《智能避障车》教学设计

智能壁障小车,设计报告书

设计说明书《科学实践》课程设计设计题目智能避障小车设计所在系信息与机电工程系姓名学号指导老师专业年级电气工程及其自动化2009级2012年5月19 日智能避障小车摘要：利用三个（左、中、右）红外对管检测障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动避障的功能。

智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。

由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。

关键词：小车；STC89C52单片机；红外对管；L293D等。

一引言1.1智能壁障小车的意义和作用随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。

红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。

现在智能小车（机器人）得到很多人的关注和追捧，市场上五花八门的小车控制板和机器人控制板，价格昂贵，硬件自己动手的机率小，都是成品模块，学习电子应该先硬件后软件，这样你很快就能学会电子，我们的智能小车控制板可以搭载很多单片机和各种模块，接下来我会详细给大家介绍我们的智能小车控制板使用极其其他参数。

利用红外对管检测障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。

单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。

考虑到实际情况，本文选择第二种方案。

CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。

1.2、参数指标A. 充电输入电压 10-12V。

B. 充电电压最大8.4V 。

C. 5V 输出最大电流 2A 。

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。

智能避障小车课程设计

广东技术师范学院光机电一体化课程设计题目：智能超声波避障小车院别：机电学院专业：机械电子工程（师范）姓名：路小娃学号：2013095444026同组人员：谢嘉玲欧嘉兴指导教师：杨永日期： 2016年6月16日智能超声波避障小车摘要本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。

信号检测模块采用超声波测距模块，用以对有无障进行检测。

主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。

电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片，单片控制与传统分立元件电路相比，使整个系统有很好的稳定性。

信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机，经单片机处理过后对L298N发出指令进行相应的调整。

我们设计的小车已经实现基本的避障功能。

关键词：智能避障小车，STC89C52单片机，L298N驱动芯片，信号检测模块，避障目录摘要 (2)目录 (3)1课程设计内容 (4)1.1项目研究的背景及意义 (4)1.2应用场合和功能： (4)1.3项目主要研究内容 (4)2总体方案论述 (6)2.1总体方案 (6)2.2总体功能及性能指标 (6)2.2.1总体功能 (6)2.2.2总体电路原理图 (6)2.3系统方案的比较与确定 (7)2.3.1系统方案的比较 (7)2.3.2系统方案的确定 (7)2.4最终实物图 (8)3硬件电路的设计 (9)3.1硬件系统的基本结构 (9)3.1.1障碍物测距系统： (9)3.1.2驱动模块： (10)3.1.3电源模块： (12)4.程序 (13)4.1 程序流程图 (13)5系统软硬件调试 (14)5.1 硬件调试 (14)5.2软件调试 (14)5.3 调试中遇到的问题 (14)结论 (14)参考文献 (15)附录 (16)附录一相关程序 (16)附录二使用元器件一览表 (23)附录三心得 (24)1课程设计内容1.1项目研究的背景及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。

智能循迹避障小车讲课教案

智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。

关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。

火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。

据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。

随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。

因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。

目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。

美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。

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%。

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车的核心功能在于能够沿着特定的轨迹行驶，同时能够避开行驶过程中遇到的障碍物。

要实现这两个功能，需要在硬件和软件两个方面进行精心设计。

在硬件方面，首先是小车的车体结构。

通常选用坚固且轻便的材料，以保证小车的稳定性和灵活性。

车轮的选择也很重要，需要具备良好的抓地力和转动性能。

传感器是实现智能循迹避障功能的关键部件。

对于循迹功能，常用的是光电传感器或摄像头。

光电传感器通过检测地面上的反射光来判断轨迹，而摄像头则可以通过图像识别技术获取更精确的轨迹信息。

在避障方面，超声波传感器或红外传感器是常见的选择。

超声波传感器通过发射超声波并接收反射波来测量与障碍物的距离，红外传感器则通过检测障碍物反射的红外线来实现避障功能。

控制模块是小车的大脑，负责处理传感器采集到的数据，并控制电机的运转。

常用的控制芯片有单片机，如 Arduino 或 STM32 等。

电机驱动模块则用于将控制模块输出的信号转换为电机所需的驱动电流，以实现小车的前进、后退、转弯等动作。

电源模块为整个小车系统提供稳定的电力供应。

一般选择可充电的锂电池，其具有较高的能量密度和较长的续航能力。

在软件方面，编写高效可靠的程序是实现智能循迹避障功能的关键。

首先是传感器数据的采集和处理程序。

对于光电传感器或摄像头采集到的轨迹信息，需要进行滤波、放大等处理，以提高数据的准确性和可靠性。

对于超声波传感器或红外传感器采集到的避障数据，需要进行距离计算和障碍物判断。

控制算法是软件的核心部分。

对于循迹功能，常用的算法有 PID 控制算法。

通过不断调整电机的转速和转向，使小车能够准确地沿着轨迹行驶。

对于避障功能，通常采用基于距离的控制策略。

当检测到障碍物距离较近时，及时控制小车转向或停止，以避免碰撞。

电机控制程序负责根据控制算法的输出结果，精确控制电机的运转。

这需要对电机的特性有深入的了解，以实现平稳、快速的运动控制。

为了提高小车的性能和稳定性，还需要进行系统的调试和优化。

智能循迹避障小车讲课教案

智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。

关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。

火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。

据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。

随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。

因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。

目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。

美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。

智能避障小车课程设计报告

课程设计报告设计题目: 院系: 专业:学生:学号: 指导老师: 日期：目录第1章引言 (3)第2章总体方案 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 总体分析 (4)2.3 方案确定 (4)第3章硬件方案 (6)3.1 车体设计 (6)3.2 主控制器模块 (6)3.3 电源模块 (6)3.4 电机驱动模块 (6)3.5 点机模块 (8)3.6 壁障模块 (8)3.7 最终方案 (8)第4章硬件实现及单元电路设计 (8)4.1 主控模块 (8)4.2 电源设计 (9)4.3 驱动电路 (10)第5章系统软件设计方案 (11)5.1系统主程序流程图 (12)5.2 测距子程序流程图 (14)第6章系统的安装及调试 (15)6.1 安装步骤 (15)6.2电路的调试 (15)第7章心得与总结 (16)第8章问题补充 (16)附录一整机电路图 (17)附录二实物图 (17)第一章引言随着汽车工业的快速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们的关注。

智能汽车概念的提出给汽车产业带来机遇也带了挑战。

汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，在这样的背景下，我们开展了基于超声波和红外线的智能小车的避障研究。

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。

我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波红外在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。

针对一种基于超声波和红外传感器的避障小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述小车通过传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。

超声波和红外传感器以其独有的特征而被青睐。

本文利用超声波传感器对障碍物进行定位从而使机器人顺利到达绕过障碍物的目标。

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。

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计感知系统是智能循迹避障小车的眼睛和耳朵，主要由距离传感器、红外线传感器、摄像头等组成。

距离传感器用于测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以用来检测地面的黑线，摄像头用于识别环境中的障碍物和黑线。

控制系统是智能循迹避障小车的大脑，主要由微控制器、电机驱动器、导航算法等组成。

微控制器是小车的核心控制单元，负责接收传感器的信号并根据预设的导航算法来控制电机驱动器的动作。

电机驱动器用于控制小车的运动，包括前进、后退、左转和右转等动作。

导航算法是核心的控制逻辑，根据传感器的信号来判断小车的位置和周围环境，并制定合适的控制策略。

执行系统是智能循迹避障小车的四个轮子，它们通过电机驱动器的控制来实现小车的运动。

当控制系统判断小车需要前进时，电机驱动器会给两个前轮施加相同的向前旋转力，使得小车向前运动。

当控制系统判断小车需要左转时，电机驱动器会给一个前轮施加向前旋转力，给另一个前轮施加向后旋转力，使得小车向左转动。

智能循迹避障小车的关键技术包括障碍物检测、循迹和路径规划。

障碍物检测主要依靠距离传感器、红外线传感器和摄像头来实现。

循迹技术主要依靠红外线传感器来检测地面的黑线，并根据黑线的位置来调整小车的运动。

路径规划技术主要依靠导航算法，根据传感器信号来判断小车的位置和周围环境，并选择合适的路径来避开障碍物。

除了以上的基本功能，智能循迹避障小车还可以加入其他附加功能，如声音播放、灯光控制等。

例如，小车可以播放音乐或给出声音提示来与用户进行交互，也可以通过灯光来显示其运动状态。

总的来说，智能循迹避障小车是一种具备自主导航和障碍物避让能力的小型机器人车辆。

通过感知系统、控制系统和执行系统的协同工作，它能够准确地感知环境中的障碍物并做出合适的运动决策。

在未来的发展中，智能循迹避障小车有望应用于家庭、商业和工业领域，为人们的生活和工作带来更多的便利和效率。

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。

智能循迹避障小车设计上课讲义

智能循迹避障小车设计毕业设计(论文)课题名称智能循迹避障小车设计学生姓名 XXX学号00000000000000系、年级专业 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX指导教师 XXX职称讲师2016年5月18日摘要自从首个工业智能设施诞生以来，智能设施的发展已经扩展到了包括机器、刻板、电子、冶金、交通、宇航、国防等产业领域。

近年来智能设施水平迅速上升，大大的改变了大多数人类的生活方式。

在人类的智能化技术不断飞速进步的过程中，能够取代手动的机器人在更加人性化的同时也越来越智能化。

本文主要讨论了基于单片机的智能循迹避障小车的设计。

智能自动循迹制导系统在驱动电路的基础上，实现自动跟踪汽车导线，而智能避障是使用红外传感器测距系统来实现功能来规避障碍。

智能寻光避障小车是一种采用了多种传感器，以单片机为核心，电力马达驱动和自动控制为技术，根据程序预先确定的模式，而不是人工管理来实现避障导航的自动跟踪高新技术。

这项技术已广泛应用于智能无人驾驶、智能机器人、全自动工厂等许多领域。

这个设计使用STC89C52单片机[1]作为小车的智能核心，使用红外传感器对智能小车跟踪模块识别引导线跟踪，收集模拟信号并将信号转换成为数字信号，使用C语言编写程序，设计的电路结构简单，易于实现，时效性高。

关键词：智能化；单片机最小系统；传感器；驱动电路ABSTRACTFrom the first level of industrial intelligent facilities since birth, the development of intelligent facilities has been broadened to include machinery, electronics, metallurgy, transportation, aerospace, defense and other fields. Intelligent facilities level rising in recent years, and rapidly, significantly changed the way people live. People in the process of thinking, improvement, learning and intelligence of replace the manual machine is more and more.This paper mainly discusses the intelligent tracking based on single chip microcomputer control process of the obstacle avoidance car. Intelligent automatic tracking is based on the driving circuit of the guidance system, to achieve automatic tracking car line; obstacle avoidance is the use of infrared sensor ranging system to realize the function to evade obstacles. Intelligent tracking obstacle avoidance car is a use different sensor , motor drive for power and automatic control technology to realize according to the procedures predetermined mode, not by artificial management can realize the automatic tracking of obstacle avoidance navigation of high and new technology. The technology has been widely used in unmanned intelligent unmanned line, intelligent robot and so on many fields.Using infrared sensors for car tracking module to identify the guide line tracking, collecting analog signal and converts the signal into digital signal; Using C language to write the program, the design of the circuit structure is simple, easy to implement,timeliness is high.Keywords: Intelligent; Single chip microcomputer minimum system; The Sensor; Driver circuit目录第1章绪论 (1)1.1智能小车的发展近况与趋势 (1)1.2课题研究的目的及意义 (1)1.3课题研究的主要内容 (3)第2章方案设计 (4)2.1系统概述 (4)2.2硬件模块方案 (4)2.3软件模块方案 (7)第3章硬件设计 (9)3.1电源模块 (9)3.2核心控制模块 (9)3.3循迹模块 (11)3.4避障模块 (12)3.5无线遥控模块 (14)3.6电机驱动模块 (16)3.7拓展模块 (20)第4章软件模块 (23)4.1循迹程序模块 (23)4.2避障程序模块 (24)4.3无线遥控程序模块 (26)4.4寻光拓展程序模块 (28)4.5驱动电机程序模块 (28)第5章系统测试与分析 (30)5.1硬件调试 (30)5.2软件调试 (31)总结 (33)参考文献： (34)附录 (35)致谢 (36)第1章绪论1.1智能小车的发展近况与趋势1.1.1智能小车的发展近况现阶段智能汽车的发展十分的迅速，从智能玩具到其他各行各业都有实质性的结果[1]。

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车设计1.简介1.1 背景随着智能技术的不断发展，智能循迹避障小车在各个领域中得到了广泛应用。

此文档旨在提供一个详细的设计方案，以实现智能循迹避障小车的功能。

1.2 目标本设计的目标是开发一款智能小车，能够根据预设的路径行驶，并能够自动避开障碍物。

2.设计概述2.1 硬件设计2.1.1 主控制模块2.1.1.1 微控制器选择根据功能需求和成本考虑，选择一款适合的微控制器作为主控制模块。

2.1.1.2 传感器接口设计适当的传感器接口，用于连接循迹和避障传感器。

2.1.2 驱动模块2.1.2.1 电机驱动器选择根据电机参数和电源需求，选择合适的电机驱动器。

2.1.2.2 电机控制接口设计适当的电机控制接口，用于根据输入信号控制电机的运行。

2.1.3 电源模块2.1.3.1 电源选择根据整体电路的功耗需求，选择合适的电源供应方案。

2.1.3.2 电源管理电路设计设计合适的电源管理电路，用于提供稳定的电源给各个模块。

2.2 软件设计2.2.1 循迹算法设计设计一种有效的循迹算法，使小车能够按照预设路径行驶。

2.2.2 避障算法设计设计一种智能避障算法，使小车能够根据传感器信息自动避开障碍物。

3.实施计划3.1 硬件实施计划3.1.1 购买所需材料和组件根据设计需求，购买合适的硬件材料和组件。

3.1.2 组装硬件模块按照设计要求，组装各个硬件模块，并进行必要的连接。

3.2 软件实施计划3.2.1 开发循迹算法设计和开发循迹算法，并进行模拟和测试。

3.2.2 开发避障算法设计和开发避障算法，并进行模拟和测试。

4.测试和验证4.1 硬件测试使用适当的测试方法，验证硬件模块的功能和性能。

4.2 软件测试使用合适的测试方法，验证软件算法的正确性和可靠性。

5.总结与展望根据测试结果，对整个设计方案进行总结，并提出可能的改进方向。

附件：(此处列出本文档所涉及的附件名称和描述)法律名词及注释：(此处列出本文所涉及的法律名词及其相应的解释和注释)。

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。

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。

小学信息技术_《pcduino智能避障车》教学设计学情分析教材分析课后反思

《pcduino智能避障车》教学设计本课内容为制作具有避障功能的智能小车。

整个课堂，我以学生的动手实践为基础，联系避障功能在现实生活中的智能扫地机、无人机等方面的应用，来进行课程设计的。

教学过程中，我还使用了多种形式的信息化教学手段，来达成学习目标。

本课的学习目标是：1、通过学习能让学生明白红外线距离传感器的工作原理；2、学会利用编程控制红外传感器和马达的配合运行。

3、能够利用外接锂电池实现智能壁障车的独立运行，体验成功的喜悦。

学情分析：一、我校所在片区四年级的学生都有着良好的家庭教育背景，对智能车兴趣非常高。

二、通过第一学期的学习，对pcduino编程中的逻辑关系已经非常熟悉。

三、学生对学习内容能与实际生活中有关联，表现出强烈的探求欲望。

本节课从课前的探索、课中的创造、课后的分享分别进行。

（一）课前的探索课前，利用网络平台资源整理智能避障车资料包，借助互联平台发布，让学生在家运用平板、电脑等网络终端设备进行自主学习。

教师查阅平台上学生完成情况，充分了解学情。

另外，课前在手机端和PC端下载安装百度袋鼠app来控制屏幕演示，方便师生互动。

整个控屏操作一直穿插于课堂教学中。

（二）课中的创造环节一：课程导入科技是未来课堂的引领者，教室里的小胖机器人一直很吸引学生的眼球。

导入部分，首先利用小胖机器人语言diy预设功能，让机器人和同学们进行红外距离传感器知识点的交流。

另，利用小胖机器人的移动躲避障碍的功能，让学生更加深入了解避障功能的原理。

为让学生能够更加明确本课的教学目标，利用小胖机器人的投屏功能另设屏幕，视频展示学生制作成功的避障车案例。

环节二：重难点内容解析本节课的重点内容为熟练操作红外距离传感器和pcduino主板的连接。

解决这一问题，使用了FEG平台，上传图片资料，让学生拖动传感器，演示不同端口的设置，并与组装小车中隐藏端口进行对比，让学生操作更加明确。

本课难点内容为红外距离传感器的参数设置。

为了让智能小车能够遇到障碍物执行转弯，利用“未来课堂”操作平台，对智能车的距离和数值的变化做了不同位置的分析，明确了距离越近数值越大之间的关系。

智能避障小车设计

智能避障小车设计LT目录摘要 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

Abstract ................................................................................ 错误!未定义书签。

目录 .. (5)第一章绪论 (7)1.1 课题背景 (7)1.2 课题主要研究内容 (7)第二章系统设计 (9)2.1 系统方案设计 (9)2.1.1 方案选择 (9)2.1.1.1无线通信功能。

(9)2.1.1.2 自动壁障模块 (11)2.1.1.3 电机驱动模块 (12)2.1.1.4 主控单元 (13)2.2 系统整体方案 (14)2.3 本章小结 (14)第三章硬件系统设计 (15)3.1 主控制单元设计 (15)3.2 超声波避障单元设计 (17)3.2.1 超声波简介 (17)3.2.2 GM3101介绍 (17)3.3 电机驱动设计 (19)3.4 无线通讯设计 (20)3.4.1 引脚说明 (21)3.4.2 nRF24L01与MCU的连接 (21)3.5 状态指示电路 (22)3.6 下载电路 (23)第四章软件系统设计 (24)4.1 系统控制流程 (24)4.2 超声波避障实现 (27)4.2.1 超声波介绍 (27)4.2.2 GM3101简介 (30)4.2.3 超声测距原理 (30)4.2.4 信号发送和接收 (32)4.2.5 探头余震处理 (33)4.2 PWM电机控制实现 (34)4.4 无线通讯实现 (35)4.5 状态指示灯驱动设计 (38)第五章总结与展望 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录 (42)第一章绪论1.1 课题背景机器人曾经是科幻电影中的形象，可目前已经渐渐走入我们的生活。

《智能避障车》教学设计

《智能避障车》教学设计一、教材分析本节课是基于教科版《信息技术基础》第三章第二节《信息的编程加工》进行课程内容开发，以mbot教育机器人为载体，利用基于scratch的编程工具Mblock进行机器人编程教学。

本节内容在学习程序设计中，加入机器人硬件，通过实现智能避障车的过程，介绍机器人程序设计的方法。

二、学情分析高一的学生思维活跃，已经有了一定的逻辑思维能力和自主探究能力，具备了本节课学习的能力要求。

虽然通过前一节课，学习了Mblock中的编程方法，但大多数学生还没形成程序设计思维，对于实际操作机器人和机器人编程来说，也还比较陌生。

因此，课堂教学中要注意降低起点，逐步引导。

三、教学目标1、知识与技能：知道程序的三种基本结构，能在程序设计中熟练运用选择结构和循环结构。

2、过程与方法：能够将解决实际问题的方法转化为程序设计的流程图，并在程序中加以实现。

3、情感态度与价值观：提高科技素养，激发创新精神、探究精神和团结协作精神。

四、教学重难点教学重点：选择结构和循环结构应用、机器人程序设计方法。

教学难点：机器人程序设计方法。

五、教学方法本课的设计贯彻“任务驱动”的教学思想，把学习的主动权交给学生，让学生置身于自主探究、解决问题的氛围中。

使用实物演示和启发式教学法引导学生分析并画出智能避障车流程图；使用小组竞赛的方法组织教学，以提高学生自主探究的积极性和效率；对学生探究过程中遇到的普遍性问题，通过讲授法统一指导。

六、教学媒体1、mbot教育机器人2、Mblock编程工具3、知新网络教学评价系统4、信息技术学习平台5、多媒体机房七、教学过程八、教学反思本堂课的教学设计始终坚持新课程理念的指导，以任务驱动和学生自主活动为着力点，注重学生解决问题能力的锻炼和编程思维的引导，教学的重难点都融入在智能避障车的实现过程中。

由于教学内容的客观情况，教学中还存在一些问题，比如：设备数量和时间限制，不能保证每个学生在课堂上都有调试机会；在“明确问题”环节，有的学生提出的问题超出教学内容范围，如何做到既能解决学生的疑问，又不偏离教学方向，还需要在今后的教学实践中继续探索。

《智能避障车》教学设计

【信息技术专题－智能避障小车】
二、评价方式
三、教学活动步骤
四、开源硬件器材准备
8.电脑1台
教
1.结构组装零件：基本车体、3D打印架子…等。

附件一:
智能车避障竞速赛-比赛规则
1.设置起跑线及终点线(距离约5米)，比赛场地宽2米。

2.场内不等距离的放置10个以上的塑料瓶，每两个塑料瓶之间的距离大于50厘米。

3.塑料瓶为圆柱形，容量约0.6公升，不装瓶盖，瓶口地倒立。

塑料瓶放置的地面贴上与塑料瓶底部相同形状的纸片。

4.每个塑料瓶会贴上数字标签，数字标签为经过的塑料瓶数量，若撞倒该塑料瓶则以该塑料瓶数量为主。

5.比赛时，每次一台智能小车停于起跑线，当裁判发出哨声后，操控者即可启动小车向终点线方向行走；当小车的车体全部越过终点线后，操控者即自行拿取小车完成比赛。

6. 智能小启动后，除越过终点线时，操控者即不可再碰触智慧车，也不可以任何遥控方式遥控小车。

违反本条规定者，该车不计成绩。

7.比赛时，选手不得再对智能小车所有的组件进行调整或置换(含程序、电池及电路板等)，也不得要求暂停。

8.比赛时，智能小车撞倒任一塑料瓶或任一轮子压到边线者，即以当时的位置计算行走距离。

9.比赛成绩以智能小车完成全程(自起跑线起，越过终点线)的时间为计算标准，时间越短者成绩越高，比赛时间以90秒为限。

10.无法走完全程者(包含撞倒塑料瓶或压到边线而退场者)，以该车经过的塑料瓶为计算标准，经过越多塑料瓶者成绩越高。

11.名次以完成全程者先录取，遇有无法排定先后名次之队伍，则相关队伍加场比赛，直到可决定先后名次为止。