基于超声波测距的智能小车设计
智能跟随小车设计
智能跟随小车设计喻语嫣*肖明杰(武汉文理学院信息与计算机学院 湖北武汉 430345)摘要：随着我国智能行业的飞速发展，解放人类劳动力的理念不断普及，智能跟随小车出现在人们视野里，它可以解放人们双手，提高物品搬运的效率，减轻人们的负担同时为其他工作节约时间。
基于此，该文设计了一款基于红外技术和超声波测距的智能跟随小车。
小车以AT89C52芯片为核心控制器，3个人体红外传感器HC-SR501用于识别人所在的位置，把识别到的信号通过核心控制器传送给L298N电机驱动模块，从而实现对小车转向和行驶的控制；超声波传感器HC-SR04用于检测人与小车之间的距离，当距离小于0.5 m时，实现小车报警同时后退，保证人与小车之间的安全距离，防止发生碰撞。
样机测试结果显示，小车能在 4 m 以内对人自动跟随，并与人保持0.5 m的安全距离，防止碰撞，具有一定的实用价值。
关键词：AT89C52 红外技术 超声波测距 跟随小车中图分类号：TP23文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)18-0033-07Design of Intelligent Following CarsYU Yuyan*XIAO Mingjie(School of Information and Computer, Wuhan College of Arts & Sciences, Wuhan, Hubei Province, 430345 China) Abstract:With the rapid development of the intelligent industry in China, the concept of liberating human labor force continues to be popularized, and the intelligent following car appears in people's vision. It can free people's hands, im‐prove the efficiency of goods handling, reduce the burden and save time for other work. Based on this, this paper designs an intelligent following car based on infrared technology and ultrasonic ranging. The car uses the AT89C52 chip as its core controller, uses three pyroelectric infrared sensors HC-SR501 to identify the position of the person, and transmits the identified signal to the L298N motor drive module through the core controller, so as to realize the control of the car's steering and driving. It uses the ultrasonic sensor HC-SR04 to detect the distance between people and cars, and the car gives and alarm and retreats at the same time when the distance is less than 0.5m, so as to ensure the safe distance be‐tween people and cars and prevent collision, which has certain practical value.Key Words: AT89C52; Infrared technology; Ultrasonic ranging; Following car近年来，随着科学技术的飞速发展，智能移动机器人技术也在不断发展，传统的机械运输方式有被取代的趋势。
基于超声波测距的跟随小车设计
基于超声波测距的跟随小车设计作者：王欣徐智陶凤袁春纬来源：《电脑知识与技术》2016年第17期摘要：设计是以AT89C52单片机为主控制器，然后再结合超声波测距的原理，实现智能小车的实时跟随控制。
超声波的发射模块由单片机来控制时序，然后往四周发散从而寻找需要定位的节点并且会通过超声波信号与射频信号间的时间差计算发射点与需要定位节点间的距离。
为了提高系统的精确度，还设计了温度补偿电路。
智能小车是以AT89C52单片机为核心，通过无线通信来接收超声波测距系统发送来的控制信号实现跟随。
关键词：超声波；测距；小车设计；测量技术中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0246-02近几年电子测量技术逐步发展，现在已经能够成功地运用超声波来精确测量距离。
超声波测距不会受到被测量对象以及所在空间的光线影响。
超声波检测还可以对各类液体装置的位置距离和里面的材料位置高度进行比较，从而设定它们之间的距离差值并且直接显示。
因此，在现如今科技飞速发展的时代，我们可以把超声波测距系统更广泛具体的用在汽车的行驶与防撞上。
基于此方面，设计在超声波测距的基础上加了跟随小车。
1系统原理及硬件介绍系统实现了基于AT89C52单片机的小车智能跟随功能。
为此，设计了超声波测距模块、定位模块以及无线电通信实时控制跟随。
这套系统采用硬件电路设计和软件设计相结合的方式，具有模块化和多用化等特点。
除此之外，用超声波检测更容易实现同步及时的控制，因为它方便又迅速并且计算起来还简单，所以其能够达到工业实用对测量精准度的要求。
1.1系统原理在智能小车上装两个超声波发射探头，人身上再带着一个接收探头。
通过测距算法算出距离。
当超过一定距离时，小车收到报警跟上人的步伐前进，实现跟随。
超声波测距工作流程框图如下图1所示：1.2硬件设计硬件系统主要有超声波数据采集模块、小车驱动模块、主控器和报警模块组成。
系统硬件部分的整体框图2如下所示：小车的运动控制由电机驱动模块以及单片机最小系统组成。
基于超声波测距的智能小车研究
脉宽 的脉 冲序列 ，系统对脉 冲序列 进行编码调 制 ． 再
１ ９ ） ， ２ ０ １ ６年 湖 南 文 理 学 院教 改 项 目相 关 成 果 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ － １ ０ ． ０ ８
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图 ４ 发 射 电 路 组成
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源模块等组成 ， 系 统设 计 总体 框 图 如 图 １ 所示 。
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图１ 系统 设 计 总体 框 图
产 — — — — — — — —
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一
２理论计算和分析
２ ． １控 制 与测 量 方 法
系统 测 量 原 理 ： 假 设 已 知声 波 在 介 质 中传 播 的速 度 和 测 得 声 波 从 声 源 到 达 目标 然 后 返 回声 源 的 时 间 ． 就 可 以精 确地 计 算 出从 声 波 到 目标 的距 离 。 对 于 此 超
计算 ， 对 各个模 块 电路进 行设 计 ， 并进 行调 试 。 关 键词 ： 超声 波测距 仪 ； 控制； 测量 ； 调试
Ｏ引 言
为 实 现 智 能 小 车 的 双 向测 距 、 模 块简化 、 提 高 精
声波测 距仪 的双 向测距 ， 需 进行 测距选 择 ， 并 以 自动
选择功能来实现 。超声 波传感器 的结构如 图 ２所示 。
实 现 数 码 管 的点 亮 ，并 实 现 动 态 显 示 。通 过 单 片 机 Ｐ Ｉ Ｃ １ ６ Ｆ ８ ７ ６ Ａ的 １ ５ 、 １ ６ 、 ｌ ７管 脚 的 控 制 信 号 来 控 制 三 极管 ， 数 据经 Ｐ Ｉ Ｃ芯片计算 后传到 Ｌ Ｅ Ｄ显示 ， 显 示 精
基于MSP430智能小车的设计
第 ２ Ｏ卷 第 ５期
Ｖｏ ．０ １ ２
Ｎｏ５ ．
电子设 计工 程
Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２１ ０ ２年 ３月
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基于 ＭＳ ４ ０智能 小车 的设计 Ｐ３
李坤峰 ， 成 华 傅
Ｌ ｎ ｆ ｎ ，Ｆ Ｃ ｅ ｇｈ ａ ＩＫｕ —ｅ ｇ Ｕ ｈ ｎ — ｕ
（ｉｈ ａ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃ ｎ ｅ＆Ｅ ｇｎ ｅｉ ，ｉ ｎ ３０ ， ｈｎ ） Ｓｃｕ ｎＵ ｉ ｓｙ ｆＳ ｉ ｃ ｅ ｉ ｅ ｎｉｅｒ ｇ Ｚｇ ｇ６ ０ ０ Ｃ ｉ ｎ ｏ ４ ａ
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基于HC—SR04超声波传感器的智能避障小车设计
基于HC—SR04超声波传感器的智能避障小车设计针对智能避障小车采用多路传感器导致的串口资源的浪费，以及无法准确的对存在间距的障碍物执行避障操作和避障后偏离轨道的缺陷，设计了一种三回路超声波传感器避障的方法，通过对距离的计算和判断，使小车能够在与障碍物不发生碰撞的情况下执行避障操作，并使小车回到原始方向。
标签：智能小车；避障；超声波传感器1 概述机器人从最初的示范模仿机器人，到现在的具有感知能力的智能机器人，在技术上有了很大的进步[1-2]。
随着机器人科学的发展，机器人已经应用到生活、娱乐、军事、医学等各个方面。
其中智能避障小车就是应用于生活、娱乐军事等领域的产品。
智能避障小车采用两轮或四轮驱动，行动灵活，操作方便，其避障系统能够在行进中对小车的前进方向进行调节，避免发生碰撞或摩擦[3]。
目前智能小车在实现避障功能时，往往在前方安装两个及以上的超声波传感器，由于超声波以声波的形式传播，存在波束角，这会引起传感器之间的干扰，而且安装多个传感器也会占用多个串口资源。
故设计出了一种在前端使用一个传感器的情况下任然能够精确避障的算法。
2 超声波测距原理方法设计中使用HC-SR04超声波测距传感器，其使用方法简单，模块性能稳定，测度距离精确，普遍用于智能小车的避障系统中。
超声波测距有相位探测法、渡越时间探测法和声波幅值探测法三种方法[4]。
渡越时间探测法，指的是超声波发生器往某个方向发射超声波，计时开始于发射的时间点，此后超声波沿直线传播，当超声波撞击到物体时就被反射回来，当超声波接收器接收到返回来的回波时计时停止。
超传感器与物体之间的距离d 可以由公式（2.1）得出，其中c为空气中超声波沿直线传播的速度，t为传感器测量的时间[5-6]。
但由于发射的超声波存在波束角，当障碍物偏离传感器一定角度时，传感器将检测不到障碍物，因此小车就可能与障碍物发生碰撞或摩擦。
3 避障距离计算该设计基于两轮驱动的智能小车，计算出多个避障距离，最终选用最大的距离作为安全避障距离（以下均讨论临界状态）。
基于超声波测距的跟随小车设计
摘要：设计是以at89c52单片机为主控制器，然后再结合超声波测距的原理，实现智能小车的实时跟随控制。
超声波的发射模块由单片机来控制时序，然后往四周发散从而寻找需要定位的节点并且会通过超声波信号与射频信号间的时间差计算发射点与需要定位节点间的距离。
为了提高系统的精确度，还设计了温度补偿电路。
智能小车是以at89c52单片机为核心，通过无线通信来接收超声波测距系统发送来的控制信号实现跟随。
关键词：超声波；测距；小车设计；测量技术中图分类号：tp311 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2016）17-0246-02近几年电子测量技术逐步发展，现在已经能够成功地运用超声波来精确测量距离。
超声波测距不会受到被测量对象以及所在空间的光线影响。
超声波检测还可以对各类液体装置的位置距离和里面的材料位置高度进行比较，从而设定它们之间的距离差值并且直接显示。
因此，在现如今科技飞速发展的时代，我们可以把超声波测距系统更广泛具体的用在汽车的行驶与防撞上。
基于此方面，设计在超声波测距的基础上加了跟随小车。
1系统原理及硬件介绍系统实现了基于at89c52单片机的小车智能跟随功能。
为此，设计了超声波测距模块、定位模块以及无线电通信实时控制跟随。
这套系统采用硬件电路设计和软件设计相结合的方式，具有模块化和多用化等特点。
除此之外，用超声波检测更容易实现同步及时的控制，因为它方便又迅速并且计算起来还简单，所以其能够达到工业实用对测量精准度的要求。
1.1系统原理在智能小车上装两个超声波发射探头，人身上再带着一个接收探头。
通过测距算法算出距离。
当超过一定距离时，小车收到报警跟上人的步伐前进，实现跟随。
超声波测距工作流程框图如下图1所示：1.2硬件设计硬件系统主要有超声波数据采集模块、小车驱动模块、主控器和报警模块组成。
系统硬件部分的整体框图2如下所示：系统采用的是hc-sr04超声波测距模块。
该模块可以提供2cm-400cm的非接触式的距离感测功能，测距精确度可以达到3mm【1】。
一种基于超声波的避障小车
摘要随着机器人技术的发展, 自主移动机器人以其活性和智能性等特点, 在人们的生产、生活中的应用来越广泛。
自主移动机器人通过各种传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的已知或者未知环境中自主移动并完成相应的任务。
而在多种探测手段中, 超声波传感器系统由于具有成本低, 安装方便, 易受电磁、光线、被测对象颜色、烟雾等影响, 时间信息直观等特点, 对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力, 因此在移动机器人领域有着广泛的应用。
针对一种基于光电寻迹、超声波和光电接近开关的避障小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述移动机器人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。
超声波传感器以其独有的特征而被青睐。
本文利用两个超声波传感器对障碍物进行定位, 从而使机器人顺利到达结构化环境中的目标。
该智能小车系统涉及计算机控制技术、路径识别、传感技术、电子设计、程序设计、机械设计等多个学科，在全国ROBOCUP机器人大赛中取得了优异的成绩，磨练我们的知识融合和实践动手能力的培养。
在此感谢学校学院的大力支持及指导老师悉心的教导。
第一章总体方案本章主要简要地介绍系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能车控制系统进行深入的介绍分析。
1.1 需求分析设计一种基于光电寻迹的小车移动平台，借助超声波传感器、光电接近开关传感器的使用满足在一定的复杂的环境中自主寻迹移动、避障任务。
1.2 总体设计通过学习和研究相关技术资料了解到，路径识别模块是系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣，因此确定路径识别模块的类型是决定系统总体方案的关键。
前能够用于智能车辆路径识别的传感器主要有光电传感器和CCD/CMOS传感器。
光电传感器寻迹方案的优点是电路简单、信号处理速度快，但是其前瞻距离有限；CCD摄像头寻迹方案的优点则是可以更远更早地感知赛道的变化，但是信号处理却比较复杂，如何对摄像头记录的图像进行处理和识别，加快处理速度是摄像头方案的难点之一。
单片机课程设计_智能超声波测距小车设计
单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：智能超声波测距小车设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：指导教师意见：成绩:签名：年月日单片机系统课程设计设计课题：智能超声波测距小车设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间：单片机系统课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目智能超声波测距小车设计课题性质工程设计课题来源选题指导教师主要内容（参数）利用89C51设计智能小车超声波测距，实现以下功能：1.智能小车能够按照给定的程序进行运动，包括前进、后退、左拐、右拐的运动控制。
2.小车运动过程中，超声波测距模块正常工作，并将结果显示在1602液晶显示屏上。
任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。
第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。
要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。
第5-6天：软件设计，编写程序。
第7-8天：实验室调试。
第9-10天：撰写课程设计报告。
要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。
主要参考资料[1] 张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京：国防工业出版社，2004[2]伟福LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书[3] 阎石．数字电路技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006审查意见系（教研室）主任签字：年月日目录1 概述 (4)1.1 应用情况及主要功能 (4)1.2 技术指标 (5)2总体方案设计及分析 (6)2.1总体方案设计 (6)2.2 系统方案 (7)3 硬件电路设计 (7)3.1 51单片机系统 (10)3.2超声波发射和接收模块 (11)3.3 1602液晶显示屏 (13)3.4电源电路 (14)3.5电机驱动模块 (14)3.6小车骨架 (15)4 系统软件设计 (15)4.1 主程序设计 (15)4.2 定义延时程序头文件 (16)4.3电机运动控制模块 (17)4.4液晶屏显示模块 (18)4.5测距模块 (18)5总结 (19)参考文献 (20)附录A 系统原理图 (21)附录B 源程序 (21)1.概述本文所介绍的超声波测距报警系统在测距的时候采用的是两个超声波探头分别进行超声波发射和接收来进行距离的测量的。
(毕业论文设计)智能超声波避障小车的设计与制作(可编辑)
(毕业论文)智能超声波避障小车的设计与制作江阴职业技术学院项目设计报告项目超声波避障小车的设计与制作专业学生班级学号指导教师完成日期摘要智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人它具有制作成本低廉电路结构简单程序调试方便等优点由于具有很强的趣味性智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱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以下简称智能小车论文对智能小车的方案选择设计思路以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述经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正确可行各项指标稳定可靠AbstractSmart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot it has to make cost is low circuit simple structure convenient program test Because of it has strong interest intelligent robot car favored by the majority of the university students enthusiasts and love This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production hereinafter referred to as the smart car the thesis to the intelligence of the car scheme selection design idea and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses After practice acceptance test this intelligent car circuit structure is simple convenientdebug fast flexible system reflect correct and feasible design scheme each index is steady and reliable目录摘要IAbstract II目录III第一章绪论 111项目研究背景及意义 112项目主要研究容113设计思路114应用场合和功能2第二章总体方案 321总体方案概述 322 总体电路原理图 3第三章各模块功能介绍 431障碍物测距系统432显示模块533驱动模块1034电源模块12第四章软件设计1341 程序设计流程图1342 关键程序设计14第五章系统调试1751 调试的思路 1752 各模块的调试1753 调试心得19第六章结论与展望2061 结论 2062 展望 20致谢21参考资料22附录 231元器件清单232样机实物照片243电路原理图25相关程序26第一章绪论11项目研究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本设计主要体现多功能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本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离时汽车就会发出警报提醒驾驶员注意如果驾驶员没有及时作出反应汽车就会自动减速或停靠于路边这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车帮助我们传达月球上更多的信息让我们更加的了解月球为将来登月做好充分准备这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景在科学考察中有很多危险且人们无法涉足的地方这时智能科学考察车就能够派上用场在它上面装上摄像机代替人们进行许多无法进行的工作12项目主要研究容本设计题目为智能避障小车设计主要研究小车的避障功能小车遇到障碍物时当距离障碍物大于40cmPWM信号自增驱动电机加速小车加速前进当小于30cm时PWM信号自减驱动电机减速小车减速前进并且小车采取相应的避障措施这里探测装置必不可少因为超声波在距离检测方面的较准确定位所以采用超声波传感器作为探测装置由于超声波遇到障碍物时发生像光一样的反射和散射在经过多次发射之后再回到超声波检测端口会产生较严重的路程差从而影响对距离的检测进而影响对障碍物的较准确定位通过软件部校准优化消除外部物理条件造成的误差从而达到对障碍物的较准确定位13设计思路直流电机PWM控制系统的主要功能包括实现对直流电机的加速减速并且可以调整电机的转速能够很方便的实现电机的智能控制主体电路即直流电机 PWM 控制模块这部分电路主要由 AT89S52 单片机的 IO 端口定时计数器外部中断扩展等控制直流电机的加速减速以及转弯并且可以调整电机的转速能够很方便的实现电机的智能控制其间是通过 AT89S52 单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到L298 驱动芯片来控制直流电机工作的该直流电机 PWM 控制系统由以下电路模块组成设计控制部分主要由 AT89S52 单片机的外部中断扩展电路组成直流电机PWM控制实现部分主要由电机和 L298 直流电机驱动模块组成设计显示部分LCD 数码显示部分实现对超声波测的距离的实时显示14应用场合和功能应用场合智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人它具有制作成本低廉电路结构简单程序调试方便等优点由于具有很强的趣味性智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱同时在玩具的应用上深受小朋友的青睐功能本小车使用AT89S52单片机作为主控芯片它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离并且用LED显示出来当小车与障碍物的距离大于40cm时小车会沿直线前进当小车与障碍物的距离小于30cm时小车转弯以避开障碍物并且此时蜂鸣器报警在避开障碍物后小车会沿直线前进第二章总体方案21总体方案概述本小车使用AT89S52单片机作为主控芯片它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离并且用LCD显示出来当小车与障碍物的距离大于40cm时小车会沿直线前进当小车与障碍物的距离小于30cm时小车转弯以避开障碍物并且此时蜂鸣器报警在避开障碍物后小车会沿直线前进简要框图如图2-1图 21简要框图22 总体电路原理图第三章各模块功能介绍31障碍物测距系统方案一超声波视觉优点价格合理夜间不受影响易于多目标测量和分类分辨率好缺点测量围小对天气变化敏感不能直接测量距离算法复杂处理速度慢方案二激光雷达MMW雷达优点夜间不受影响不受灯光天气影响缺点对水灰尘灯光敏感价格贵探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器它是利用向目标发射超声波脉冲计算其往返时间来判定距离的算法简单价格合理所以我们选择超声波传感器超声波测距原理首先利用单片机输出一个40kHz的触发信号把触发信号通过TRIG管脚输入到超声波测距模块再由超声波测距模块的发射器向某一方向发射超声波在发射时刻的同时单片机通过软件开始计时超声波在空气中传播途中碰到障碍物返回超声波测距模块的接收器收到反射波后通过产生一个回应信号并通过ECHO脚反馈给单片机此时单片机就立即停止计时时序图如图1所示由于超声波在空气中的传播速度为340ms根据计时器记录的时间t就可以计算出发射点距障碍物的距离即S VT2通过单片机来算出距离图31超声波测距原理32显示模块方案一用LCD显示优点辐射小显示容多低耗能散热小显示的画面稳定不闪烁缺点不适合做图图像还原不好有可视围限制方案二用LED显示优点亮度高成本低缺点不能显示汉字显示容较少对于本课题的要求我们选择LCD实现功能显示容多低功耗显示画面稳定不闪烁硬件电路设计简单字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母数字符号等点阵式LCD目前常用161162202和402行等的模块下面以太阳人电子的1602字符型液晶显示器为例介绍其用法一般1602字符型液晶显示器实物如图图 3211602字符型液晶显示器1602LCD主要技术参数显示容量16×2个字符芯片工作电压4555V工作电流20mA 50V模块最佳工作电压50V字符尺寸295×435 W×H mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚无背光或16脚带背光接口各引脚接口说明如表所示编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1 VSS 电源地9 D2 数据 2 VDD 电源正极10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压11 D4 数据4 RS 数据命令选择12 D5 数据 5 RW 读写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 背光源负极表-2-1引脚接口说明表第1脚VSS为地电源第2脚VDD接5V正电源第3脚VL为液晶显示器对比度调整端接正电源时对比度最弱接地时对比度最高对比度过高时会产生鬼影使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度第4脚RS为寄存器选择高电平时选择数据寄存器低电平时选择指令寄存器第5脚RW为读写信号线高电平时进行读操作低电平时进行写操作当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据第6脚E端为使能端当E端由高电平跳变成低电平时液晶模块执行命令第7～14脚D0～D7为8位双向数据线第15脚背光源正极第16脚背光源负极1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块部的控制器共有11条控制指令如表-2-2所示序号指令RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 置输入模式00 0 0 0 0 0 1 ID S 4 显示开关控制0 0 00 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 01 SC RL 6 置功能0 0 0 0 1 DL N F7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1 显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM 1 0 要写的数据容11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据容表-2-2控制命令表1602液晶模块的读写操作屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的说明1为高电平0为低电平指令1清显示指令码01H光标复位到地址00H位置指令2光标复位光标返回到地址00H指令3光标和显示模式设置 ID光标移动方向高电平右移低电平左移 S屏幕上所有文字是否左移或者右移高电平表示有效低电平则无效指令4显示开关控制 D控制整体显示的开与关高电平表示开显示低电平表示关显示 C控制光标的开与关高电平表示有光标低电平表示无光标 B控制光标是否闪烁高电平闪烁低电平不闪烁指令5光标或显示移位 SC高电平时移动显示的文字低电平时移动光标指令6功能设置命令 DL高电平时为4位总线低电平时为8位总线 N低电平时为单行显示高电平时双行显示 F 低电平时显示5x7的点阵字符高电平时显示5x10的点阵字符指令7字符发生器RAM地址设置指令8DDRAM地址设置指令9读忙信号和光标地址 BF为忙标志位高电平表示忙此时模块不能接收命令或者数据如果为低电平表示不忙指令10写数据指令11读数据与HD44780相兼容的芯片时序表如下读状态输入RS LRW HE H 输出D0D7 状态字写指令输入RS LRW LD0D7 指令码E 高脉冲输出无读数据输入RS HRW HE H 输出D0D7 数据写数据输入RS HRW LD0D7 数据E 高脉冲输出无表-2-3基本操作时序表读写操作时序如图和所示图 322 读操作时序图 323 写操作时序33驱动模块方案一采用ULN2003驱动它是由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成具有同时驱动7组负载的能力一般用于高速大功率驱动电路所以我们不采用这个方案方案二采用由双极性管组成的H桥电路L298N用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态精确调整电机转速这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下则效率非常高H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制电子开关的速度很快稳定性也很高而且它有更强的驱动能力L298N有过电流保护功能当出现电机卡死时可以保护电路和电机等L298N有过电流保护功能当出现电机卡死时可以保护电路和电机等所以我们选择L298N下图为L298部图图33L298部原理图L298各引脚功能如下表引脚功能115 SEN1SEN2 分别为两个H桥的电流反馈脚不用时可以接地23 1Y11Y2 输出端与对应输入端IN1IN2同逻辑 4 VS 驱动电压最小值需比输入的低电平电压高25V 57 IN1IN2 输入端TTL电平兼容611 EN1EN2 使能端低电平禁止输出8 GND 地9 VSS 逻辑电源457V 1012 IN3IN4 输入端TTL电平兼容1314 2Y12Y2 输出端与对应输入端IN3IN4同逻辑表3-3-1 封装引脚及功能驱动电机的运行IO端口状态与电机制动对照表如下IN1 IN2 IN3 IN4 EN1 EN2 转速 1 0 1 01 1 正转0 1 0 1 1 1 反转 1 1 1 1 11 停止0 0 0 0 1 1 停止X X X X 0 0停止表3-3-2 IO端口状态与电机制动对照表34电源模块我们选择采用5v的独立的稳压电源优点稳定可靠且有各种成熟电路可供选用缺点各模块都采用独立电源会使系统复杂且可能影响电路电平综合电源模块的缺优点和电路的实际需求我们采用了两块独立稳压电源一块给小车的电机驱动供电一块给小车的芯片供电这样弥补了单个独立电源供电出现电力不足的情况第四章软件设计41 程序设计流程图本设计系统软件采用模块化结构由主程序、定时子程序电机驱动子程序、中断子程序显示子程序、算法子程序构成主程序流程图如图41所示图 41主程序流程图42 关键程序设计PWM产生程序设计void Timer2 void interrupt 5TF2 0RCAP2H 0x0feRCAP2L 0x33clickif click 100 click 0if click ZK1PWM1 1elsePWM1 0if click ZK2 PWM2 1elsePWM2 02超声波的发射与接受程序设计void zd3 interrupt 3TH1 0x0f8TL1 0x30timerif timer 200timer 0TX 1_nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop_TX 031602的初始化程序的设计void ini_lcd1602write_lcd1602 0x380delay 1write_lcd1602 0x0c0delay 1write_lcd1602 0x060delay 1write_lcd1602 0x010delay 141602的写程序的设计void write_lcd1602 uchar cmduchar ilcd_mangrs irw 0e 0_nop__nop_e 1_nop__nop_P0 cmd_nop__nop__nop__nop_e 051602的判忙程序的设计void lcd_mangrs 0rw 1e 1_nop__nop__nop__nop_while P00x80e 0第五章系统调试51 调试的思路本设计的智能避障小车一共分为四大模块分别是L298驱动模块超声波测距模块LCD显示模块以及蜂鸣器报警模块调试的时候我们可以把四大模块分别调试最后再把所有模块组合起来再进行最后的整机调试这样一个调试的思路52 各模块的调试521 LCD的调试首先根据电路图将显示模块焊好再用万用表检查电路是否出现短路一切都正常的情况下将LCD测试程序烧到芯片中观察LCD的显示是否正确如图521一开始可能什么都不显示这个时候我们只需调整LCD 3脚的变阻器阻值即可图 521LCD测试图522 超声波的调试超声波模块一共有四个脚一个是VCC一个是GND还有两个分别是超声波的发射和接收引脚连接电路时候只需引出四根插线分别连接到89S52的对应引脚烧制好测试程序测试结果图如522本设计四根插线分别连接到VCCGND还有发射和接收引脚分别为P30和P32口图 522超声波测试图523 蜂鸣器报警调试蜂鸣器的连接很简单只需用一个PNP管来做驱动当低电平到来时蜂鸣器发出声音当高电平到来时没有声音本设计中蜂鸣器连接到P34口如图523所示图523蜂鸣器报警电路53 调试心得通过系统的调试我们可以学到更多的知识我们也可以发现仿真和实物调试不同的地方程序设计的结果可能往往和实物调试出的结果不一样这就需要我们去思考去斟酌去改进以达到预期效果通过程序和硬件的调试我们可以更深刻的理解各功能模块之间的联系也可以明白各调试的步骤在调试的过程中我也遇到许多问题例如我在宿舍调试好小车之后带到班级时候在插上电源试图让小车跑起来时候发现超声波模块失去了作用LCD不再显示数据了后来我用电脑USB口供电发现也不可以检查了许久才发现是超声波模块上的电源线和地线的两根插线出现了断路换线之后LCD正常显示数值小车正常行驶整个调试过程需要硬件和软件结合起来调试要仔细检查电路认真思考程序硬件部分调试的步骤检查原理图连接是否正确用万用表检查是否有虚焊引脚短路现象检查原理图与上引脚是否一致680欧的电阻焊成了68千欧这使我深深感受到理论与实际间的差距在调试过程中发现插上编程器后不能烧制程序通过检查电路发现AT89S52芯片的使能端没有接VCC改好之后重新烧制发现还是不可以通过再次检查发现是共阴管的驱动芯片74LS245的引脚出现焊接错误通过这些调试提高了我检查电路的能力以及巩固了电路图的知识通过这样的设计提高了我的动手能力每天在实验室除了焊接线路板还可以上机编程使我软件调试知识也提高了本设计采用的是89S52单片机这主要是因为该单片机的稳定性比较好还可以采用其它系列的单片机比如采用陵阳单片机就可以简化编程但其稳定性不是很好62 展望1在本课题的基础上我们可以在小车的底座下面装一个吸尘装置这样就可以在小车行驶的过程中吸除一些预先放好的小纸屑2设计出两辆小车一辆小车放在另一辆的前面当前面一辆小车起动时候后面一辆小车也起动前面一辆小车转弯的时候后面一辆也跟着转弯前面一辆小车停止时后面一辆也跟着停止致谢历时三个月的毕业设计已经告一段落经过自己不断的搜索努力以及白老师的耐心指导和热情帮助本设计已经基本完成在这段时间里白老师严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩他的指导使我受益非浅通过这次毕业设计使我深刻地认识到学好专业知识的重要性也理解了理论联系实际的含义并且检验了大学四年的学习成果虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练但是我将在以后的工作和学习中继续努力不断完善这三个月的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程为今后的发展打下了良好的基础由于自身水平有限设计中一定存在很多不足之处敬请各位老师批评指正参考资料1 负图传感器集成电路手册第一版化学工业2004590～5912华MCS-51系列单片机实用接口技术第三版1997年3红润实用自动控制科技大学1990年1月4康华光电子技术基础高等教育1983年10月5潘新民微型计算机控制技术人民邮电技术1988年3月6依军单片机微型接口技术人民邮电技术1989年3月7广弟单片机基础航空航天大学20018汉才单片机原理及其接口技术清华大学19969王毅单片机器件应用手册人民邮电1995附录1元器件清单序号元件名称数量参数 1 AT89S52单片机12 超声波模块 13 L298n 14 智能避障小车底盘 15 蜂鸣器 16 LCD液晶屏 1 2样机实物照片3电路原理图相关程序includeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intunsigned char isbit rs P26 定义引脚sbit rw P25sbit e P27sbit TX P30 触发信号引脚sbit FM P34sbit PWM1 P36 pwm信号输出sbit PWM2 P37static char click 0unsigned char ZK1ZK2unsigned int time 0unsigned int timer 0unsigned long Sbit flag 0unsigned char code ASCII[19] 0123456789-MJU LI static unsigned char DisNum 0 显示用指针unsigned long S 0unsigned char disbuff[11] 0void Conut voidtime TH0256TL0TH0 0TL0 0S time17 100disbuff[0] 13disbuff[1] 14disbuff[2] 15disbuff[3] 16disbuff[4] 17disbuff[5] 18disbuff[6] S1000100disbuff[7] 10disbuff[8] S100010010disbuff[9] S100010 10disbuff[10] 12void delay_1 void 误差 0usunsigned char abfor b 215b 0b--for a 45a 0a--void delay uchar auchar iwhile a--for i 0i 250i_nop__nop__nop__nop_判忙void lcd_mangrs 0rw 1e 1_nop__nop__nop__nop_while P00x80e 01602的写void write_lcd1602 uchar cmduchar i 当i为0的时候为向1602写指令为1写数据lcd_mangrs irw 0e 0_nop__nop_e 1_nop__nop_P0 cmd_nop__nop__nop__nop_e 01602的初始化void ini_lcd1602write_lcd1602 0x380delay 1write_lcd1602 0x0c0delay 1write_lcd1602 0x060delay 1write_lcd1602 0x010delay 1void Timer2InterruptRCAP2H 0x0feRCAP2L 0x33ET2 1 允许T2定时器中断EA 1 打开总中断TR2 1 启动T2定时器void zd0 interrupt 1flag 1void zd3 interrupt 3 T1中断用来扫描数码管和计800MS启动模块TH1 0x0f8TL1 0x30timerif timer 200timer 0TX 1 800MS 启动一次模块_nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop__nop_TX 0void Timer2 void interrupt 5TF2 0 T2定时器发生溢出中断时需要用户自己清除溢出标记RCAP2H 0x0feRCAP2L 0x33 恢复定时器初始值clickif click 100 click 0if click ZK1PWM1 1elsePWM1 0if click ZK2 PWM2 1elsePWM2 0主函数void mainTMOD 0x19 设T0为方式1GATE 1 TH0 0TL0 0TH1 0x0f8 2MS定时TL1 0x30ET0 1 允许T0中断ET1 1 允许T1中断TR1 1 开启定时器Timer2InterruptEA 1 开启总中断ZK1 20ZK2 20ini_lcd1602while 1while INT0 0 当RX为零时等待TR0 1while INT0 1 当RX为1计数并等待TR0 0 关闭计数Conut 计算if S 40 控制加速FM 1P1 0xafZK1 ZK1-5ZK2 ZK2-5elseif S 30 控制转向FM 0ZK1 ZK15ZK2 ZK25P1 0X8Fdelay_1if ZK1 99 ZK1 1if ZK1 1 ZK1 10if ZK2 99 ZK2 1if ZK2 1 ZK2 10write_lcd1602 0x800for i 0i 10iwrite_lcd1602 ASCII[disbuff[i]]1- III -- 31 -。
智能小车系统设计(循迹-超声波-遥控)
智能小车系统设计(循迹-超声波-遥控)智能小车系统是一种通过各种传感器来控制小车行进的系统。
本文将介绍一种基于循迹、超声波和遥控的智能小车系统设计。
系统设计硬件设计本系统采用Arduino开发板和小车底盘作为硬件，以循迹模块、超声波模块和遥控器模块作为传感器，可以实现小车的智能行驶。
1.小车底盘：本系统采用智能小车底盘，主要包括两个直流电机和两个轮子，可以控制小车行进的方向和速度。
此外，小车底盘还需配有4片AA电池进行供电。
2.循迹模块：循迹模块是通过红外线传感器检测黑色轨道上的反光点实现的。
根据反光点的位置，循迹模块会控制小车的方向，使小车始终在轨道上行驶。
3.超声波模块：超声波模块可以检测小车前方的障碍物距离和方向。
如果检测到前方有障碍物，则系统会控制小车减速或停止，避免碰撞。
4.遥控器模块：遥控器模块可以通过无线信号控制小车的方向和速度，可以让小车在没有循迹和超声波控制的情况下自由行驶。
软件设计本系统的软件设计采用Arduino的开发环境进行编写，主要包括循迹控制、超声波控制和遥控控制三个部分。
1.循迹控制：循迹控制部分主要是通过循迹模块检测反光点的位置，控制小车的方向和速度。
如果小车偏离轨道，循迹控制部分会自动调整小车的方向，使其回到轨道上行驶。
2.超声波控制：超声波控制部分主要是通过超声波模块检测前方障碍物的距离和方向，如果距离过近，则超声波控制部分会控制小车减速或停止，并发出声音提示。
3.遥控控制：遥控控制部分是通过遥控器发出信号控制小车行驶。
使用者可以通过遥控器控制小车的方向和速度，可以实现小车的自由行驶。
实现效果循迹效果本系统的循迹效果非常稳定，可以实现小车在黑色轨道上高速行驶。
在循迹模块检测到偏离轨道时，系统能够及时作出调整，使小车回到轨道上行驶。
超声波效果超声波模块能够准确地检测到前方障碍物的距离和方向。
如果距离过近，则系统能够及时控制小车减速或停止，避免碰撞。
遥控效果遥控器模块可以实现小车的自由行驶。
超声波避障小车研究报告2024
超声波避障小车研究报告引言：超声波避障小车是一种基于超声波技术的智能移动装置，能够通过发射和接收超声波信号来实现避障功能。
本文将对超声波避障小车进行详细研究，包括其原理、设计和应用。
概述：超声波避障小车是一种以超声波技术为基础的智能移动装置，主要用于避免与障碍物发生碰撞。
它通过发射超声波信号并接收回波，计算出物体与小车之间的距离，在避障过程中调整方向和速度，从而实现安全移动。
正文内容：1.超声波避障小车的原理1.1超声波避障原理概述1.2超声波传感器的工作原理1.3超声波传感器的种类与选择2.超声波避障小车的设计2.1硬件设计2.1.1控制系统设计2.1.2超声波传感器布置设计2.1.3车体结构设计2.2软件设计2.2.1系统控制算法设计2.2.2超声波信号处理算法设计2.2.3状态判断与控制策略设计3.超声波避障小车的应用3.1家庭智能清洁3.2工业自动化生产线上的搬运工具3.3物流仓储场景中的无人搬运小车3.4农业领域中的自动化播种3.5无人驾驶汽车中的避障技术应用4.超声波避障小车的优缺点4.1优点4.1.1实时性强4.1.2精度较高4.1.3成本相对较低4.2缺点4.2.1受环境因素干扰较大4.2.2测距范围有限4.2.3障碍物形状复杂时易产生误判5.超声波避障小车的发展前景5.1技术趋势5.2市场需求5.3应用前景总结：超声波避障小车是一种利用超声波技术实现避障功能的智能移动装置。
它的原理是通过发射超声波信号并接收回波来测量物体与小车之间的距离，并根据距离调整移动方向和速度，以避免碰撞。
在设计方面，需要考虑控制系统、传感器布置和车体结构等因素。
在应用方面，超声波避障小车可以广泛应用于家庭清洁、工业自动化生产线、物流仓储、农业以及无人驾驶汽车等领域。
尽管超声波避障小车具有一定的优点，如实时性强、精度高和成本相对低廉，但也存在受环境因素干扰大、测距范围有限以及复杂障碍物误判等缺点。
随着技术的不断进步和市场的不断需求，超声波避障小车仍具有广阔的发展前景。
超声波避障小车设计
超声波避障小车设计引言：随着科技的不断发展，人们对机器人的需求越来越大。
超声波避障小车是一种能够利用超声波测距技术进行环境感知和避障的智能机器人。
本文将介绍超声波避障小车的设计方案及其原理、实现和应用。
一、设计方案：1.1硬件设计：1.1.1小车平台设计：小车平台应具备良好的稳定性和可扩展性，可以根据需要添加其他传感器或执行器。
常见的平台材料有金属和塑料，可以根据实际需求选择适合的材料。
1.1.2驱动电机选择：驱动电机应具备足够的功率和转速，以保证小车的运动能力。
一般可以选择直流无刷电机或步进电机。
1.1.3超声波传感器安装：超声波传感器通过发射和接收超声波信号，实现对周围环境的测距。
传感器应安装在小车前方，可以通过支架或支架固定在小车上。
1.2软件设计：1.2.1运动控制程序：运动控制程序通过控制驱动电机的转速和方向，实现小车的前进、后退、转弯等运动。
可以使用单片机或开发板来编写控制程序。
1.2.2避障算法：避障算法是超声波避障小车的核心功能。
当超声波传感器检测到前方有障碍物时，小车应能及时做出反应，避免与障碍物碰撞。
常见的避障算法包括简单的停止或转向，以及更复杂的路径规划算法。
二、工作原理：超声波避障小车的工作原理是通过超声波测距模块对周围环境进行测量和感知。
超声波传感器发射超声波信号，当信号遇到障碍物后会反射回传感器，通过测量反射时间可以计算出距离。
根据测得的距离，小车可以判断是否有障碍物，并采取相应的措施进行避障。
三、实现步骤：3.1搭建小车平台：根据设计方案搭建小车平台，安装驱动电机和超声波传感器。
3.2连接电路：将驱动电机和超声波传感器与单片机或开发板连接，建立电路连接。
3.3编写控制程序：利用编程语言编写运动控制程序，实现小车的基本运动功能。
3.4设计避障算法：根据需求设计避障算法，实现小车的避障功能。
3.5调试和测试：对小车进行调试和测试，确保其正常工作。
四、应用领域：超声波避障小车在工业自动化、家庭服务、教育培训等领域具有广泛的应用前景。
毕业论文智能超声波避障小车的设计与制作可编辑
毕业论文智能超声波避障小车的设计与制作可编辑一、绪论随着人工智能技术的不断发展，智能化的机器人越来越受到人们的关注。
而智能超声波避障小车就是其中一种。
其可以通过自动感知周围环境的障碍物，从而自主避开障碍物，实现自动化控制。
因此，设计一款智能超声波避障小车既可以满足人们对于机器人智能化的需求，也可以为未来机器自动化服务提供实用性的技术。
本文将介绍智能超声波避障小车的设计与制作。
首先，介绍超声波避障技术的原理，并详细讲解避障小车的硬件设计和软件设计。
最后，对避障小车的实现效果进行评估和总结。
二、超声波避障技术原理超声波避障技术是指利用超声波的运动特性实现物体避障的一种技术。
超声波在空气中传播速度快，同时传播能力强，能够在空气中传播500多米。
其利用超声波传播并测量回波时间的原理实现避障。
超声波避障小车需要具备两个超声波传感器：一个用于检测前方障碍物，另一个用于检测小车左右两侧障碍物。
当小车检测到前方或左右两侧的障碍物时，避障小车会停止运动，并通过电机控制实现左转或右转来避免碰撞。
三、硬件设计避障小车的硬件主要分为四个部分：车身结构、电机模块、超声波模块和电源模块。
1. 车身结构设计车身结构是汽车设计的基础，同样也是避障小车设计的基础。
车身结构可以由木板或者3D打印部件制成。
为了避免障碍物的干扰，车身需要封闭，但是保证超声波传感器可以正常工作。
2. 电机模块设计电机是小车的动力来源，因此电机的设计至关重要。
选用高扭矩的直流电机，可以保证小车在运动时的平稳性和速度。
同时，需要选用电机驱动控制芯片和电机驱动器电路，以保证电机能够按照程序控制的方向和速度旋转。
3. 超声波模块设计超声波传感器是避障小车的核心部件，能够检测前方障碍物。
超声波传感器具有测量范围远、响应快、精度高、干扰小等特点。
超声波传感器需要安装在小车前方，以便测量前方障碍物距离。
为了保证高精度的测距，需要选用高精度的模块并且将模块的定位准确。
超声波智能避障小车系统设计
５单片机主控制模块
此模块是小车最重要的部分 ，它控制着超 声波测距模块 、数码管 显示模块 、电机控 制模 块 的工作 。主要完成超 声波 发射与返回的计时 并计算小 车与障碍物之 间距 离，控 制 Ｐ１口 Ｐ ３ 口的高低 电平 ，通过输 出不 同频率 的脉冲 来控
过 内部软件计算 出距离数值之 后，且数值 单位 为厘 米 ，通 过 单片 机 Ｉ ／ ０ 口的 Ｐ ３ ． ０到 Ｐ ３ ＿ ３端 控制 ４个数码 管 的选择 ，Ｐ １端控 制每个 数 码
［ ８ 】 李华 ． Ｍ Ｃ Ｓ － ５ １ 系 列单 片机 实用 接 口技 术 ［ Ｍ ］ ． 北京航 空航天 大学出版社 ， １ ９ ９ ４ ．
Ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ・ 汽车电子
超声波智能避障小车系统设计
文／ 张伟 邢玉秀 曹义 张怡
超声波路 面检 测模块，前进、转弯 电机控制模
容易，并且功能扩展余地大 ，经过深入 改造 ， 智能小车可以更加 智能，功能更加 丰富。
一
图１ ：总体设计方框 图
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 电子 技术 与 软件 工程 ・ ２ ６ １
制 电机 的 工 作 。
邢 玉秀 （ １ ９ ８ ４ － ），女 ，现 为 河北联合 大 学轻 工学院助教。研究方向：控 制理论 与应用。
曹义 （ １ ９ ８ ３ －）， 男， 现 为河北联合 大学轻 工
学院助教。 研 究方向： 检 测技 术及其 智能装 置。
智能小车上也有超声波测距避障技术的身影
科技运程SCIENCE BULLETINCHINA FLIGHTS 中国航班41智能小车上也有超声波测距避障技术的身影孙艳龙 秦畅在恶劣条件下，智能小车能够代替有人系统开展探测救灾工作。
以超声波技术为基础的智能小车测距避障技术，主要参考超声波测距避障理论与相关计算公式，对发送、接受超声波硬件电路进行设计，构建测距避障软件架构。
基于此，文章将超声波测距避障技术作为主要研究内容，重点阐述其在智能小车上的应用，希望有所帮助。
智能小车在指定轨道中运行的过程中，很容易受设定障碍物的影响，所以要将避障系统合理地设置于智能小车内，方便其规避未知障碍并前进。
由此可见，深入研究并分析超声波测距避障技术在智能小车上的应用具有一定的现实意义。
超声波测距避障基本原理阐释所谓的超声波，具体指的就是频率高于声波的机械振荡波，频率超过20千赫兹。
与其他的机械波相同，超声波能够结合振动方向与波传递方向存在的关系细化成横波与纵波。
而传播超声波的介质包括固体、气体与液体，然而介质不同，实际传播速度也存在差异，而且会受到环境温度的影响。
在常温条件下，空气传播超声波的速度会伴随温度的提高，每升高1摄氏度而增长0.18%。
而在水中常温条件下，每提高1摄氏度，传播的速度就增长0.3%。
一般情况下，可借助压电晶体，发挥其超声波发生器的作用，即可成功发出超声波。
除此之外，压电晶体还具备接受超声波的功能，科学化地检测反射超声波。
在合理采用特定电路的基础上，就可以确保换能器获取短期的电压脉冲，并实现电脉冲向超音频机械振动的改变，最终可以在空气中有效传播超声波。
如果在超声波探测仪器的前方有障碍，就会有超声波反射回来。
除此之外，换能器可逆，因而实际接受反射机械振动均可成功地转变成电压脉冲。
而在使用计时电路的情况下，即可科学测定液体内部传播超声波来回所需要的时间。
这样一来，就能够明确换能器和障碍的实际距离长度。
超声波测距避障技术应用于智能小车的硬件电路设计路径红外测量距离、超声波测量距离、激光测量距离都是现阶段常用的测距手段。
超声波避障智能小车的设计
超声波避障智能小车的设计张萍【摘要】为了提高智能小车自主导航的能力,需要解决智能小车在复杂环境中的自主避障问题.为了实现自主避障,提出了超声波避障的设计方案和处理算法.智能小车采用四轮驱动以提高驱动能力,通过不同宽度的脉冲控制舵机实现不同方向、不同角度的转向,从而带动超声波模块实现不同方向障碍物距离的检测.针对智能小车电机运转易引入干扰造成系统供电电压不稳的问题,提出了电机驱动模块和系统控制电路分开供电的解决方案.重点针对当障碍物超出超声波检测范围时小车软件程序易陷入"死区",以及在多个方向同时遇到障碍物时小车避障易发生刮擦等问题,提出了定时器溢出中断算法和后退转弯算法等解决方案.试验证明:该算法的小车避障效果较好,具有一定的推广、使用价值.%In order to improve the autonomous navigation ability of smart car (wheeled mobile robot),it is necessary to solve the self-obstacle avoidance problems in the complex environment.To realize autonomous obstacle avoidance,the design scheme and processing algorithm of ultrasonic obstacle avoidance are proposed.The smart car is designed with four-wheel drive to improve the driving ability,and to control steering gear through the pulses of different width,to achieve the steering in different directions and angles,so as to make the ultrasonic module to achieve the distance detection of different directions.Aiming at the instability of the voltage of power supply caused by the running motors,it is proposed that the motor drive module and the system control circuitry are separately powered.When the obstacle is out of the ultrasonic detection range,the software program is easy to fall into the "deadzone",and the collision probably occurs when the obstacle is encountered in multiple directions,the car may be scratched,aiming at these problems,the solutions of timer overflow interrupt algorithm and backward cornering algorithm are provided.The tests prove that the smart car using such algorithms can avoid obstacles very well and it has a certain value to be used and promoted.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2017(038)009【总页数】4页(P40-43)【关键词】智能小车;供电电源;超声波避障;避障算法;定时器溢出中断算法;后退转弯算法【作者】张萍【作者单位】江阴职业技术学院电子信息工程系,江苏江阴 214400【正文语种】中文【中图分类】TH-39;TP274作为轮式移动机器人的智能小车，在仓库货物搬运、小区巡逻、码头货物装卸等领域得到了广泛应用，而避障是智能小车在移动过程中经常需要解决的问题[1-2]。
基于超声波的智能小车设计
基于超声波的智能小车设计
阮俊辉
【期刊名称】《科学与信息化》
【年(卷),期】2023()3
【摘要】随着信息技术的发展,电子控制技术被广泛应用于工农业及生活。
本文设计了一款以STC89C52单片机作为主控制器,有测距功能,并能够设置避障距离的红外遥控小车。
小车具有lcd1602显示、声光报警、超声波、红外控制等模块,具有避障提醒显示功能,能够显示速度、距离,自动避障,避障灵敏度高,避障范围
3~40cm。
该系统成本低,功能新颖,可玩性好。
【总页数】4页(P118-121)
【作者】阮俊辉
【作者单位】浙江师范大学工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.超声波避障智能小车的设计
2.基于单片机控制的红外线与超声波混合避障智能小车
3.基于超声波的智能小车研究进展
4.基于光流和超声波的智能小车障碍物检测系统
5.基于超声波测距的智能小车研究
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超声波测距及红外避障小车的设计
超声波测距及红外避障小车的设计发表时间：2018-06-11T11:51:58.193Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：赵勇柳青张腾文[导读] 摘要：介绍一种超声波测距及红外避障小车的设计，根据功能需求，进行系统方案设计，进而进行系统模块设计。
（沈阳理工大学信息科学与工程学院辽宁沈阳 110159）摘要：介绍一种超声波测距及红外避障小车的设计，根据功能需求，进行系统方案设计，进而进行系统模块设计。
本小车将超声波测距和红外避障结合起来，增加了系统的可实现性。
关键词：超声波测距；红外避障；小车；设计概论在当今世界，复杂的环境不断对科技提出越来越高的要求，要求我们探寻更为合适的技术来适应复杂环境的变化。
超声波测距因其可以直接测量近距离目标，纵向分辨率高，适用范围广，方向性强，并具备不受光线、烟雾、电磁干扰等因素影响，且覆盖面积大等优势被广泛应用；红外避障则是通过检测红外光遇到障碍物反射来感知障碍物的存在，反馈至控制器，单片机进行驱动报警以有效避障。
本智能小车将超声波测距技术和红外避障技术相结合，为现代智能化生活中，非接触特殊环境下的探测及测距、安全保护、车载倒车等提供可靠、实时有效的保障。
1.功能需求该超声波测距及红外避障小车将测距功能和避障功能相结合，在获得距离信息的基础上进行有效避障，并将距离显示在LCD1602液晶显示屏上，当距离小于一定数值时，小车将转向。
小车使用电机进行驱动，采用AT89S52单片机作为核心控制器进行有效控制。
2.系统方案设计本智能小车由超声波测距系统、温度补偿系统、摄像头传输系统、红外避障系统、WIFI系统、显示系统六部分组成。
小车的运行由AT89S52芯片作为核心控制器，测距和红外避障由超声波传感器和红外传感器进行数据采集，显示系统部分由LCD1602液晶显示屏来完成，温度传感器采集外界环境温度进行温度补偿，摄像头和WIFI模块完成画面的传输和设备的控制，如图1所示。
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目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章绪论 (2)1.1课题研究背景 (2)1.2课题研究意义 (2)第二章超声波测距原理 (4)2.1 超声波传感器介绍 (4)2.2 超声波发生器 (5)2.3压电式超声波发生器原理 (5)2.4超声波测距的基本原理 (6)第三章方案论证及选择 (8)3.1 设计的任务要求 (8)3.2 系统初步设计及可行性论证 (8)3.3 微处理器的选择 (9)3.4 显示方式的选择 (9)3.5 小车电机驱动电路的选择 (10)3.6 遥控器的选择 (10)第四章硬件电路的设计 (11)4.1控制器 (11)4.2 超声波测距模块 (13)4.3 超声波测距显示模块 (15)4.4 超声波测距报警模块 (16)4.5 小车驱动模块 (16)4.6 红外遥控接收模块 (18)第五章软件设计 (20)5.1 程序设计方案 (20)5.1.1超声波测距程序设计方案 (20)5.1.2超声波测距显示程序设计 (20)5.1.3超声波数据采集电路软件流程图 (21)5.2 控制电路程序设计 (22)5.2.1 红外接收解码设计 (22)5.2.2 小车驱动程序设计 (22)5.2.3 控制电路程序流程图 (23)结论 (24)致 (25)参考文献 (26)附录 (27)附录A：硬件原理图 (27)附录B：硬件PCB图 (29)附录C：硬件实物图 (31)附录D：部分源程序 (32)附录D1:控制源程序 (32)附录D2:超声波数据测距源程序 (37)基于超声波测距的智能小车设计摘要：本设计采用AT89S52单片机作为主控器，结合超声波测距原理，设计了红外遥控小车的测距报警系统。
该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化等特点，AT89S52单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。
超声波距离测量系统用的频率为40KHz的脉冲压力波，发射和接收的传感器有时共用一个，或者两个是分开使用的。
发射电路一般由振荡和功放两部分组成，负责向传感器输出一个有一定宽度的高压脉冲串，并由传感器转换成声能发射出去；接收放大器用于放大回声信号以便记录，同时为了使它能接收具有一定频带宽度的短脉冲信号，接收放大器要有足够的频带宽度；收、发隔离则使接收装置避开强大的发射信号；记录、控制部分启动或关闭发射电路并记录发射的瞬时及接收的瞬时，并将时差换算成距离读数并加以显示或记。
充分利用它的片资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。
利用现在最常用的电视机遥控器来控制小车的运动状态。
关键词：超声波测距 AT89S52 红外遥控The Design of Intelligent Car Based on Ultrasonic RangingAbstract：This design USES the AT89S52 SCM as the main controller, combined with ultrasonic ranging the principle, design the infrared remote control car range finder alarm system. This system USES software and hardware of the method of combining with modularization and multi-purpose, etc, of AT89S52 SCM for many control provides highly flexible and low cost solutions. Ultrasonic distance measurement system frequency used in the pulse pressure wave for 40KHz, sending and receiving sensors sometimes share one or two are used separately. Launch circuit is general by oscillation and amplifier, responsible for two parts to sensor output a certain width, and the high pressure pulse sequence by sensor convert sound energy emitted; Receiving amplifier used to amplify the echo signal so that records,m eanwhile in order to make it can accept certain band width of short pulses, receiving amplifier must have plenty of band width; Collect, hair isolation makesreceiving devices to avoid strong signal; Records, the control part on or off the launch circuit and record the launch of the instantaneous and receive the instantaneous, and will be converted to distance jet lag and it displays or remember reading. Make full use of the piece, can in less within resources under the condition of buffer circuit constitute the function is perfect ultrasonic ranging system. The most commonly used by the TV remote control now control car motions.Key words：Ultrasonic; Ranging; AT89S52; Infrared remote control引言高速度，高效率是现代工业的标志，超声波检测技术是我国重点发展和推广的新技术，其具有高精度，无损，非接触等优点。
目前，已经广泛地应用在机械制造，电子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工业领域。
此外，在材料科学，医学，生物科学等领域中也占据重要地位。
国外在提高超声波测距方面做了大量研究，国一些学者也做了相关研究。
对超声波测距精度主要取决于所测的超声波传播时间和超声波在介质中的传播速度，二者中以传播时间的精度影响较大，所以大部分文献采用降低传播时间的不确定度来提高测距精度。
目前，相位探测法和声谱轮廓分析法或二者结合起来的方法是主要的降低探测传输不确定度的方法。
随着检测技术研究的不断深入，对超声检测仪器的功能要求越来越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。
进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及带有单片机的微处理功能。
随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。
超声仪研制呈现一派繁荣景象。
利用超声波制作汽车防撞雷达可以帮助驾驶员及时了解车周围阻碍情况, 防止汽车在转弯、倒车等情况下撞伤、划伤。
硬件电路部分，单片机对外围电路的适时控制, 并提供给外围电路各种所需的信号, 包括频率振荡信号、数据处理信号和译码显示信号等, 大大简化了外围电路的设计难度。
同时更重要的是该设计方案大大节省了设计成本, 并且由于是采用软件编程技术, 所以其移植性能好, 在设计电路时可以将其它更多的功能设计进去。
第一章绪论随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。
交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车测距报警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测量方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车倒车测距报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。
超声波测距即是利用其反射特性，当车辆前进或后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用数码管及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。
1.1课题研究背景近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。
随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。
超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的畴。
超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。
正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。
随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。
一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物部、液位高度的测量等。
本设计采用40kHz超声波发射模块。
1.2课题研究意义由于超声波测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。
因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。
可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。
因此，超声波在特殊环境下有较广泛的测距应用。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，所以为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。
这样超声波测距在移动机器人的研究上就有着深远的意义。
同时基于超声波测距系统具有以上的种种优点，在汽车前进、倒车防撞测距的研制方面也得到了广泛的应用。
第二章超声波测距原理2.1 超声波传感器介绍超声波由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，而经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。