单片机控制自动避障小车

单片机控制自动避障小车设计

摘要：本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作，论文对智能小车的设计的方案选择，设计的思路与过程，以及软件与硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。硬件部分采用了MSP430F149芯片作为主控芯片，利用超声波传感器检测障碍的方位与距离，并用LCD1602显示出来，软件在Keil C51环境下编程。经过软件原理设计与实践验收测试，该智能小车的电路结构简单，调试方便，系统反映快速、灵活，设计方案可行，正确，各项指标稳定、可靠。

关键词:单片机；智能小车；避障；超声波测距

Automatic Obstacle Avoidance Car Design Based on SCM Abstract: This paper describes an automatic obstacle avoidance function is the design and production of the smart car, intelligent car design thesis program selection, design ideas and processes, as well as the functions and working principle of software and hardware for a detailed analysis and discussion . The hardware uses the MSP430F149 chip as the main chip, using the orientation and distance from the ultrasonic sensor to detect obstacles, and use LCD5110 displays, software programming in Keil C51 environment. After the software design principles and practice of acceptance testing, the circuit structure of the smart car is simple, easy to debug, system reflects rapid, flexible design is feasible and correct, the indicators stable and reliable. Keywords: SCM; intelligent car; obstacle avoidance; ultrasonic ranging

目录

1.引言 (1)

1.1 小车避障系统设计的意义 (1)

1.2智能小车技术发展 (1)

1.3设计任务及要求 (2)

2.方案设计 (3)

2.1 小车避障系统 (3)

2.2主控系统 (3)

2.3机械系统 (4)

2.4 电机驱动模块 (5)

2.5 传感器系统 (5)

2.6 电源电路的选型 (6)

2.7显示模块 (7)

3. 硬件电路设计 (8)

3.1主控制部分 CPU介绍 (8)

3.2 MSP430F149单片机引脚图 (10)

3.3硬件资源分配 (10)

3.4直流电机的驱动电路 (10)

3.5 CPU相关电路 (11)

3.6 避障传感器电路 (12)

3.7显示电路设计 (14)

4.软件设计 (16)

4.1主程序流程图 (16)

4.2左侧避障程序流程图 (16)

4.3显示程序流程 (17)

5.电路调试 (19)

5.1 调试的思路 (19)

5.2 各模块的调试 (19)

5.3 结果分析 (20)

6. 结论 (21)

结束语 (22)

参考文献 (23)

附录1： (24)

总原理图附录2： (40)

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

1.引言

1.1 小车避障系统设计的意义

现代智能小车的发展非常迅速并且功能也越来越趋向于多样化，基本上可以实现循迹、避障、检测贴片，寻光入库、避崖等基本功能，有向声控系统发展的趋势。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列，此次的设计主要实现避障这一个功能，首先通过传感设备要感知障碍物，并作出判断和相应的执行动作。智能小车设计与开发涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科。它可以分为三大部分：传感器检测部分，执行部分，CPU。

开展自主避障智能小车的研究工作，对进一步巩固已学知识加深已学知识可以起到促进作用，引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成果、提高素质，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力的优秀人才的作用。以前从来没接触过智能小车方面的知识，这对于我来说是一个巨大挑战，整个研究的过程，都是摸着石头过河的。由于知识和经验的缺乏，经常会遭到失败，有时一个小小的因素，就会影响到设计，所以步伐前进得很慢。

研究的进程大概可能分为：资料收集及整理阶段、硬件制作阶段和调试阶段。公欲善其事，必先利其器，在做每件事之前都要先经过思考，在制作之前会先从网上、书上及请教老师来收集资料，把资料经整理理解透了之后，做出设计。接着就是制作硬件，工具和电子元件都需要购买，途径可以是网购或是商店，由于设计不可能是完美的，不能做到一次就把需要的元件都列出来，一次性购买，所以分了好几次去商店买元件；因为方案没有最终确定，若是直接焊接电路板，设计如果不成功，整个电路板就没用了，这样就增加了制作的成本，所以需要用面包板制作硬件，在调试阶段完成最终确立设计之后，才做出电路板。调试阶段就是要测试设计是否成功、合理，当然经常会失败，但要在每次的失败中吸取经验、改正错误，取得最后的成功。整个过程是漫长的，但在无数的挫败之后终于成功制作出了智能避障小车系统。

1.2智能小车技术发展

电子技术及计算机智能控制技术的快速发展导致智能小车也高速的发展，各