于STM32智能循迹避障小车 二级学院： 专业： 班级： 学生姓名：学号： 指导教师： 时间：

基于STM32智能循迹避障小车 摘要 以设计题目的要求为目的，采用stm32为控制核心，利用红外线传感器检测道路上的轨迹和超声波检测障碍，控制电动小车的自动循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车，整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。 采用的技术主要有： （1）通过编程来控制小车的速度； （2）传感器的有效应用； （3）新型芯片的采用。 关键词：stm32芯片、PWM调速、电动小车、红外对管、循迹、避障、MDK（keil）软件 正文前言 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和市内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。指导教师已经有充分的准备。设计的智能电动小车具有自动寻迹、避障、可程控行驶速度。 根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加红外线传感器和超声波传感器，实现对电动车的速度、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至stm32进行处理，然后由stm32根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。 概述 本设计采用stm32为控制核心。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式 应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，STM32F系列有： STM32F103“增强型”系列 STM32F101“基本型”系列 STM32F105、STM32F107“互联型”系列 增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，相当于0.5mA/MHz。

红外避障小车实验

红外避障小车实验报告 一、实验简介 在本实验中，我们在“创意之星”模块化学习套件所提供的机械构件基础上，组装出四轮驱动式小车结构。利用机器人的控制器和系统程序，通过多传感器融合技术结合逻辑判断算法对智能小车的运行状态进行实时调控，最终实现自主探路、判断及选择正确的行进路线功能，完成自主躲避障碍物的任务。 二、实验目的 （1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组 装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。 （3）通过 NorthStar 的流程图功能，实现简单的逻辑控制（4）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能 （5）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题， 解决问题。

三、实验器材 计算机（ 1 台）；标准版控制器（ 1 个）；红外接近传感器（ 2 个）；红外测距传感器（ 1 个）；直流电源（ 1 个）；充电器（ 1 个）；数字舵机（ 4 个）；多功能调试器（ 1 个）；轮子（ 4 个）；螺丝刀（ 1 个）； KD （ 4 个）； L3-1 （ 4 个）； U3H （ 5 个）；I7 （ 1 个）；螺丝和垫片（若干） 四、实验原理 利用红外传感器，其优点是对近距离的障碍物反应速度灵敏，不同方位的传感器之间信号不会相互干扰，最终选择红外传感器作为小车的眼睛，进行避障。 由于本次实验小车轮子没有实现转弯功能，所以通过设定左右两组轮子的不同前进速度来实现转弯功能。当向右转时，左侧轮子的速度要比右侧轮子的前进速度快，反之实现左转功能，此设计需小心谨慎，防止出现轮子不同步，无法实现转弯功能。 五、实验内容 （ 1 ）搭建智能小车，掌握基本构型的组装方法，主要包括舵机和轮子的连接、传感器的安装以及舵机和传感器的接线 （ 2 ）通过编程控制智能小车的前进、后退、变速以及转向（ 3 ）将控制策略的流程图用真正的程序语言实现，并下载到

循迹、避障、寻光小车实验报告

简易智能小车 摘要：本系统基于自动控制原理，以MSP430为控制核心，用红外传感器、光敏三极管、霍尔传感器、接近开关之间相互配合，实现了小车的智能化，小车完成了自动寻迹、避障、寻光入库、计时、铁片检测、行程测量的功能。本系统采用液晶LCD12864显示数据，良好的人机交流界面，显示小车行程的时间、铁片中心线离起始线的距离和铁片的个数。整个系统控制灵活，反应灵敏。 关键词：MSP430 传感器 LCD12864

目录 一、方案论证与比较 (3) 1、题目任务要求及相关指标的分析 (3) 2、方案的比较与选择 (3) （1）控制单元的选择 (3) （2）直流电机驱动电路的选择 (3) （3）轨迹探测模块选择 (3) （4）金属片的探测 (3) （5）路程测量方案的选择 (4) （6）避障方案的选择 (4) （7）小车寻光方案的选择 (4) （8）电源的选择 (4) （9）刹车机构功能方案比较 (5) 二、系统总体设计方案及实现方框图 (5) 1、系统总体设计方案 (5) 2、系统实现框图 (5) 三、理论分析与计算 (5) 1、铁片中心线距离的测量 (5) 2、小车行程时间的测量 (5) 四、主要功能电路设计 (6) 1、小车循迹模块 (6) 2、小车检测铁片模块 (6) 3、小车测距模块 (6) 4、小车避障模块 (6) 5、小车寻光模块 (6) 6、直流电机驱动模块 (7) 五、系统软件的设计 (8) 六、测试量数据与分析 (8) 1、测量数据 (8) 2、数据分析 (8) 参考文献 (8)

一、方案论证与比较 1.题目任务要求及相关指标的分析 题目要求小车按照规定的跑道行驶，同时检测在跑道下的铁片，在检测到最后一块铁片时小车会有连续的声光显示；后又可以准确的避开障碍，而且不与障碍物接触；最后，在光源的引导下，进入车库。智能小车有显示功能，可以显示检测到铁片的数量，金属片距起点的距离，行驶的总时间。整个行驶过程中的总时间不大于90秒，小车在行驶90秒后会自动停车。 2. 方案的比较与选择 （1）控制单元的选择 方案一：利用单片机与FPGA配合使用。基于FPGA I/O口数量多以及运算速度快的特点，对各种传感器得到的信号进行处理，将处理结果交予单片机，从而由单片机控制小车的行驶。 方案二：利用TI的单片机MSP430，该芯片集成了模拟电路、数字电路、微处理器，具有AD采样、比较器、产生PWM控制信号，掉电可以继续复位工作等功能。此外，MSP430有众多的I/O口，可以很好的实现对小车的控制。 由于FPGA太大，不宜装在小车上，并且FPGA不好供电。题目对小车的实时性要求不是很高，所以我们所需要的控制单元不必要具备很高的运算速度，故两种方案都可以很好的实现题目的要求。出于对成本和功耗的考虑，我们采用方案二。 （2）直流电机驱动电路的选择 方案一：采用H型桥式驱动电路。直流电机驱动使用最广泛的是H型桥式驱动电路，这种电机可以很方便的实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。但是使用时需要注意直通短路，这给电路带来了不稳定因素。 方案二：利用驱动专用芯片L298。L298是集成的桥式驱动电路，最大驱动电流可达到4A。该芯片使用时外围电路简单，控制方法十分方便。而且其驱动效果良好。 经过比较，一块L298可以驱动两个电机，大大简化了驱动电路，所以我们采用方案二。 （3）轨迹探测模块选择 方案一：采用红外对管检测。一般自然光线中红外线频段能量较弱，而且红外线波长较长，近距离衰减小，这样在一定程度上能避免外界光源干扰，可以更为可靠的探测近距离的黑线。 方案二：采用光敏电阻检测。光敏电阻对光强敏感，当光强时其电阻较小。黑线和白纸对光的反射能力不同，所以可以利用这一性质，判断黑线的位置。 在车下面，光强较弱，会在一定程度上影响光敏电阻的功能，并且还有钨丝灯对光敏电阻的影响，不同的地方光强不一样。另外，光敏电阻对光强有一定的反应时间，实时性不如红外对管，难以达到小车循迹的要求，所以我们选择方案一。 （4）金属片的探测 方案一：采用分立的霍尔元件。霍尔元件在接近金属时，由于其电磁效应，会产生脉冲信号。然而，它产生的脉冲信号不是十分稳定，不便于信号的处理。 方案二：采用工业用的集成金属检测元件——接近开关。当其接近金属片

智能小车实验报告

智能小车实验报告

智能小车实验报告 摘要 为了实现智能小车按照题目要求运动，从指定位置进入规定区域，并寻找到障碍物，驶向障碍物，将障碍物推出规定区域，并实时显示障碍物的位置。本实验系统分为两个小系统，控制端与运动端。控制端以单片机C8051F020作为控制核心，运动端采用DSP2812作为控制核心。并以无线模块实现控制端与运动端之间的交流，以实现智能小车按照题目要求运动，并将信息实时反馈给控制端，显示出来；对于关键的小车运动执行元件，经过充分比较、论证，最终选用了步进电机，能够准确定位并且具有瞬间启动和急速停止的优越特性。电机的驱动是以L298N为芯片的驱动模块；小车的电源模块采用16V的锂电池供电；通过红外对管TCRT5000判断黑线为循迹，实现了小车在规定区域上行驶并将信息实时反馈给控制端等功能；并且小车的控制端显示部分选用LCD12864液晶屏来显示所需的参数。最后的实验表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加了路程显示、全程时间显示等创新功能。 关键词：C8051F020单片机、DSP2812、L298N、红外对管TCRT5000、循迹、 LCD12864液晶屏

一、系统方案 1.1 总体方案设计 本实验需要智能小车在规定的120cm*120cm区域内。从起点位置出发，检测障碍物所在位置并实施清除动作。在重力感应传感器控制下实现智能小车的前进，后退，左转，右转等操作，控制智能小车行驶到障碍物位置，并且停留至少3秒钟，给出声或光的信号。然后将障碍物推出规定区域。为了完成实验要求，控制端在单片机控制下，显示模块，重力传感器模块、无线通信模块的协同配合，共同完成控制端的工作。运动端以DSP2812为核心，超声波模块、红外避障模块、驱动控制模块、循迹模块和电源模块的统一调配下，让小车符合条件的行驶、通信、并清除障碍物，完成整个实验。 根据实验要求，我们设计的总体方案为控制端以Silicon Laboratories公司生产的单片机C8051F020为控制核心，运动端以TI公司新推出的功能强大的32位定点的DSP2812为核心，采用步进电机和LM298芯片控制小车运动，用锂电池提供16V 电压，用TCRT5000保证小车能在规定的区域内正常行驶，并以超声和红外共同确定

循迹避障小车设计报告

循迹避障小车设计报告

项目名称：智能小车 系别：信息工程系 专业：11电气工程及其自动化姓名：刘亮、崔占闯、韩康 指导老师：王蕾

目录 摘要： (3) 关键词： (3) 绪论： (3) 一、系统设计 (4) 1.1、任务及要求 (4) 1.2车体方案认证与选择 (4) 二、硬件设计及说明 (5) 2.1循迹+避障模块 (5) 2.2主控模块 (6) 2.3电机驱动模块 (6) 2.4机械模块 (7) 2.5 电源模块 (7) 三、自动循迹避障小车总体设计 (7) 四、软件设计及说明 (8) 4.1系统软件流程图 (9) 4.2系统程序 (9) 五、系统测试过程 (12) 六、总结 (13) 七、附录：系统元器件 (13)

车的行进方向。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。 （二）智能小车的现状 现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。我们此次的设计主要实现循迹避障这两个功能。 一、系统设计 本组智能小车的硬件主要有以STC89C52单片机作为核心的主控器部分、自动循迹+避障部分、电机驱动部分。电机驱动部分和其他部分由一个电源通过串联供电。 小车硬件系统示意图如下：