单片机无线遥控智能小车设计毕业论文

单片机无线遥控智能小车设计毕业论文

目录

1 绪论 (1)

1.1 研究的背景和意义 (1)

1.2 国外研究现状 (1)

1.3 研究的容和方法 (4)

2 系统方案设计 (5)

2.1 方案比较与选择 (5)

2.1.1 核心控制单元方案比较与选择 (5)

2.1.2 电机驱动单元方案比较与选择 (5)

2.1.3 循迹单元方案比较与选择 (6)

2.1.4 避障单元方案比较与选择 (6)

2.1.5 遥控单元方案比较与选择 (7)

2.1.6 电源方案 (7)

2.2 总体设计框图 (8)

3 系统硬件电路设计 (9)

3.1 最小系统电路 (9)

3.2 电机驱动电路 (10)

3.2.1 PWM调速原理 (10)

3.2.2 L298工作原理 (11)

3.3 循迹探测电路 (11)

3.4 避障模块检测电路 (13)

3.5 无线遥控控制电路 (14)

3.5.1 超再生接收电路和无线电发射器工作原理 (14)

3.5.2 超再生简易无线电遥控器原理 (15)

4 系统软件设计 (18)

4.1 电机控制子程序设计 (18)

4.2 红外循迹模块子程序设计 (19)

4.3 红外避障模块子程序设计 (20)

4.4 无线遥控模块子程序设计 (22)

4.4.1 无线遥控模块模式判断子程序 (22)

4.4.2 无线遥控模块方向控制模式子程序 (22)

4.5主控制模块主程序设计 (23)

5 系统测试 (25)

5.1电机驱动测试 (25)

5.2红外循迹测试 (25)

5.3无线遥控测试 (26)

6 总结与展望 (27)

6.1总结 (27)

6.2展望 (27)

参考文献 (28)

致谢 (29)

附录1 (30)

附录2 (32)

1 绪论

本课题设计主要是制作一款能进行智能判断并能做出正确反应的小车。小车具有以下几个功能：循迹功能，能按照路面的黑色轨迹行驶；自动避障功能，小车在行驶过程中能识别障碍物，做到准确无误的躲避障碍物；无线遥控功能，通过超再生简易接收发器来控制小车的运行模式，以及独立控制小车的移动方向。

1.1 研究的背景和意义

随着计算机，微电子技术的快速发展，智能化技术的开发越来越快，智能程度也越来越高，应用的围也得到了极大的扩展。智能小车系统以迅猛发展的汽车电子技术为背景，涵盖了电子，计算机，机械，传感技术等多个学科。同时，当今机器人技术的发展日新月异，其应用于考古，探测，国防等众多领域。无人飞船，外星探测，智能化生产等等无不得益于机器人技术的发展。一些发达国家已经把机器人设计制作竞赛作为创新教育的战略手段。从某种意义上来说，机器人技术反映的是一个国家综合技术实力的高低，而智能小车是机器人的雏形，它的控制系统的研究与制作将有助于推动智能机器人控制系统的发展[1]。随着智能化技术的发展，对于智能化技术的研究也越来越受关注。全国电子竞赛与各省电子竞赛几乎每次都有智能小车方面的题目，全国各大高校也都重视该项目的研究，可见智能小车具有较大的研究意义。

1.2 国外研究现状

智能车辆作为智能交通系统的关键技术，是许多高新技术综合集成的载体。智能车辆驾驶是一种通用性术语，指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术。智能车辆的一个基本特征是在一定道路条件下实现全部或者部分的自动驾驶功能，下面简单介绍国外智能小车研究的发展情况。

（1）国外智能车辆研究现状

国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段：

第一阶段：20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国

Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS （Automated Guided Vehicle System）。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶[2]。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平，应用领域仅局限于仓库的物品运输。随着计算机的应用和传感技术的发展，智能车辆的研究不断得到新的发展。

第二阶段：从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索。在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC），其目标之一就是研究发展智能车辆的可能性，并促进智能车辆技术进入实用化。在亚洲，日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会，主要目的是研究自动车辆导航的方法，促进日本智能车辆技术的整体进步。进入80年代中期，设计和制造智能车辆的浪潮席卷全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。

第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是，美国卡基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车（Navlab1—Navlab10）的研究，取得了显著的成就[2]。

目前，智能车辆的发展正处于第三阶段。这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车辆的主要发展方向。在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构研发的智能车辆具有代表性的有：

德意志联邦大学的研究：1985年，第一辆VaMoRs智能原型车辆在户外高速公路上以100km/h的速度进行了测试，它使用了机器视觉来保证横向和纵向的车辆控制。1988年，在都灵的PROMRTHEUS项目第一次委员会会议上，智能车辆维塔（VITA,7t）进行了展示，该车可以自动停车、行进，并可以向后车传送相关驾驶信息。这两种车辆都配备了UBM视觉系统[3]。这是一个双目视觉系统，具有极高的稳定性。

荷兰鹿特丹港口的研究：智能车辆的研究主要体现在工厂货物的运输。荷兰的Combi road系统，采用无人驾驶的车辆来往返运输货物，它行驶的路面上采用了磁性导航参照物，并利用一个光阵列传感器去探测障碍。荷兰南