自动避障小车课程设计
自动避障小车设计
自动避障小车技术报告前言设计背景：在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。
而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。
因此，自动避障系统的研发就应运而生。
我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。
随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。
我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。
自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。
目录一、设计目标： (3)二、方案设计： (4)2.1直流调速系统 (4)2.2检测系统 (4)三硬件设计 (5)3.1、SPCE061A单片机最小系统 (5)3.1.1．SPCE061A时钟电路 (8)3.1.2．PLL锁相环 (9)3.1.3．看门狗Watchdog (9)3.1.4．低电压复位（LVR） (10)3.1.5．I/O端口 (10)3.1.6．时基与定时器 (11)3.1.7．SPCE061A的定时器/计数器 (11)3.1.8．ADC、DAC (12)3.2、超声波传感器 (12)四软件设计 (16)4.1软件设计各模块 (16)4.2速度控制 (17)4.3障碍物检测 (17)4.4看门狗 (17)4.5基频中断 (18)4.6程序设计流程图 (19)五：测试数据、测试结果分析及结论 (19)程序附录 (21)1．主程序： (21)2．中断程序 (24)3、测距程序 (28)一、设计目标：1.小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，能自动避开障碍物。
2.根据障碍物的位置选择下一步行进方向，选择左拐还是右拐，若障碍物在左边则自动右拐，若障碍物在右边则左拐，若障碍物在正前方可任意选择左拐或者是右拐，以达到避开障碍物的目的。
3.通过利用单片机内时钟源的控制设定左拐和右拐的时间，从而能持续前进。
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 ----------------------------------------------------------------------- 41.1研究背景------------------------------------------------------------- 41.2设计思想及基本功能 ------------------------------------------------- 4 2总体方案设计 -------------------------------------------------------------- 52.1方案论证------------------------------------------------------------- 42.2系统框图------------------------------------------------------------- 52.3总体方案设计 -------------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计 -------------------------------------------------------------- 73.1电源电路------------------------------------------------------------- 93.2晶振电路------------------------------------------------------------ 103.3复位电路------------------------------------------------------------ 103.4键盘电路------------------------------------------------------------ 103.5显示电路------------------------------------------------------------ 103.6超声波测距电路----------------------------------------------------- 123.7舵机电路------------------------------------------------------------ 133.8电机驱动电路 ------------------------------------------------------- 133.9电机转速测量电路--------------------------------------------------- 153.10设计PCB和腐蚀电路板-------------------------------------------- 16 4系统软件设计 ------------------------------------------------------------- 184.1分模块程序设计----------------------------------------------------- 204.2主程序设计---------------------------------------------------------- 22 5系统调试 --------------------------------------------------------------- 22 6总结 -------------------------------------------------------------------- 24参考文献： --------------------------------------------------------------- 26附录A硬件电路图-------------------------------------------------------- 27附录B 源程序------------------------------------------------------------ 251概述1.1研究背景科技的发展趋势之一就是让几乎所有的东西具有一定的智能。
避障小车设计书哈工大 单片机课程设计
Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）设计题目：超声波避障小车院系：电气工程及自动化班级：xxx设计者：xxx学号：指导教师：设计时间：2012.08.27-2012.09.07哈尔滨工业大学课程设计考核表题目：超声波避障小车学生姓名：xxx 班级：学号：实验部分考核总结报告评分总成绩：指导教师签字：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写开题报告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，了解超声波传感器的工作原理。
1.2立项意义在科学探索及紧急抢险中经常要对一些危险或人类不能直接到达的地域进行探测，这就需要用机器人来完成。
而机器人在复杂地形行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。
因此，自动避障系统的研发也就应运而生。
自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。
随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人自动避障功能的研发有了重大意义。
通过对自动避障小车的设计，我们可以将其运用于自动避障小车，以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。
1.3设计要求（1）在车前方没有障碍物时，小车沿直线向前走。
（2）在车前方有障碍物时，小车能避开障碍物，避障方法如下：①先向左边转90度，如果前面没有障碍物，再沿直线向前走；②如果前面仍有障碍物，则向右转180度，如果前面没有障碍物，则直线行走；③如果前面仍有障碍物，则向右90度，然后直线行走2课题设计2.1设计原理该智能车系统可分为四个主要模块：传感器避障模块，单片机主控核心模块，电机驱动模块，USB下载模块。
鉴于电机驱动模块、USB下载模块已经由实验室直接提供了，我们对于传感器避障模块和单片机主控核心模块进行了讨论。
避障小车课程设计报告书
1.绪论 (2)1.1课题背景21.2课题的目的和意义 (2)1.3设计要求 (2)1.4主要技术指标32.设计方案 (3)2. (1)总体方案概述 (3)2.2系统硬件电路设计方案 (3)2.3电机模块 (4)2.4超声波模块 (5)2.5整体效果图 (7)3.设计思路 (7)3.1学习熟悉基本模块驱动 (7)3.2总体方案 (9)3.3电机驱动与测距的结合方法 (9)3.4系统软件流程图 (10)3. (5)存在的问题及解决办法 (11)4.设计结果及质量评价 (11)5.原件清单 (12)6.应用前景 (12)7.心得体会 (12)附录一参考文献 (14)附录二程序代码及注释 (15)1.绪论1・1课题背景机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。
它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关，代表了高科技发展的前沿。
随着电子技术的不断发展人们发明了各式各样的具有感知，决策，行动和交互能力的机器人，自第一台工业机器人诞生以来，机黠人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等多个领域。
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，随着它在人类生活领域中的应用不断扩大，将会给人们的生产生活带来了巨大的影响。
在国外机器人的发展有如下趋势。
一方面机器人在制造业应用的围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度越来越高，功能也越来越强，并向着技术和装备成套化的方向发展；另一方面，机器人向着非制造业应用以及微小型方向发展，如表演型机器人，服务机型器人，机器人玩具等。
国外研究机构正试图将机器人应用于人类活动的各个领域。
在我国机器人主要应用于工业制造领域，我国工业机器人现在的总装机量约为120000 台，其中国产机器人占有量约为1/3,即40000多台。
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-------------------------------------------------------------- 41.1研究背景---------------------------------------------------- 41.2设计思想及基本功能------------------------------------------ 5 2总体方案设计------------------------------------------------------ 52.1方案论证---------------------------------------------------- 42.2系统框图---------------------------------------------------- 52.3总体方案设计------------------------------------------------ 6 3硬件电路设计------------------------------------------------------ 73.1电源电路---------------------------------------------------- 83.2晶振电路---------------------------------------------------- 93.3复位电路---------------------------------------------------- 93.4键盘电路---------------------------------------------------- 93.5显示电路--------------------------------------------------- 103.6超声波测距电路--------------------------------------------- 113.7舵机电路--------------------------------------------------- 123.8电机驱动电路----------------------------------------------- 123.9电机转速测量电路------------------------------------------- 143.10设计PCB和腐蚀电路板-------------------------------------- 15 4系统软件设计----------------------------------------------------- 174.1分模块程序设计--------------------------------------------- 184.2主程序设计------------------------------------------------- 20 5系统调试------------------------------------------------------- 20 6总结----------------------------------------------------------- 21参考文献：------------------------------------------------------- 22附录A硬件电路图------------------------------------------------- 24附录B 源程序---------------------------------------------------- 251概述1.1研究背景科技的发展趋势之一就是让几乎所有的东西具有一定的智能。
自动避障小车课程设计
自动避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动避障小车的基本原理，理解传感器的工作机制。
2. 使学生了解程序设计的基本流程，掌握基础的编程指令和逻辑控制。
3. 帮助学生理解自动避障小车在实际生活中的应用，了解相关技术的发展趋势。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行问题分析，设计简单的自动避障小车程序。
2. 提高学生动手实践能力，学会组装和调试自动避障小车。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 培养学生面对问题积极思考，勇于克服困难，解决问题的积极态度。
3. 培养学生关注社会热点，认识到科技发展对生活的影响，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和逻辑思维能力，对科技产品感兴趣，喜欢动手操作。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重引导学生自主学习，培养学生解决问题的能力。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍自动避障小车的基本原理，涉及传感器、电机驱动、控制单元等组成部分。
- 结合课本相关章节，讲解编程语言基础，如循环结构、条件判断等。
- 分析自动避障小车在实际应用中的例子，探讨其对社会生活的影响。
2. 实践操作：- 指导学生动手组装自动避障小车，熟悉各部件功能及安装方法。
- 教学编程软件的使用，教授如何编写和调试自动避障小车程序。
- 组织学生进行小组合作，共同完成自动避障小车的制作和调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：自动避障小车原理学习，占课程总进度的30%。
- 第二阶段：编程语言学习，占课程总进度的30%。
- 第三阶段：动手实践，占课程总进度的40%。
实现避障功能课程设计
实现避障功能课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解避障功能的基本原理，掌握相关的物理和数学知识，如距离计算、反射定律等。
2. 学生能描述常见避障传感器的工作原理及其在自动化设备中的应用。
3. 学生能解释编程中实现避障逻辑的基本步骤和算法。
技能目标：1. 学生能够运用所学的理论知识，设计并实现一个简单的避障系统。
2. 学生通过实际操作，掌握避障传感器与微控制器的连接和编程，提高动手实践能力。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在探索避障技术的过程中，培养对科学技术的兴趣和好奇心，激发创新意识。
2. 学生通过项目实践，增强自信心，认识到团队合作的重要性。
3. 学生能够在学习中体会到科技为生活带来的便利，认识到科技与社会发展的紧密联系。
课程性质分析：本课程为实践性强的科技课程，要求学生将理论知识与实际操作相结合，通过设计避障系统，培养学生的综合运用能力。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，已具备一定的物理、数学基础和初步的编程能力，对新鲜科技事物充满好奇，但需引导其将好奇心转化为学习动力。
教学要求：教学过程中，需注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，注重培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
通过具体的学习成果评估，确保学生达到预设的课程目标。
二、教学内容1. 理论知识：- 物理知识：光的传播、反射原理，超声波传播特性。
- 数学知识：距离计算，角度测量。
- 编程知识：条件语句，循环结构，函数定义。
2. 实践操作：- 传感器工作原理：介绍红外传感器、超声波传感器的工作原理及其在避障系统中的应用。
- 硬件连接：指导学生将传感器与微控制器（如Arduino）连接。
- 编程实现：教授如何使用编程语言（如C语言）编写避障逻辑代码。
3. 教学大纲：- 第一阶段（1课时）：介绍避障技术背景，讲解相关理论知识。
- 第二阶段（2课时）：动手实践，学习传感器工作原理，进行硬件连接。
arduino避障小车课程设计
arduino避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Arduino的基本原理，掌握其编程基础。
2. 学生能掌握避障小车的工作原理，了解传感器在其中的作用。
3. 学生能了解电路连接的基本方法，能正确连接Arduino、电机驱动和传感器。
技能目标：1. 学生能运用Arduino编程，实现避障小车的控制。
2. 学生能通过实际操作，提高动手能力，培养解决问题的能力。
3. 学生能通过团队协作，完成避障小车的搭建和调试。
情感态度价值观目标：1. 学生能培养对科学技术的兴趣，激发创新精神。
2. 学生能培养合作意识，提高沟通能力，学会团队协作。
3. 学生能在实践中体会科技带来的乐趣，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的动手能力、创新精神和团队协作能力。
学生特点：六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢挑战。
教学要求：教师需结合学生特点，以引导为主，注重激发学生的兴趣，鼓励学生主动探究，培养学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. Arduino基础知识：- Arduino原理与结构- 编程基础：变量、数据类型、运算符、控制结构等- 传感器原理：红外传感器、超声波传感器等2. 避障小车工作原理：- 小车结构及各部件功能- 避障原理及实现方法3. 电路连接与编程：- 电机驱动连接与控制- 传感器与Arduino的连接- 编写程序实现避障功能4. 实践操作：- 搭建避障小车- 调试与优化程序5. 团队协作与展示：- 分组合作完成任务- 展示与分享作品教学内容安排与进度：第一课时：Arduino基础知识学习，了解小车结构与避障原理第二课时：学习传感器原理，进行电路连接与编程基础第三课时：动手搭建避障小车，进行初步调试第四课时：优化程序，实现稳定避障功能，团队协作与展示教材关联：教学内容与教材中“机器人制作与应用”章节相关，结合教材内容，使学生能够掌握Arduino编程及机器人制作的基本技能。
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计一、设计背景及目的随着人们对机器人技术的提高和普及，智能小车已应用于很多领域，如工业制造、学术研究等，成为了未来技术发展的重要方向。
本课程设计旨在通过单片机智能寻迹避障小车的设计，让学生了解单片机的基本原理，熟悉电路的设计和程序员的编写，培养学生的动手实践能力，同时增强学生的数字电路、模拟电路、控制系统等方面的综合实践能力。
二、设计过程1.设计方案智能寻迹避障小车把巡线车和避障车的功能集于一身，要实现这个设定的关键是用探测器实时地获取小车与路面间的距离，当距离为某一特定值时，小车就改变行进方向，而通过红外线传感器检测路线，小车就能够在沿着直线行驶时不偏离方向。
为了让设计更具实际意义，小车还可以配合LED灯来实现小车的状态显示。
2.硬件设计(1)原理图设计硬件电路由电源电路、控制电路和传感器组成。
单片机控制模块选用STC12C5A60S2芯片，这是一款强大的外设丰富的低功耗单片机，非常适合最终的应用。
为了让小车更加灵活，我们在使用STA的同时，还增加了音乐播放和语音提示的功能。
(2)电源电路设计电源电路采用两节7号电池的串联，达到12V的工作电压。
画图时还需注意进出电源的楔子，使其距离模块尽可能近，且哆扰较大，避免电路受电源电路噪声的干扰。
此外，还需要注意金属件漏接。
(3)控制电路设计该电路控制选择STC12C5A60S2单片机。
由于片内存储空间，接口丰富，定时器与PWM单元多对多的特点，这种单片机非常适合用于本设计。
传感器的控制电路采用运放直接与单片机相连的电路。
电路复杂度较低，文档在写作时主要是结果的分析。
UV2.0被用于编写程序和模拟仿真，在还原电路的同时验证了单片机的控制电路是否能够达到上设计的外部设备的操作目标。
(4)传感器设计两种传感器用来辅助STC12C5A60S2芯片的控制，实现小车的巡线与避障。
红外线传感器用于检测小车行驶时是否偏离，具体实现通过红外识别小车至地面之间的距离，当距离值达到某一阈值，小车就需要改变行进方向，以免偏离路线。
《2024年智能小车避障系统的设计与实现》范文
《智能小车避障系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的飞速发展，智能小车避障系统已成为现代生活中不可或缺的一部分。
智能小车避障系统能够使小车在行驶过程中自动识别障碍物并采取相应的避障措施，极大地提高了小车的安全性和实用性。
本文将详细介绍智能小车避障系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 总体设计智能小车避障系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块三部分组成。
传感器模块负责检测周围环境中的障碍物，控制模块根据传感器数据做出决策，执行模块则根据控制模块的指令驱动小车进行避障。
2. 传感器模块设计传感器模块采用超声波测距传感器，通过发射超声波并检测回波的时间来计算与障碍物的距离。
此外，还可以采用红外线传感器、摄像头等设备，以提高系统的检测范围和精度。
3. 控制模块设计控制模块采用单片机作为核心控制器，通过编程实现障碍物检测、路径规划、速度控制等功能。
单片机与传感器模块和执行模块通过电路连接，实现数据的传输和指令的执行。
4. 执行模块设计执行模块主要包括小车的电机和轮子。
根据控制模块的指令，电机驱动轮子转动，使小车完成避障动作。
此外，还可以通过调整电机的转速和转向来实现小车的速度控制和路径规划。
三、系统实现1. 硬件组装根据系统设计，将传感器模块、控制模块和执行模块进行组装。
首先将超声波测距传感器、单片机等硬件设备固定在小车上，然后通过电路将它们连接起来。
2. 软件编程软件编程是实现智能小车避障系统的关键步骤。
首先，需要编写程序实现单片机的初始化，包括设置IO口、定时器等。
然后，编写程序实现障碍物检测、路径规划和速度控制等功能。
在障碍物检测方面，通过读取超声波测距传感器的数据，判断障碍物的距离和位置。
在路径规划方面，根据检测到的障碍物信息和目标位置，制定出合适的行驶路线。
在速度控制方面，根据路况和障碍物情况，调整电机的转速和转向，使小车以合适的速度行驶。
3. 系统调试系统调试是确保智能小车避障系统正常工作的关键步骤。
智能循迹避障车课程设计
智能循迹避障车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握智能循迹避障车的原理与构造，理解传感器的工作机制及其在车辆导航中的应用。
2. 学习编程控制基础，使学生对循迹避障车的程序编写有基本的认识和理解。
3. 了解智能车辆在现代社会中的实际应用，认识科技发展对生活的影响。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，通过小组合作完成循迹避障车的组装。
2. 提高学生的问题解决能力，通过调试程序，使车辆能够实现循迹和避障功能。
3. 培养学生的创新思维和设计能力，鼓励他们对车辆设计进行优化和创新。
情感态度价值观目标：1. 培养学生积极探索科学技术的兴趣，激发他们对工程技术和编程的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，通过小组合作培养沟通协调和集体荣誉感。
3. 培养学生的环保意识和社会责任感，让他们认识到科技发展应与环境保护相结合。
本课程针对学生年级特点，注重理论与实践结合，旨在通过智能循迹避障车的制作与编程，提高学生的科学素养和技术应用能力，同时培养其创新精神和团队合作意识，为学生提供综合性的学习体验。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 智能循迹避障车原理与构造：涉及传感器、电机驱动、控制系统等基本组成部分。
- 传感器工作原理：学习红外线传感器、超声波传感器等在循迹避障中的应用。
- 编程控制基础：掌握C语言或Python语言的基本语法，为编写循迹避障车程序打下基础。
2. 实践操作与技能培养：- 循迹避障车组装：学生分组合作，根据教材指导完成车辆组装。
- 程序编写与调试：学习编写程序，实现循迹避障功能，并进行调试与优化。
- 创新设计与改进：鼓励学生对车辆设计进行创新，提高其性能和实用性。
3. 教学进度与安排：- 第一周：学习理论知识，了解智能循迹避障车的基本原理与构造。
- 第二周：学习传感器工作原理，进行编程基础教学。
- 第三周：分组组装循迹避障车，编写程序并调试。
- 第四周：对车辆设计进行创新与改进，进行成果展示与交流。
避障小车课程设计
开题报告一、立项依据（一）课题目的通过本次课程设计，要学会如下的基本技能。
了解单片机开发过程，掌握单片机的各部分组成及功能。
程序编写能力的提高，通过设计程序流程图，建立编写程序的基本思想。
学会遇到问题分析问题、解决问题的能力。
单片机原理与应用是测控技术与仪器专业的专业课程，是一门实践性很强的课程。
课程设计是课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接，也是加强学生实践能力的一个强有力手段。
通过此课程设计，使学生进一步学习与理解嵌入式系统的构成原理、接口电路与应用程序，进一步巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能；培养学生独立自主、综合分析的思维与创新能力，最终使学生初步具有设计小型自动测试控制系统的硬件及软件的能力，并掌握微控制系统的单片机的硬件接口方法以及软件设计方法。
同时，通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的一系列过程，使学生得到一次科学研究工作的初步训练。
严格实施课程设计这一环节，对于学生基本硬/软件的设计素养的培养和综合运用知识的能力是一次很好的训练，将起到显著的促进作用，在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。
（二）课题意义智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
本设计主要体现小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。
同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。
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。
迷宫避障小车课程设计
迷宫避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解迷宫避障小车的基本原理，掌握相关的物理知识，如力与运动的关系、电路的基本原理等。
2. 学会使用并掌握编程软件，实现对小车运动路径的控制。
3. 掌握迷宫的构建方法，了解不同类型迷宫的特点。
技能目标：1. 能够运用所学的物理知识和编程技能，独立设计和制作一个迷宫避障小车。
2. 提高学生的动手能力，培养实际操作和解决问题的能力。
3. 培养学生团队协作能力，通过分组完成任务，提高沟通与协作水平。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的热爱，激发学习兴趣，提高探索精神。
2. 培养学生面对挑战时的坚持与毅力，学会克服困难，勇于尝试。
3. 增强学生的自信心，通过完成课程任务，感受到成功的喜悦。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程属于综合实践活动课程，结合了物理、信息技术等多学科知识。
学生处于初中阶段，好奇心强，具有一定的动手能力和探究精神。
教学要求注重实践操作，培养学生的创新能力和实际应用能力。
二、教学内容1. 理论知识：- 迷宫避障小车的基本原理，涉及力学、电学等基础知识。
- 编程控制原理，包括编程语言基础、逻辑判断与循环结构。
- 迷宫设计原理，介绍不同类型的迷宫特点及设计方法。
2. 实践操作：- 小车组装，包括电机、传感器、电池等组件的安装与调试。
- 编程实践，利用编程软件编写控制小车运动的程序代码。
- 迷宫搭建，根据设计原理，分组搭建不同难度的迷宫。
3. 教学大纲安排：- 第一阶段：理论知识学习，包括小车原理、编程基础、迷宫设计原理，共计4课时。
- 第二阶段：实践操作，分为小车组装、编程实践、迷宫搭建，共计8课时。
- 第三阶段：成果展示与评价，每组展示作品，分享设计过程，共计2课时。
教学内容与教材关联性：本课程内容与初中物理、信息技术等学科教材相关章节紧密结合，如物理学科的力与运动、电学基础，信息技术学科的编程基础等。
通过本课程的教学，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，提高综合运用知识的能力。
智能避障小车设计 毕业设计 完整版 附程序编程
上海交通大学毕业设计设计题目：智能避障小车设计系别：机电工程系班级：10测控技术与仪器(1)班姓名：XXX指导教师： XXX2014年6月8 日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 CarAbstractAlong 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目录1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2论文的研究任务与内容 (2)2方案设计与论证 (3)2.1主控系统 (3)2.2直流调速系统 (4)2.3检测系统 (5)2.4电机驱动系统 (6)2.5 机械系统 (8)2.6电源模块 (9)3硬件设计 (10)3.1总体设计 (10)3.1.189C52单片机硬件结构 (12)3.1.2单片机最小系统设计 (16)3.2避障模块 (18)3.3驱动电路 (19)3.4总控制系统 (23)4软件设计 (24)4.1程序设计 (24)4.1.1电机驱动程序 (24)4.1.2避障程序 (25)4.1.3电机调速程序 (28)5总结与展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)外文资料 (35)附录1程序清单 (40)附录2电路图 (53)1引言1.1课题背景机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
避障小车课程设计
避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解避障小车的基本工作原理，掌握相关的物理和工程知识。
2. 学生能够描述并解释传感器在避障小车中的作用，以及如何通过编程实现小车自动避障。
3. 学生能够掌握基础的电路连接和编程指令，将理论知识应用于实际操作中。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成避障小车的组装和编程。
2. 学生能够在团队协作中发挥自己的作用，共同解决制作过程中遇到的问题。
3. 学生通过实践活动，提高动手能力，培养创新思维和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过参与避障小车的制作，增强对科学技术的兴趣和好奇心，培养积极的学习态度。
2. 学生在团队合作中学会相互尊重、支持与配合，培养良好的团队精神和沟通能力。
3. 学生在遇到困难和挑战时，能够保持积极心态，勇于尝试和克服困难，增强自信心。
二、教学内容本课程以《信息技术》教材中“机器人制作”章节为基础，结合以下内容进行教学：1. 机器人基础知识：介绍机器人的定义、分类及其应用场景，重点讲解避障小车的工作原理。
2. 传感器及其应用：学习红外传感器、超声波传感器等在避障小车中的作用，以及传感器与单片机的连接方法。
3. 编程控制：学习基本的编程指令，通过编程实现避障小车的自动行驶和避障功能。
4. 实践操作：分组进行避障小车的组装、编程和调试，让学生在实践中掌握相关知识。
5. 创新拓展：在掌握基本功能的基础上，鼓励学生发挥创意，为避障小车增加更多功能。
教学内容安排和进度：第一课时：机器人基础知识学习，了解避障小车工作原理。
第二课时：学习传感器及其应用，进行传感器与单片机的连接。
第三课时：学习编程控制，编写程序实现避障功能。
第四课时：分组实践操作，组装、编程和调试避障小车。
第五课时：创新拓展，为避障小车增加更多功能，分享制作经验。
三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，为学生讲解机器人基础知识、传感器原理等理论内容，使学生对避障小车有全面的认识。
《2024年智能小车避障系统的设计与实现》范文
《智能小车避障系统的设计与实现》篇一一、引言在当代科技的迅猛发展中，无人驾驶与自动控制技术正逐步改变我们的生活方式。
智能小车避障系统作为无人驾驶技术的重要组成部分，其设计与实现对于提升小车的自主导航能力和安全性具有重要意义。
本文将详细阐述智能小车避障系统的设计思路、实现方法及其实验结果。
二、系统设计1. 硬件设计智能小车避障系统硬件部分主要包括小车底盘、电机驱动模块、传感器模块和电源模块。
其中，传感器模块是避障系统的核心，通常包括红外线传感器、超声波传感器或摄像头等，用于检测前方障碍物。
（1）小车底盘：采用轻质材料制成，保证小车在行驶过程中的稳定性和灵活性。
（2）电机驱动模块：采用舵机或直流电机驱动小车行驶。
（3）传感器模块：根据需求选择合适的传感器，如红外线传感器可检测近距离障碍物，超声波传感器适用于检测较远距离的障碍物。
（4）电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
2. 软件设计软件部分主要包括控制系统和算法部分。
控制系统采用微控制器或单片机作为核心处理器，负责接收传感器数据并输出控制指令。
算法部分则是避障系统的关键，包括障碍物检测、路径规划和控制策略等。
（1）障碍物检测：通过传感器实时检测前方障碍物，并将数据传输至控制系统。
（2）路径规划：根据传感器数据和小车的当前位置，规划出最优的行驶路径。
（3）控制策略：根据路径规划和传感器数据，输出控制指令，控制小车的行驶方向和速度。
三、实现方法1. 传感器选择与安装根据实际需求选择合适的传感器，并安装在合适的位置。
例如，红外线传感器可安装在车头，用于检测前方近距离的障碍物；超声波传感器可安装在车体侧面或顶部，用于检测较远距离的障碍物。
2. 控制系统搭建搭建控制系统硬件平台，包括微控制器、电机驱动模块等。
将传感器与控制系统连接，确保数据能够实时传输。
3. 算法实现编写算法程序，实现障碍物检测、路径规划和控制策略等功能。
可采用C语言或Python等编程语言进行编写。
1.《初探人工智能——自动避障小车》教学设计
《初探人工智能——自动避障小车》教学设计【学习内容与要求】本节课是人工智能入门基础课，适合有一定图形化编程基础的同学。
本节课的学习内容分为两个部分，一部分是了解疫情当下人工智能技术在无人配送领域的应用，另一部分是学生自己动手搭建一辆自动避障小车，其中能让小车实现自动避障功能的是超声波传感器，所以要求学生在动手实践中，熟练掌握超声波传感器的使用方法，同时提高编程能力和硬件搭建能力。
【学情分析】本课面向有较好信息素养的五年级学生开设，他们大部分有图像化编程基础。
本课为人工智能入门课，利用EV3软硬件进行编程和搭建，EV3编程软件是图形化编程软件，符合五年级学生的认知发展水平。
五年级学生空间想象能力和动手操作能力也都达到较高的水平，具备搭建自动避障小车的能力。
在学习本课之前，学生已经知道EV3硬件中基础零件的名称及相关作用，也知晓EV3软件的基本编程方法。
本节课在学生学习的基础上，要求学生能独立搭建一辆装有超声波传感器的小车，并能通过编写程序驱动小车完成避障任务。
【教学思路】本节课由现实生活中的一个问题引出，疫情当下，快递和外卖在配送过程中如何减少人员的直接接触？利用人工智能技术中的无人配送车就可以解决这个问题。
教师引导学生思考，无人配送车在路上遇到障碍物要如何躲避呢？本节课我们就一起来搭建一辆可以自动躲避障碍物的小车。
小组完成编程和搭建后，向全班展示自己的自动避障小车，最后教师进一步介绍自动避障功能在现实生活中的应用，拓展学生的认知。
【教学目标】1.知道人工智能技术在无人配送领域中的应用。
2.能利用EV3软件进行简单编程。
3.能根据学习任务进行硬件的搭建与调试。
4.熟练掌握超声波传感器的使用方法。
5.体验人工智能技术为人类带来的便利。
【教学准备】为学生准备：安装有EV3软件的笔记本电脑6台、超声波传感器、轮子、主机、发动机、一些拼接零件和障碍物。
教师准备：教学课件、板贴。
【教学过程】一、新课导入1.教师提出问题，最近上海疫情牵动着全国人民的心，在疫情当下，快递和外卖在配送过程中如何减少人员的直接接触？2.师生讨论，利用人工智能技术中的无人配送车可以解决这个问题，播放上海无人配送车工作场景的视频。
基于单片机的自动避障小车设计课设剖析
自控原理课程设计说明书基于单片机的自动避障小车设计院系航空航天工程学部（院）专业班号学号姓名指导教师沈阳航空航天大学2016年7月摘要本论文介绍了利用超声波传感器实现小车自动避障的设计，能在有障碍物的情况下判断并能够提前自动躲避。
自动避障是基于自动避障小车的机器人系统。
课程设计中采用反射式超声波传感器采集外界信号，超声波传感器采集信号传输到单片机的外部中断0（INT0）引脚，再由单片机判断是否有信号输入，计算距离，从而控制电机，躲避障碍物。
系统控制核心采用STC89C52单片机，电机驱动芯片采用L298N，利用直流电机的差速行进来控制避障小车的转向，超声波传感器采用HC-SR04型。
该技术可以应用于儿童智能玩具开发、隧道或管道检测，无人驾驶机动车、无人工厂、仓库、服务机器人等领域，而且该技术较易实现，结构简单，可以大大方便人们的日常生活并产生经济收益。
关键词超声波模块自动避障单片机STC89C52目录第1章引言……………………………………………………………………l1.l 研究背景 (1)1.2本设计任务和主要内容 (1)第2章总体方案 (2)2.1总体方案概述 (2)2.2设计思路 (2)2.3总体电路原理图 (3)第3章各模块功能介绍 (4)3.1 障碍物测距系统 (4)3.2 驱动模块 (5)3.3 电源模块 (6)3.4主控模块 (7)第4章软件设计 (9)4.1程序设计流程图 (9)4.2关键子程序设计 (10)4.2.1PWM产生原理及程序设计 (10)4.2.2超声波接收与发送程序设计 (13)4.2.3距离计算程序设计 (13)第5章设计安装与调试 (15)5.l 小车的设计与安装 (15)5.2 小车调试 (15)5.3 调试中遇到的问题 (16)第6章总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)第1章引言本课程设计是以STC89C52单片机为控制核心，该单片机具有功耗低、抗干扰能力强等优点且应用广泛。
基于plc自动避障小车控制系统设计
基于plc自动避障小车控制系统设计
基于PLC（可编程逻辑控制器）的自动避障小车控制系统设计主要包括以下几个步骤：
1. 系统需求分析：根据实际需求确定小车的行驶路线、避障方式和功能要求等。
2. 硬件设计：选择合适的传感器、执行器和PLC等硬件设备，并进行布线和连接。
3. 软件编程：使用PLC编程软件，根据功能需求编写相应的逻辑控制程序，包括控制小车行进方向、避障策略和异常处理等。
4. 传感器接口：将传感器与PLC进行接口连接，如超声波传感器用于检测前方障碍物，红外传感器用于检测侧方或后方障碍物。
5. 控制输出：根据传感器的反馈信号，PLC进行逻辑判断并控制输出，比如控制小车停止、向左转、向右转或后退等。
6. 异常处理：在程序中设置相应的异常处理机制，如遇到故障或异常情况，及时报警、记录日志或采取特定措施等。
7. 测试和优化：完成编程后，进行系统测试和调试，优化控制算法和参数，确保小车能够稳定驶向目标且能有效避开障碍物。
需要注意的是，具体的设计和实施细节会根据具体的项目和要求有所不同。
在设计过程中，应当严格遵守相关的安全规范，并确保系统能够稳定可靠地运行。
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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-------------------------------------------------------------- 41.1研究背景----------------------------------------------------- 41.2设计思想及基本功能------------------------------------------- 4 2总体方案设计------------------------------------------------------ 42.1方案论证----------------------------------------------------- 42.2系统框图----------------------------------------------------- 52.3总体方案设计------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计------------------------------------------------------ 73.1电源电路----------------------------------------------------- 73.2晶振电路----------------------------------------------------- 83.3复位电路----------------------------------------------------- 83.4键盘电路----------------------------------------------------- 83.5显示电路----------------------------------------------------- 93.6超声波测距电路---------------------------------------------- 103.7舵机电路---------------------------------------------------- 113.8电机驱动电路------------------------------------------------ 113.9电机转速测量电路-------------------------------------------- 133.10设计PCB和腐蚀电路板--------------------------------------- 14 4系统软件设计----------------------------------------------------- 164.1分模块程序设计---------------------------------------------- 184.2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 ---------------------------------------------------- 251概述1.1研究背景科技的发展趋势之一就是让几乎所有的东西具有一定的智能。
这样的智能一方面可以避免人的复杂性带来的错误，另一方面，作为人的能力的延伸，快速、便捷地适应环境。
本文研究的超声波自动避障小车，就是让小车具有一定的智能，可以作为有人驾驶车辆的一部分，帮助司机及早发现司机还未觉察的危险。
另外，可以应用在无人控制系统里，代替人类完成信息接收、处理和判断。
那么这样它还有更广阔的应用和发展空间。
这个月我国嫦娥三号载着玉兔号月球车踏上了月球，已经开始探索活动。
玉兔号月球车可以自动寻找有价值的目标，自动避开障碍物，自动寻找最优路径等等，这些功能在原理上都差不多，只是所用仪器以及控制算法的不同。
1.2设计思想及基本功能小车设计的基本思路是：不断扫描前方180°左右的水平面内的物体，根据反馈的距离和方位信息确定前方的地形是开阔还是多障碍。
然后根据这些信息通过路径最优算法选择前进方向。
小车的基本功能是识别空旷区和多障区；自动避开障碍物；能够在空旷区快速行驶。
2总体方案设计2.1方案论证首先是测距方案：方案一：激光测距优点：测速快，适应范围广，精确；不过相对于自动避障小车系统，有点大材小用。
激光测距是点对点的测距，一般进行远距离测距比较精确。
如是近距离激光测距，必须要涉及到微小时间测量，51MCU无法胜任。
因此激光测距方案否定。
方案二：超声波测距优点：结构简单，成本低，便于与MCU联机工作。
测量范围从5CM到几百米的距离内精度在毫米级。
尽管它测量的是点到面的距离，但是定向性满足本小车系统的要求。
而且，数据处理简单。
可以考虑。
方案三:雷达测距不太现实，受到本人技术水平限制，无法驾驭雷达测距系统，此外，雷达应用于较大范围的测量和监控，如果用于本小车，同样涉及到微小时间测量，以及雷达数据处理，51MCU难以胜任。
否定！方案四：红外线测距优点：技术难度低，数据处理简单，但是测量开关信号比较好，测量连续信号不够准确。
测量的精度有点低。
因此不是一种较好的测距方法。
综合各因素，选用超声波测距。
其次是微控制器的选择：可选的微控制器有：５１系列的STC89C52RC、STC12C5A60S2；ＴＩ公司的MSP430G2553；飞思卡尔的MC9S12XS128MAL；意法的STM32F407-Discovery；（这些玩儿过一点，而且最小系统板手边都有）根据本系统的需求，需要两路同频率（50hz）的PWM控制两个舵机、一路PWM频率约几千赫兹控制电机、三个个定时器做脉冲捕捉、至少两个外部中断输入、一个并行6800总线接口。
除了５１系列的两款，其他一片足以胜任。
而且对于意法的F407显得大材小用。
飞思卡尔的S12比较合适；TI的G2553的引脚有点少（20个），外围电路设计的会复杂一点，成本也会高一点。
60S2用两片比较合适；用89C52比较麻烦，两片也不够。
根据个人能力，以及时间和进度方面考虑选用60S2,60S2呢，它的资源有：完全兼容51 的两个定时器T0、T1和两个外部中断；两路拥有独立波特率的串行口；一个PCA定时器，可产生两路同频的PWM；八个10位精度的AD 转换通道; 一个硬件SPI接口。
2.2系统框图系统框图如图2.2所示图2.2系统框图2.3 总体方案设计两片60S2一个做主机，一个做从机，通过串行口通信，传递数据。
主机用到的功能有：(１)、定时器T1和外部中断INT1，作用是：测脉宽，用到的IO是P3^3；P2^0作为超声波测距模块的触发功能引脚；(２)、定时器T0和PCA产生两路同频率的PWM，作用是：T0的溢出率作为PCA的计数脉冲产生50HZ的PWM控制两路舵机。
使用T0作为PCA的时钟源，可以通过改变T0的溢出率改变输出的频率。
用到的IO是P1^3和P1^4；(３)、外部中断INT0接一个按键。
(４)、串口一使用独立波特率发生器,与从机通P3^0和P3^1；(５)、并行数据接口：P0口作为6800并行总线的数据总线P2^7、P2^6和P2^5作为控制总线，分别为：EN（总使能）、R\W（读写控制）、C\D（命令数据控制）；地址总线CS接地，一直处于选通状态。
从机用到的功能：(１)、串行口一使用独立波特率发生器P3^0和P3^1与主机通讯；(２)、PCA产生一路PWM，P1^2共同控制电机速度。
(３)、定时器T0和T1作为编码器脉冲计数和测脉宽使用，测量电机的转速。
3硬件电路设计首先是单片机的最小系统如图3.1、3.2所示*图3.1 单片机的最小系统图3.2 单片机的最小系统然后是各个模块电路：3.1电源电路本系统由7.5V 可充电电池供电，由开关电源LM2596转换成5V 电压给单片机和测距模块供电。
出于对系统的稳定性、可靠性和成本的考虑，选用了开关电源模块作为转换电路。
电源部分电路如图3.3图3.3 电源部分电路图3.4 电源模块实物3.2晶振电路虽然60S2内部有RC振荡电路作为时钟电路的输入源，但是外部连接一个无源晶振电路，可以使单片机的时钟频率更稳定，因而工作更可靠。
电路参数：四个电容均为22PF，作为石英晶振频率的微调。
石英晶振的频率为12MHZ。
3.3复位电路复位电路是单片机必不可少的基本电路，在调试阶段，可以按下复位按键，使复位引脚保持两个机器周期的低电平，就可以使单片机内部所有电路初始化。
电路参数：电容1UF只要保证电容的时间常数大于两个机器周期即可。
电阻值为1K欧。
3.4键盘电路键盘电路如图3.5所示图3.5键盘电路可以利用外部中断法或查询法检测按键是否按下。
这里都采用外部中断的方法检测。
3.5显示电路显示电路如图3.6所示图3.6显示电路采用1603液晶屏显示数字和字符。
1603与1602的硬件接口完全一样。
不同之处在于1603的RAM区的内容可以全部同时显示在屏幕上，没有屏幕内容的位移切换。
可以显示四行。
状态指示灯如图3.7所示图3.7 状态指示灯这几个LED灯是作为状态指示用的，方便调试。
3.6超声波测距电路超声波测距模块如图3.8所示图3.8超声波测距模块这是超声波模块的接口电路。
这个超声波的工作原理是：(1)采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过 IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是(4)超声波从发射到返回的时间．测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 超声波模块测距工作时序图：触发信号（由单片机产生一个宽度大于10US的高脉冲，触发模块工作一次）：_|¯¯¯¯|_______________________________________________|¯¯¯¯模块内部发出的信号（循环发出8个40KHZ的脉冲）：______|¯|_|¯|_|¯|_|¯|_|¯|_|¯|_|¯|_|¯|___________________输出回响信号（回响信号的高电平持续时间正比于检测的距离）：____________________________________|¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯|____3.7舵机电路舵机电路如图3.9所示图3.9舵机电路舵机驱动电路。