基于at89s52單片機的循跡避障小車的設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 本科畢業論文 (設計 ) 論文題目 基于 AT89S52 單片機的循跡避障小車的設計 摘 要 I 摘 要 本 文介紹了一種 利用 AT89S52 單片機為控制核心，結合多種傳感器以及 PID 算法實現循跡避障功能 的智能小車。 利用反射式光電傳感器檢測黑線實現小車循跡 ，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小 汽車的自動避障，整個系統具有自動尋跡、尋光和速度測試功能。其中，控制部分采 用 AT89S52， AT89S52 是一款 8 位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者 的好評。電機驅動采用常用的 PWM 方式 進行電機的調速控制，小車的速度通過液晶屏 來顯示。整個系統的電路結構較簡單，可靠性能高，能滿足各種設計的要求。隨著我 國高科技水平的不斷提高和工業自動化進程的不斷推進，智能小車被廣泛應用于各種 玩具和其他產品的設計中，極大地豐富了人們的生活 。 關鍵詞 :單片機 ； 傳感器 ； PWM 調速 ； 循跡避障； PID 控制算法咸寧學院學士學位論文 II Abstract This paper introduced an kind of intelligent car that use AT89S52 SCM as control core , bine with multiple sensors and PID control algorithm to achieve the function that find track and avoid obstacles. the electrical car uses reflective photoelectric sensor to detect black line to achieve trackfinding, uses ultrasonic sensors to detect obstacles on the road to avoid obstacles entire system has the function that trace route automatically,find light and test speed .Among them, AT89S52 which has 8bit singlechip is used as the control of useing easily and having multifunction ,it suffers large users. The motor driver uses the mon wayPWM for the motor controlling speed. the speed of car is displayed by the LCD screen .The circuit structure of the whole system is relatively simple, high reliability, and it can meet the requirements of the various the continuous improvement of high technology and the stead process in industrial automation in our country,the Intelligencecar which gradually access to people39。s attention has been widely applied to design a variety of toys and other products,which greatly enriched people39。s lives. KEY WORDS: SCM。 Sensor。 PWM speed adjusting。 Track finding and obstacle avoidance。 PID control algorithm 目 錄 III 目 錄 1 緒 論 .................................................................................................................................. 1 研究背景和發展現狀 .................................................. 1 研究目的和意義 ...................................................... 1 研究內容 ............................................................ 1 2 系統總體方案設計與論證 .................................................................................................. 3 總體方案設計 ........................................................ 3 方案選擇論證 ........................................................ 3 循跡檢測系統 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 障礙物檢測系統 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 光源檢測系統 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 速度檢測系統 .................................................5 電機驅動系統 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 單片機控制電路系統 .................................................. 6 顯示模塊 ............................................ 錯誤 !未定義書簽。 3 硬件設計 .............................................................................................................................. 7 總體設計方案 ........................................................ 7 單片機控制電路 ...................................................... 8 電機驅動電路 ........................................................ 10 驅動電路 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 PWM 調速原理 ................................... 錯誤 !未定義書簽。 目 錄 IV 循跡檢測電路 ....................................................... 12 障礙物檢測電路 ..................................................... 13 光源檢測電路 ........................................................ 15 速度檢測電路 ....................................................... 15 液晶顯示電路 ....................................................... 16 4 軟件設計 ............................................................................................................................ 18 系統控制流程 ....................................................... 18 算法設計 ........................................................... 18 循跡算法設計 .................................................18 避障算法設計 ................................................19 測速算法設計 ................................................19 PID 控制算法 .................................................20 5 調試 ..................................................................................................................................... 21 調試方法 ........................................................... 21 測試結果與分析 ..................................................... 21 6 結論與展望 ........................................................................................................................ 23 致 謝 .................................................................................................................................... 24 參考文獻 ................................................................................................................................ 25 附 錄 .................................................................................................................................... 26 1 緒論 1 1 緒 論 研究背景和發展現狀 隨著電子技術、計算機技 術、智能控制技術的飛速發展，產品的智能化和小型化越來越成為人們關注的熱點。各種智能小車在智能化玩具中占了很大的比例。近年來，傳統玩具的市場逐步縮水，高科技智能化的電子類玩具則逐步成為市場的主流。因此，可遙控的智能化小車的研究是非常有意義的，具有很大潛在市場價值的。 智能小車，也被稱之為輪式機器人。我們知道，機器人技術的發展是一個國家高科技水平和工業自動化程度的重要標志和體現。機器人由于具有高度的靈活性、可以幫助人們提高生產率、改進產品質量和改善勞動條件等優點，在世界各地的生產生活領域得到了廣泛的應用 [5]。 智能小車正是模仿機器人的一種嘗試。它是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制，模式識別，電子、電氣、單片機、機械等多學科的科技創新性設計，一般主要由路徑識別、速度采集、角度控制以及車速控制等模塊組成。這種智能小車能夠自動搜尋前進路線，還能爬坡；感知前方的障礙物，并自動尋找前進方向，避開障礙物；加入相關聲光訊號后，更能體現出智能化和人性化的一面。 研究目的和意義 隨著人們物質文化生活水平的不斷提高，智能化的電子玩具深受人們的喜愛，尤其是各種智能小車，由于這類玩具具有較好的交互性，可控性，能夠給人們帶來很好的娛 樂以及參與其中的體驗，高科技智能化的電子類玩具逐漸成為市場的主流。與此同時，智能小車可以應用于考古、機器人、醫療器械等許多方面，尤其在足球機器人研究方面具有很好的發展前景。因此，智能化小車的研究不僅具有很大的現實意義，還具有極為廣闊的應用前景和市場價值。 研究內容 本設計的智能電動小車具有自動尋跡、尋光、避障、速度檢測功能，可程控行駛速度、準確定位停車。 整體設計可以分為如下幾個模塊，控制核心采用 MCS51 系列中的 AT89S52 單片機，循跡避障是通過傳感器實現的，利用超聲波傳感器檢測道路上的障