课程设计 避障小车 制作指导书

制作类电子类课程设计

一、课程设计目的

本课程为电子信息工程，电子技术专业的必修课程。是《模拟电子技术》和，《数字电子技术》课程结束后的一次大型实践教学环节。

本课程的任务是使学生通过理论设计和实施设计方案相结合的方法，进一步加深对理论知识的理解、增强学生对已学过的理论知识和常用模拟电子器件应用的能力，提高学生动脑动手、分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识和提高学生的工程素质。

二、课程设计内容

1、课题名称

课题1：设计并制作红外避障小车

课题2：设计并制作模拟电子温度计

2、设计内容

课题1：制作红外避障小车

(1)弄清各单元电路的工作原理。

(2) 画出红外避障小车的总体电路图，分析电路工作原理。

(3) 画出PCB板图，制作PCB板。

(4)焊接、调试，小车能被遥控，可以前进、倒退、左转弯、右转弯，

遇到障碍物可自动避开。

课题2：设计并制作模拟电子温度计

(1)设计一个模拟电子温度计, 绘出原理图，说明电路工作原理。

(2)利用仿真软件对设计电路进行调试仿真。

(3)画出PCB板图，制作PCB板。

(4)焊接、调试。

(5)要求测温范围为0℃-100℃度，误差不大于1℃

三、红外避障小车各模块工作原理简介

红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。红外线是太阳光线中众多不可见光线

中的一种，由英德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射。波长为0.75～1000μm

红外线的物理性质：

热效应

一切物体都在不停的辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线就越多。红外线照射到物体上最明显的效果就是产生热。冬天烤火，就是因为有大量的红外线从炉子里射到人身上，才能让我们感觉到热乎乎的。我们就可以利用红外线的热效应来加热物品。家庭用的红外线烤箱，浴室用的暖灯，也就是浴霸等等。

穿透力强

红外线的特性还有一条就是穿透能力很强。由于一切物体，都在不停地辐射红外线，并且不同物体辐射红外线的强度不同，利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，然后用电子仪器对接到的信号进行处理，就可以察知被测物体的形状和特征，这种技术叫做红外线遥感技术，可以在卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成。还有我们每天都要关注的天气预报，也是红外线遥感技术。

是电磁波

红外线是一种光线，也是一种电磁波。我们每天都用到的电视遥控器也是利用了红外线。遥控器的前段有一个红外发光二极管，按下不同的键时，它可以发射调制信号不同的红外线，来实现电视机的遥控。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。

1 红外遥控系统

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

当按下某个键时，发送电路就产生对应的编码，经过调制后，在输出端产生串行编码的脉冲。这些脉冲经过驱动电路后由红外二极管发射出去。当接收端接收到信号后，先经过光放大器再经过专门解码芯片将其还原成串行编码脉冲。然后由接收电路按照编码解码的协议转换为相应的控制电平，最后由执行电路驱动开关等完成要求的操作。

（一）红外避障系统

在车前方，安装了红外发射与红外接收电路，在车前进的过程中，若遇到障碍物，红外线被反射，经红外接受电路，将光信号转换成电信号，控制一侧电动机运转变慢，而另一侧电动机转速不变，从而改变运行方向，达到避障的目的。

（1）多谐振荡器

多谐振荡器实际上是方波发生器，由于方波中除基波外还包含了许多高次谐波。因此，方波发生器又称为多谐振荡器。多谐振荡器不需要外加信号，只要一上电就会产生方波信号。

图一是由两个非门构成的RC多谐振荡器，在振荡器过程中，主要依靠电容C 的充、放电，引起d点电位Vd的变化,引起与非门状态的翻转,从而由a点输出矩形方波。

非门输入端为高电平，输出端为低电平时称为“开态”，反之称为“关态”；假设在某时刻G1处于关态，那么G2就处于开态，此时b点为高电平，a点输出低电平Va，如图二的0—t1期间，电源经R对电容C充电，在电容C上充得上负下正的

电荷，随着充电的进行，d点电位Vd逐渐上升，如图三所示，当Vd 上升至与非门G1的阈值电压V th时，G1将由关态变为开态，G2由开态变为关态，如图四所示，

此时b点由高电平跃变变为低电位，a点电位为Va由低电平上跳至高电平，由于电容C 两端电压不能突变，使d点电位Vd也随Va的上跳而上跳，图三的t1时刻，维持非门G1处于开态，与非门G2处于关态，在此后的

t1—t2期间，a点维持高电平，电容C经R放电，即电源经R对电容C进行

反充电，随着充电的进行，d点电位逐渐下降，在C上充得上正下负的电荷，如图三所示，

当低于G1的阈值电压V th时，即在t2时刻，G1由开态变成关态，G2由关态变成开态，b点低电平上跳为高电平，a点由高电平下跳至低电平，由于电容C 两端电压不能突变，d点变为负电位，维持非门G1处于关态，随后电源又经R对电容C充电，如图一所示，------以后不断重复上述过程，从而形成周期振荡，在输出端就获得矩形波。

通过计算，振荡周期T=kRC,其中k为比例常数，与电路中集成门的类型等因素有关系，可见振荡频率主要取决于R和C的值。

（2）红外发射电路

图六是一个利用多谐振荡器和红外发光二极管产生红外线的实例，

R2、C1和两个非门构成了一个多谐振荡器，R1为隔离电阻，它产生的方波频率为38KHZ，如图七（a）所示，它从与门1脚输入；R4、C2和两个非门也构成了一个多谐振荡器，R3为隔离电阻，它产生一个低频方波信号，如图七（b）从与门2脚输入，利用与门低频方波对38KHZ高频方波信号进行调制，即键控幅度调制,如图七所示，当低频方波的高电平到来时，与门被打开，高频方波从与门3脚输出，当低频方波的低电平到来时，与门被封锁，与门3脚输出为零，这样与门在低频方波的控制下，从3脚输出已调波。如图七（c）所示。已调波经限流电阻R5注入三极管VT基极，被放大的信号驱动红外发光二极管发出红外线，即将电信号转化成光信号发射出去，R6

为集电极负载，改变R6的阻值可以改变红外发光二极管的发光功率，从而能改变小车避障的灵敏度，若车在前进过程中遇到障碍物，发出的红外线会被反射回来，被红外接受电路接收。

CD4069是一个六非门集成电路，如图八所示，14脚接电源，7脚接地，其余引脚两两为非门的输入端和输出端。CD4011是一个四与非门电路，内部结构如图九所示，14脚接电源，7脚接地，其余引脚每三个为一组，两个为输入端，一个为输出端，若把与非门的两个输入端接在一起，CD4011就变成了四非门集成电路。这两个集成电路都可以帮助我们搭建多谐振荡器电

路。

74LS08是一个四与门电路，内部结构如图十所示，14脚接电源，7脚接地，其余引脚每三个为一组，两个为输入端，一个为输出端，该集成电路可以帮助我们搭建调制电路。

图十一红外一体化接收头

（3）.红外接收电路

图十一为红外一体化接收头外形，图十二

为接收头的内部结构图。当遇到障碍物时，光

敏二极管能接收到反射回来的红外线，并把它

转化成电信号，通过输入电路送入放大电路，

该放大电路带有自动增益控制电路，当接收

到强信号时，放大电路增益下降，当接受到

弱信号时，放大电路增益升高，总之，无论

接收强信号还是弱信号，都能保证解调输出

的信号幅度基本不变，提高电路的稳定性；

带通滤波器作用是把38K Z的信号取出，把

38K Z以外的干扰信号滤掉，以提高信号的纯净度；解调电路的作用是把调制到38K Z高频载波上的低频方波信号取出，取出的方波信号经三极管放大后由集电极输出，即1脚输出。

在

没

在没有遇到障碍物时，接收头接收不到红外线，电路也就解调不出方波信号，三极管VT处于截止状态，从1脚输出高电平。

图十三是红外信号的接受放大电路，在没有遇到障碍物时，红外一体化接收头1脚为高电位，VT1饱和导通，VT2截止，电源VCC经R4、R6对电容充电，在电容C上充得电源电压，与门1脚为高电位，使与门处于打开状态，来自P1的信号顺利通过，从而实现对小车的遥控控制。当遇到障碍时，从红外一体化接收头1脚输出方波，高电平到来时，VT1饱和导通，VT2截止，与门1脚为高电位，来自P1的信号通过，低电平到来时，VT1截止，VT2饱和导通，电容C经二极管、三极管VT2迅速放电，与门1脚变为低电平，将与门封锁，来自P1的信号不能通过，可见在遇到障碍物时，来自P1的信号断断续续通过与门。

（二）无线遥控系统

1、无线发射电路

（1）编码芯片PT2262是无线发射电

路的核心，为双列直插式，集成电路外形

如图十四所示，各引脚的功能如下表所

示。

（

图十六

(2）编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，电路如图十五所示，当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路停止振荡不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间，315MHz的高频发射电路起振，发射等幅高频信号，所以高频发射的信号完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号。

（3）图十六为遥控器的外形，单按下C键小车右轮正转左转弯，单按下A 键小车左轮正转右转弯，同时按下A、C键，小车前进；单按下的D键小车右轮反转左转弯，单按下B键小车左轮反转右转弯，同时按下B、D键，小车后退。

2、无线接收模块

无线接收模块如图十七所示，把接收的高频信号进

行放大解调，从中间2、3引脚输出控制信号，左端4

引脚接地GND，右端1引脚接电源VCC。

3、解码电路

（1）解编码芯片PT2272是无线解码电路的核

心，为双列直插式，集成电路外形如图十八所示，

各引脚的功能如下表所示，18脚接电源VCC,9脚接

地。详细的引脚功能见下表。

名称管脚说明

A0-A11 1-8 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码

D0-D3 10-13 10-13引脚输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平。

Vcc 18 电源正端（＋）。Vss 9 电源负端（－）。

图十七图十八

（2） 地址编码的设定与振荡电阻的匹配

在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1～8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的1～8脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地，第5脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地，第5脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收，PT2262和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收，大部分产品都是用2262/1.2M ＝2272/200K 组合的，少量产品用2262/4.7M ＝2272/820K 。

（3） 实用解码电路

图十九为实用解码电路，无线遥控接收模块把接收到的高频信号进行放大、解调，获得数据信号，从该模块的2、3脚输出，送入2272的14脚，经解码，信号从10、11、12、13、脚输出，15、16引脚接振荡电阻，解码有效时17引脚变为高电平，LED 闪烁， 1——8用来设置地址码，18脚电源，9脚接地。 （三） 电机正反转控制电

路.

1、 L 293内部结构 L293内部主要由四个三态门构成，如图十七所示，三态门1、2共用一个使能端1，当使能

DIN 14 数据信号输入端，来自接收模块的2、3输出端。 OSC1 16 振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率。 OSC2 15 振荡器输出端。

VT 17

解码有效确认 输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态），使LED 灯发光。

图十九

端接高电平时，两个三态门被打开，信号能双向传输，三态门3、4及电动机M2的工作原理与三态门1、2相同。

名称管脚说明

使能端1 1 控制三态门1、2的通断状态

输入端P3 2

输出端OUT1 3

接地端GND 4

接地端GND 5

输出端OUT3 6

输入端P4 7

电动机驱动电源8 为电动机提供工作电源

使能端2 9 控制三态门3、4的通断状态

输入端B 10

输出端OUT2 11

接地端GND 12

接地端GND 13

输出端P4 14

输入端P2 15

集成电路逻辑电源16 为集成电路L293提供工作电源

（四）电源电路

用9V电池做小车的电源，需用三端稳压器7805稳压后再供电。为避免驱动电机对遥控电路有影响，给电动机另设一个7805稳压器，专门给电动机供电，即输出端直接接L293的8脚。

四、考核

1、考勤20分。

2、设计与制作50分

(1) 画出红外避障小车控制电路图，分析电路工作原理。

(2) 画出PCB板图，制作PCB板。

(3)焊接、调试，小车能被遥控，可以前进、倒退、左转弯、右转

弯，遇到障碍物可自动避开。

3、实训报告20分。

4、答辩10分。

五、进度安排

小车

元件

清单

以上是红外发射电路，电路利用2个非门产生38KHz的波，再让他与2个非门产生的低频震荡信号经与门调制后控制红外发光管发射。

上图是红外接收电路：注意红外接收头的管脚，不同型号的一体化红

外接收头的引脚顺序是不同的。

接收的信号和遥控信号经过与门去控制L293，这只是其中一个电机的一个输入的避障。

上图中：1脚~8脚是编码区，对应编写的密码必须和遥控电路中2262的编码一致，否则不能遥控。

上图是电机正反转电路：要注意的是，此电路中又用到一个5V的电源（模拟电源），如果都用一个电源，驱动电机电路会反过来对遥控电路有影响。

三端稳压电路

超声波避障小车开题报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 设计题目：超声波避障小车 院系：电气学院自动化测试与控制系 班级： 设计者： 学号： 指导教师：周庆东 设计时间：9.2~9.13 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学课程设计任务书

*注：此任务书由课程设计指导教师填

开题报告 1立项依据 1.1立项目的 （1）设计一辆利用超声波传感器来实现避障功能的小车，使小车对其运动方向受到的阻碍作出各种躲避障碍的动作。 （2）进一步学习单片机原理及其应用，提高程序的编写能力。 （3）掌握单片机系统外扩器件的连接与使用，了解超声波传感器的工作原理。 （4）掌握软件和硬件调试的基本技巧与方法。 1.2立项意义 在当今社会，汽车成为了越来越普遍，人们不可缺少的交通工具。但汽车的不断增加，随之而来就是越来越多的交通事故。交通事故成为了现在越来越严重的安全隐患。所以随着汽车工业的快速发展，我们必须加强对汽车安全性能的考虑。所以，智能汽车概念应运而生，他既是汽车产业的机遇也是汽车产业的挑战。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。 2主要设计内容及方案 2.1总体方案 系统采用51单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制,在超声波检测到障碍物之后,主控芯片根据距离值控制直流电机的转动,在与障碍物距离较大的情况下，快速前进，在与障碍物距离较小但还未到达临界转弯方向值的时候，慢速前进。在与障碍物距离很近需要转向避障时，方案上将尝试进行转向，来进行避障。 2.2设计原理 该智能车系统可分为三个主要模块：单片机主控核心模块，传感器避障模块，电机驱动模块。系统主要原理是：通过超声波避障模块（即感测模块）实时监测路面情况并及时传输给单片机。由单片机主控核心模块根据感测模块给予的信息控制小车两电机转动工作状态。电机驱动模块驱动两电机转动，实现前进或者左、右转。

基于51单片机设计智能避障小车

单片机设计智能避障小车 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N 驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。 关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶 abstract Using infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program. Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving

自动避障小车课程设计

单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题：自动避障小车 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动1105 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点：31-630 设计时间：

单片机系统课程设计 课程设计名称：自动避障小车 专业班级：自动1105 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点：31-630 课程设计时间：

单片机系统课程设计任务书

目录 1概述-------------------------------------------------------------- 4 1.1研究背景----------------------------------------------------- 4 1.2设计思想及基本功能------------------------------------------- 4 2总体方案设计------------------------------------------------------ 4 2.1方案论证----------------------------------------------------- 4 2.2系统框图----------------------------------------------------- 5 2.3总体方案设计------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计------------------------------------------------------ 7 3.1电源电路----------------------------------------------------- 7 3.2晶振电路----------------------------------------------------- 8 3.3复位电路----------------------------------------------------- 8 3.4键盘电路----------------------------------------------------- 8 3.5显示电路----------------------------------------------------- 9 3.6超声波测距电路---------------------------------------------- 10 3.7舵机电路---------------------------------------------------- 11 3.8电机驱动电路------------------------------------------------ 11 3.9电机转速测量电路-------------------------------------------- 13 3.10设计PCB和腐蚀电路板--------------------------------------- 14 4系统软件设计----------------------------------------------------- 16 4.1分模块程序设计---------------------------------------------- 18 4.2主程序设计-------------------------------------------------- 20 5系统调试 ------------------------------------------------------- 20 6总结 ----------------------------------------------------------- 22参考文献：------------------------------------------------------- 23附录A硬件电路图------------------------------------------------- 24附录B 源程序 ---------------------------------------------------- 25

智能避障小车设计

江阴职业技术学院项目设计报告 项目：超声波避障小车的设计与制作 专业应用电子技术专业 学生姓名 班级10应用电子()班 学号 指导教师 完成日期

智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路结构简单，程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作（以下简称智能小车），论文对智能小车的方案选择，设计思路，以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。经实践验收测试，该智能小车的电路结构简单，调试方便，系统反映快速、灵活，设计方案正确、可行，各项指标稳定、可靠。

Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students' enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable.

红外避障小车课程设计报告报告

下载可编辑 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电机转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------23

智能避障小车设计--毕业设计完整版-附程序编程

毕业设计设计题目：智能避障小车设计 系别：机电工程系 班级：测控技术与仪器 姓名：XXX 指导教师： XXX

智能小车设计 摘要 随着近年来机器人的智能水平不断提高，其中机器人的感觉传感器种类越来越多，而视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。智能小车可应用于无人工厂，仓库，服务机器人等领域解决一些高危环境下的难题。同时单片机技术的迅速发展使得机器人的智能控制更加智能化，人性化。 该设计是利用光电传感器以一定的频率发射红外线来检测障碍物，然后将检测信号发送到STC89C52单片机，并以STC89C52单片机为控制芯片进而电动小汽车的速度及转向，以此实现自动避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波调速控制。本设计结构简单，较容易实现，与实际相结合，现实意义很强，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 关键词：智能小车; STC89C52单片机; L298N; PWM波

Design Of Smart Car Abstract Along with the robot's intelligent level rises ceaselessly, the types of robot sensory sensor are more and more, and the vision sensor have become the important part in the automatic walking and driving .Smart car can be applied to unmanned factory, warehouse, service robot and etc. to solve some high risk environment problems，At the same time,The rapid development of MCS technology makes the intelligent control of robot more intelligent ang humane. This design uses a photoelectric sensor sending a certain frequency transmitting infrared to detect obstacles, and then sends a detection signal to a STC89C52 MCS. While the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52 MCS.This design is practical ,easy realization and simple in the structure, but highly intelligent, humane, Intelligent in some degree. Key words:Smart Car; STC89C52 MCS; L298N; PWM Signa

红外避障小车课程设计报告.docx

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电机转速控制电路------------------------------------------ 7电源电路-------------------------------------------------- 8电机驱动电路----------------------------------------- 9主程序设计------------------------------------------------ 12小结----------------------------------------------------- 23参考文献------------------------------------------------- 23

避障小车制作讲解

智能避障小车实验报告与总结 学院：机电工程学院 专业年级：09级电气工程及其自动化 队员姓名：

智能避障小车实验报告与总结 摘要：本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。从而实现小汽车的自动避障。 关键词： 单片机红外线传感器避障小车 一、设计任务与要求 小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。 二、方案设计与论证 本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。从而实现小汽车的自动避障。电路原理简单，结构明了。如图为整个系统的框图。 根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。各模块分述如下： 1、小车车体 在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买车身。 方案二：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。但这种方法费时费力且成本较高。 方案二：购买半成品小车底盘改装，此种方案方便简洁而且价格低廉，小车各个机械部分安装完整，只需稍加改装就可以使用。而且我们主要是目的是小车控制系统的设计，因此我们采取该方案。 2、主控板 小车的主控系统，即小车的大脑，我们采用了STC89C52单片机制作的最小系统。 3、避障模块 避障方案选择，方案一：采用超声波避障。超声波受环境影响较大，电路复杂，而且地面对超声波的反射，会影响系统对障碍物的判断。

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电机转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------23

智能循迹避障小车方案设计书

封面

作者：PanHongliang 仅供个人学习 目录 摘要………………………………………………………………………………………2 ABSTRACT………………………………………………………………………………

…2 第一章绪论 (3) 1.1智能小车的意义和作用 (3) 1.2智能小车的现状 (3) 第二章方案设计与论证 (4) 2.1 主控系统 (4) 2.2 电机驱动模块 (4) 2.3 循迹模块 (6) 2.4 避障模块 (7) 2.5 机械系统 (7) 2.6电源模块 (8) 第三章硬件设计 (8) 3.1总体设计 (8) 3.2驱动电路 (9) 3.3信号检测模块 (10) 3.4主控电路 (11) 第四章软件设计 (12) 4.1主程序模块 (12) 4.2电机驱动程序 (12) 4.3循迹模

块 (13) 4.4避障模块 (15) 第五章制作安装与调试 (18) 结束语 (18) 致谢……………………………………………………………………………………… 19 参考文献 (19) 智能循迹避障小车 摘要：利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由 L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。 关键词：智能小车；STC89C52单片机； L298N；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Abstract：Based infrared detection of black lines and theroad obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car。STC89C52 MCU。L298N。Infrared Emitting Diode 第一章绪论 1.1智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。 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

自动避障小车课程教学设计

单片机系统课程设计 成绩评定表 设计课题：自动避障小车 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动1105 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点：31-630 设计时间：

单片机系统课程设计 课程设计名称：自动避障小车 专业班级：自动1105 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点：31-630

课程设计时间： 单片机系统课程设计任务书

目录 1概述 ----------------------------------------------------------------------- 4 1.1研究背景------------------------------------------------------------- 4 1.2设计思想及基本功能 ------------------------------------------------- 4 2总体方案设计 -------------------------------------------------------------- 5 2.1方案论证------------------------------------------------------------- 4 2.2系统框图------------------------------------------------------------- 5 2.3总体方案设计 -------------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计 -------------------------------------------------------------- 7 3.1电源电路------------------------------------------------------------- 9 3.2晶振电路------------------------------------------------------------ 10 3.3复位电路------------------------------------------------------------ 10 3.4键盘电路------------------------------------------------------------ 10 3.5显示电路------------------------------------------------------------ 10 3.6超声波测距电路----------------------------------------------------- 12 3.7舵机电路------------------------------------------------------------ 13 3.8电机驱动电路 ------------------------------------------------------- 13 3.9电机转速测量电路--------------------------------------------------- 15

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

红外避障小车课程设计报告材料

标准文案 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 电机转速控制电路------------------------------------------------------------7 电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------23

4智能避障小车系统的设计与实现

智能避障小车系统的设计与实现 电子信息工程 200709837 王小龙 罗维薇 摘要 本设计以单片机STC89C52为控制核心，设计实现具有避障和里程显示功能的智能小车。其主要由三部分组成：液晶显示模块、避障模块和电机驱动模块。 智能避障小车分别运用直接反射式红外传感器TCRT5000和霍尔传感器3144来进行路径检测和里程计算，并将实时数据传送到液晶显示模块和单片机分别进行显示和数据处理。并用L298N电机驱动芯片控制小车的运行状态。 Abstract This design based on the single chip computer STC89C52 as control core, design a car with obstacle avoidance and mileage display function. It mainly consists of three parts: the liquid crystal display module, obstacle avoidance module and motor driver module. Intelligence obstacle avoidance car detecting external environment by direct reflex respectively infrared sensor TCRT5000 and hall sensor 3144, transfer the real-time data to LCD module and single chip microcomputer to display respectively and data processing. And use L298N motor drive chip to control the operation status of the car. 一、绪论 1．课题背景介绍 随着单片机技术的迅速发展，其控制能力越来越强大。人们利用单片机强大的控制功能设计出各种各样的系统，全国电子设计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。本设计就是在这样的背景下提出的，设计的智能小车能够通过光电开关完成避障功能，并且可以计算和显示出小车的行驶距离。 2.设计的主要内容 （1）采用STC89C52单片机作为控制小车的核心器件，用收发一体的红外传感器光电TCRT5000来检测和感应外界环境。 （2）用L298N驱动芯片控制电动小车的运行。 （3）用霍尔传感器计算小车行驶的距离并用1602液晶显示器显示。 这种方案能实现对智能小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，可满足对系统的各项要求。 二、系统的总体设计 1．硬件总体设计 以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用红外光电传感器、霍尔传感器，实现小车在行驶中自动躲避障碍物、测量里程等问题。并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。 在本系统中，反射式红外光电传感器检测障碍物，然后将信号传送到单片机系统进行处理，使小车沿轨道自主行走；通过霍尔元件测量小车行驶里程；采用L298N芯片控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯；采用1602液晶显示器显示小车行驶的路程。此系统采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能满足系统的要求，其原理图如图1所示。

智能避障小车系统

智能避障小车系统设计 学科：新技术专题 班级：-------- 姓名：- - - 学号：17号 指导教师：---- 电气信息工程学院

一、系统设计概述 通过飞思卡尔智能车竞赛的学习和启发，本设计实现一款具有自动避障运行功能的智能小车，通过光电开关和超声波测距模块配合识别前方是否有障碍物，如果遇到障碍物则通过舵机改变行驶方向。直流电机驱动模块采用PID闭环控制，可以达到速度稳定、快速、准确的控制，使智能小车能够及时制动和恒速运行。 本设计报告针对传感器信号处理设计、电路设计、控制算法等方面进行重点阐述。 二、总体系统构想框图 本设计中智能避障小车的体系结构如上图。根据功能不同，避障小车的系统

结构大致包括传感器、控制、执行机构、人机接口和电源五大部分。 1.传感器部分 负责感知外部世界的环境信息和车模自身的状态信息，为小车完成路况判断和实现小车的运动控制提供所需的信息。传感器部分包括光电开关、超声波测距模块和编码器测速模块三个子模块。 2.控制部分 分析传感器数据，提取路况信息，运行控制算法，向执行机构发出动作信号，控制赛车朝无障碍方向行驶。控制部分主体是16位单片机MC9S12XS128。 3.执行机构 负责执行动作信号，实现车的前进、变速和转向。执行机构包括电机和舵机以及电机驱动模块。 4.人机接口 实现模式和参数选择、状态指示、实时监控以及数据存储等人机交互功能，包括拨码开关、LED 、蜂鸣器、无线等模块。 5.电源部分 负责向各部分提供合适的电源，包括电池和稳压模块 三、核心传感器模块 1、超声波测距模块 超声波模块采用目前比较常用的URM37超声波传感器 默认是232接口，可以调为TTL 接口,URM05大功率超声波 传感器测试距离能到10 米，算是目前来说测试距离比较远的一款。 功能应用：超声波测距模块通过超声波发收的时间差计算得前方 障碍物的距离，作为车体前方主要测距模块判断前方路况。 2、光电传感器 光电开关是传感器的一种，它把发射端和接收端 之间光的强光电开关弱变化转化为电流的变化以 达到探测的目的。它所使用的冷光源有红外光、 红色光、绿色光和蓝色光等，可非接触，无损 伤地迅速和控制各种固体、液体、透明体、黑体、 柔软体和烟雾等物质的状态和动作。具有体积小、 功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距 离远以及抗光、电、磁干扰能力强的优点。 功能应用：由于光电开关相比没有超声波测距远，