星空·体育中国官方网 基于单片机的智能小车设计开题报告

题目：基于单片机控制的智能汽车设计 题目类别：设计 √ 论文 □ 学生姓名：**** 编号：201057050229 班级：电子1002 专业（全名）：电子信息工程 指导老师：**平 2014 年 4 月 1 日。本项目设计（研究）目的：随着计算机、微电子、信息技术的飞速发展，智能技术的发展速度也越来越快，互联互通智能化与人们的生产生活之间的距离越来越近。 、智能化将是未来社会发展的必然趋势。随着汽车工业的快速发展，智能汽车的研究越来越受到人们的关注。全国电子赛、省级电子赛几乎都有关于智能汽车的题目。全国各地的大学也都非常重视这个话题。研究。由于成本低廉，智能汽车甚至可以完成一些人类无法完成的任务。它已逐步渗透到工业、农业和社会的各个方面。本项目设计的智能小车所采用的红外遥控技术、语音识别技术、单片机控制系统、传感技术、自动避障技术等已广泛应用于工农业生产、国防军事等众多领域，特别是在军事侦察、反恐、防暴、防核、防污染等危险恶劣环境中具有广阔的应用前景。由此可见，具有极其重要的研究意义。本设计所设计的智能车要求能够实时显示时间、速度、里程，具有自动跟踪和避障功能，控制行驶速度，准确定位和停车。要求能够通过实际动手设计学习电子产品的设计开发流程，掌握单片机的基本原理、遥控原理、显示原理，精通系统硬件电路设计、软件设计和开发。调试，并掌握相关电子开发软件的使用。

2、设计（研究）现状及发展趋势（文献综述）： 1 研究现状 智能汽车和机器人的发展研究自20世纪60年代以来已有几十年的历史。自20世纪60年代末，第一台能够自主移动的机器人问世以来，经过几十年的发展，智能机器人已经从最初的教学、模仿机器人发展到现在的具有感知功能的智能机器人。技术取得了长足进步。许多国家都开展了智能机器人的研究。大量的研究。由于不同国家的科研实力不同，其水平也存在差异。其中，美国和日本在该技术的研究上处于领先地位。法国提出的“机器人和人造体”国家计划主要是对智能机器人的认知功能进行深入研究，使其能够在复杂环境下通过自主感知和判断自动执行各种动作。美国发明的智能机器人可以帮助人们递送信件、食物和其他生活用品，还可以拉吸尘器进行清洁。日本成功研制出人形机器人，可以模仿人的各种面部表情，非常逼真。近年来发明的手术机器人已广泛应用于实际医疗手术中，稳定性好、安全性高。我国智能汽车和机器人从“八五”时期发展军用智能机器人，发展到“九五”时期发展军用“智能机器人平台二号” ，到复杂智能机器人、危险作业机器人、仿人机器人和复合结构移动机器人的研究取得了丰硕成果。

国内很多大学也在不断进行这方面的研究，并产出了层出不穷的成果，比如中科院研发的可以与人对话的机器人星空综合体育app下载，上海交通研发的具有超强越障能力的人形关节结构大学。同时，我国还开展了智能移动机器人的基础理论研究，在某些方面取得了世界领先的成果，正在逐步缩小与发达国家的差距。 2 发展趋势 随着各方面技术的不断进步和完善，各国对智能汽车和机器人的科研能力逐渐加强。未来，智能机器人可能会向以下几个方面发展：采用高强度、轻量化的机器人。材料使机器人的结构更加灵巧，动作更加灵活；利用网络技术远程操作和控制成群的机器人为人们工作；利用复杂的生物力学系统和人机耦合系统，开发具有仿生感知和生物神经的机器人。人形机器人。相信未来，更智能、更活泼、更有趣的智能机器人将会出现在我们身边，它们将极大地改变和便利人们的生产生活。 3、设计（研究）的要点和难点以及提出的途径（研究方法）： 1 要点和难点：本设计中设计的无线遥控小车要求能够显示运行时间、速度、速度等信息。实时里程，自动跟踪寻光。 、避障功能、可编程行驶速度和准确定位停车。因此，本次设计的重点和难点是：如何控制步进电机的速度和转向，提高汽车转向的准确性和灵活性；用什么方法来检测小车前方的障碍物，并将检测到的信号转换成高低电平输入到单片机中，然后控制小车做出相应的避障动作。考虑到障碍物检测过程中小车速度和反应时间的限制，小车应在距障碍物40CM的范围内做出反应，这样才能成功绕过障碍物，否则，如果范围太大，则可能会出现对障碍物的误判，而且范围太小，车体容易撞到障碍物，所以这个必须仔细考虑和确定；由于无线通信容易受到空间和距离的限制且容易受到干扰，那么汽车应该采用什么方法来实现呢？控制器与控制器之间的无线通信需要仔细研究确定；并且由于AT89C52单片机及外围元件的电压为TTL电平，最高电压为5V，且设计采用电池供电，因此需要设计稳压电路对电源电压进行转换。是5V。

2. 采取的方法。本设计方案采用微处理器（AT89C52单片机）作为控制系统的核心，主要由红外遥控发射部分和智能小车部分两部分组成。智能小车部分主要由以下子模块组成：CPU控制模块、电源模块、电机驱动模块、跟踪避障模块、速度检测模块、红外接收器和数据显示模块；红外遥控发射部分主要由遥控按键组成，由编码芯片和红外发射三部分组成。其总体设计框图包括两部分，如图1所示： 图1 系统总体设计框图 采用微处理器（AT89C52单片机）作为控制系统的核心[1]。在本系统设计中，发射器和接收器均采用3A锂离子电池作为系统的总电源，并使用LM7805将12.6V电压转换为5V。为了减少杂波干扰，在每个芯片的电源端增加了两个0.2uF的电容进行滤波。采用直流电机作为后轮驱动，利用脉宽调制技术（PWM）精确控制直流电机，从而控制汽车的行驶速度。采用H桥电路控制直流电机的旋转方向，从而控制小车的前进和后退；步进电机控制前轮来控制小车灵活左转或右转[5]。采用红外遥控系统来实现对汽车的无线遥控。遥控器用于产生遥控编码脉冲并驱动红外发射管输出红外遥控信号。遥控接收器完成遥控信号的放大、检波、整形和解调，产生遥控编码脉冲。遥控器编码脉冲是一组串行二进制码。该串行代码输入到微控制器中，其内部CPU解码远程控制指令并执行相应的远程控制功能[8]。

利用红外传感器，即反射式光电开关来检测障碍物星空体育app下载入口，实现小车的自动避障功能。反射式光电开关的发射孔和接收孔位于同一侧。光线发出后，经过障碍物反射，被光敏晶体管接收星空体育app官方下载，然后转换成高低电平信号输入到单片机的输入端，然后控制小车做出相应的转向和控制。避障动作[8]。采用直接光电探测器来测量汽车的轮速。具体方法是：在汽车驱动轮的主轴上安装一个带有十个透光槽的圆形叶片，保证叶片和驱动轮能够同步旋转，然后在驱动轮旁边安装一个直接光电探测器，刀片将跟随驱动轮的方向。转轮的转动不断地切断红外发射管和红外接收管之间的光路。当叶片旋转至透光槽与光路重合时，光路开启，红外线接收管通过电流。当叶片旋转以允许光传输的槽被覆盖时，光路被断开。随着轮子继续旋转，将输出连续的脉冲序列。通过测量脉冲数，可以知道叶片转动过的孔数，从而可以计算出轮子转动的角度和速度，然后根据轮子半径用软件编程。可以计算汽车的速度[11]。 LCD显示器直接与单片机连接，构成数据显示电路。 LCD液晶显示器是专门用于显示字符和数字的点阵液晶模块。它是由若干个5X7或5X11点阵字符位组成。点阵字符的每一位可显示一个字符。每个位之间有一个点空格来分隔字符，行之间也有一个空格[9]。

三节4.2V锂电池串联共12.6V直接为步进电机供电，然后通过LM7805稳压芯片组成的稳压电路将电压降至5V后供给单片机及其外围逻辑电路。系统程序流程图如图6所示： NY 图6 系统程序流程图。系统初始化。接收红外遥控信号。向前追踪。是否有障碍。数据收集。速度、距离和时间计算程序。自动避障子程序。接收遥控停止信号并停止。 LCD显示 4、设计（研究）进度计划： 第4周：查阅、收集相关文献，制定初步设计计划。第 5-6 周：完成数据翻译、文献综述和提案报告。第 7-8 周：完成计划演示。第9周：开始总体设计分析。第 10-11 周：硬件电路设计。第 12-13 周：系统软件设计。第 14 周：撰写论文文本。第 15 周：组织规范（初步审查）。第16周：准备防守。第17周：毕业答辩5。参考文献：[1]张敬武，周令斌，方曙光。单片机原理及应用[M]．第二版。电子工业出版社，2011：17-32。 [2]李群芳，肖侃。单片机原理接口及应用[M]。北京清华大学出版社，2005：12-30。 [3] 周立功. ARM嵌入式系统基础教程[M].第二版。北京航空航天大学出版社。 2008 年：2-14。 [4] 邹岩. DSP原理及应用[M]．电子工业出版社，2012：10-15。 [5]张明.步进电机的基本原理[J]．机械电子，2007（9）：83-84。 [6]朱淑珍，侯轩，李利民。基于89C2051的无线遥控小车设计[J].计算机开发与应用，2012（12）：73-78。 [7] 姚培，张立坚。基于单片机控制的智能循迹避障小车[J].机电信息，2010（12）：192-193。 [8] 王艳.基于51单片机的红外遥控车的设计与制作[J].电子制作，2010（6）：11-13。 [9] 赵海兰.基于单片机的红外遥控智能小车设计[J].电子世界，2013（2）：31-32。 [10]宋新兵.自动控制电动车的设计[J]，2001年全国大学生电子设计大赛一等奖。电子世界，2002（4）：55-56。 [11]尚林勇.自动穿梭电动车的设计[J]，咸宁师范学院学报，2002（6）：39-43。 [12]王少坤，肖晓，赵宏伟。基于ARM9的无线遥控车系统[J].2011 IEEE: 887-890. [13]王刚.智能建筑系统中的无线远程控制技术[J].2010可靠计算会议:231-233. [14] 高军，高向海，张立兴，王玉华。基于FPGA的智能小车设计[J].现代电子技术，2011（3）：141-143。 [15] 倪福印.基于DSP的智能遥控车设计[J].计算机技术与发展，2012（3）第22卷：207-209。导师意见签字：尤里教研室意见教研室（学术组）主任（组长）（签字）：月日