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基于單片機的智能化避障小車設計畢業設計論文(編輯修改稿)

2026-07-24 19:24 本頁面

　

【文章內容簡介】的處理量也不大，又因為我們學習過單片機原理及接口技術，覺得單片機的特點特別適用于此模塊。首先來說，單片機體積小。再次，能夠滿足我們對小車控制的要求。對于我們學生很重要的一點是它價格便宜。然后是單片機的選擇問題。由于我們課本上主要介紹了AT89C51和AT89C52單片機。我們對這類單片機比較熟悉，使用起來比較容易上手。但是在網上購買時STC的居多，經過查閱相關資料，發現STC的和AT的功能上很相似，而且都能夠滿足我們對控制的要求。由于以上講到的問題，我們選擇了STC89C52RC單片機。電機驅動模塊電機驅動模塊要完成的任務是控制安裝在小車兩個輪子上的直流電機的運行與停止。功率三極管可以很容易的完成此目的。首先，我們將功率三級管作為功率放大器。這樣他的輸出就可以用來控制直流電機的運行。然后，我們可以用達林頓管連接成H型橋式電路。這種電路用來實現現行驅動非常合適。原因在于其結構和原理都比較簡單。重點是這種電路的效率很高。因為達林頓管總是工作在飽和截止模式下。這種管子的穩定性高，效率高的特點，使其成為現在主流的PMW調速技術。和前面主控系統中遇到的問題一樣。我們不想花費時間去焊接H型橋式電路，我們想要尋找一種已經集成有此電路的芯片。用這種芯片來代替此電路的功能，這樣做既可以減少時間，而且還可以減少空間，使設計更為美觀。經過查閱資料我們最后采用L298N芯片作為電極驅動模塊的核心部件。 H橋式電路 L298N 避障模塊避障模塊主要是用紅外對管的紅外感應來完成，開始我們的設計是在小車前方正中安裝一個紅外對管用來感應障礙物，但是經過試驗測試以后發現這樣設計的缺點很明顯，就是感應不準確，如果前方左右兩邊遇到障礙物時由于紅外對管安裝在正中的位置，感應不到障礙，使得小車不能夠完成避障。因此，我們在小車前方的左右兩邊各安裝一個紅外對管，這樣就大大提高了小車的避障成功率。電源模塊電源模塊的設計主要是用來給兩組紅外對管組成的避障模塊和單片機以及電機驅動模塊供電。由于輪子上的兩個電機要帶動整個小車的運動，因此電機驅動模塊所需的電能較大，由于這個原因，我們開始是想設計兩個電源模塊，一個單獨用來給電機驅動模塊供電，另外一個用來給紅外避障模塊和單片機供電，但是考慮到小車設計的簡單化和設計空間的問題，最后決定由四節5號干電池作為電源模塊同時給三個模塊供電。這樣雖然不是最佳的設計選擇，但是足以使小車完成避障任務。 STC89C52單片機STC89C52是知名的電氣生產廠家STC公司生產的。其內核為MCS51。雖然為51內核，但是該內核已經經過了幾次改進，比原有內核功能更多，更強大。該芯片的可編程存儲空間有8K。不僅如此，該單片機的CPU是8為的CPU。這樣的CPU運算速度相當快。STC89C52單片機最大、最為突出的優點是，其運算速度快，控制性靈活，功耗低。具有下表所示標準功能：8k字節Flash32 位I/O 口線7向量4級中斷結構512字節RAM全雙工串行口4個外部中斷3個16 位定時器/計數器MAX810復位電路4KB EEPROM看門狗定時器另外 STC89C52 單片機有兩種節電模式可供選擇。其靜態邏輯電路的頻率最低可以降低至0 Hz。兩種節電模式主要是通過控制不同部分的工作狀態完成的。例如當CPU工作的時候，可以讓時鐘部分停止工作，這樣就可以節電。該單片機另一個有點是，其具有掉電保護功能。這樣可以避免數據的丟失，減少不必要的麻煩，同是提高其控制效率。該單片機最高運作頻率為35MHz，6T/12T可選。 STC89C52RC單片機的特點有：8K字節程序存儲空間；512字節數據存儲空間；內帶2K字節EEPROM存儲空間；可直接使用串口下載。STC89C52RC單片機的參數如下：1. 工作電壓：～（5V單片機）/～（3V 單片機）：0～40MHz，相當于普通8051 的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz3. 用戶應用程序空間為8K字節4. 片上集成512 字節RAM5. 通用I/O 口（32 個）6. 具有EEPROM 功能7. 有T0、TT2 3 個16 位定時器/計數器8. 工作溫度范圍：40～+85℃（工業級）/0～75℃（商業級）9. PDIP封裝 STC89C52RC引腳圖8第三章硬件設計第三章硬件設計本次設計的智能化避障小車主要是通過避障紅外對管來檢測前方是否遇到障礙，然后將信號傳送到單片機內部，再由單片機將接收到的信號傳送到電機驅動模塊，最后電機驅動模塊根據接收到的信號控制安裝在兩個輪子上的電機的停轉來實現小車的避障轉彎。當小車前方左邊的紅外對管檢測到前方有障礙物時，就會產生一個低電平，經過一系列的傳送，最后控制小車右邊的電機停止轉動，小車左邊的電機繼續轉動，小車將避開左邊的障礙物向右邊運動。同理，當小車右邊前方有障礙物時，小車左邊的電機將停止轉動，小車右邊的電機單獨運行，小車將避開右前方的障礙物向左邊轉彎，當兩邊的紅外對管同時感應到前方有障礙物時，本設計指定為右邊的電機運行，左邊的電機停止運行，小車向左轉彎，當兩邊的紅外對管都沒有檢測到障礙物時，表示前方沒有障礙，這時，小車左右兩邊的電機同時運行，小車將直線行走。下圖是本次設計的總體設計圖。電源避障紅外對管電機驅動 STC89C52RC復位電路總體設計出于對設計的考慮，我們將優先選擇簡單容易實現的驅動方式，因為本設計的目的是打開對此感興趣的同學的思路，在平時設計中我們常見到的電機驅動方式有很多種，可是經過我們仔細認真的考慮和琢磨之后覺得H橋式驅動電路最

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