红外避障小车课程设计报告材料
红外线小车避障实训报告
一、实训目的本次实训旨在让学生了解红外线避障技术的原理，掌握红外线避障小车的制作方法，培养学生的动手能力、实践能力和创新精神。
二、实训内容1. 红外线避障原理红外线避障技术是利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，并根据距离调整小车行驶速度和方向的技术。
当红外线发射器发出的红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。
2. 红外线避障小车制作（1）材料与工具材料：红外线发射器、红外线接收器、STC89C52单片机、电机驱动模块、电源模块、车轮、支架等。
工具：万用表、焊接工具、电烙铁、线路板等。
（2）制作步骤① 设计电路图：根据红外线避障原理，设计电路图，确定各元器件的连接方式。
② 制作线路板：根据电路图，制作线路板，并进行元器件焊接。
③ 安装元器件：将红外线发射器、接收器、单片机、电机驱动模块等元器件安装在车体上。
④ 编写程序：编写单片机程序，实现红外线避障功能。
⑤ 调试与测试：调试程序，测试小车避障效果。
三、实训过程1. 学习红外线避障原理，了解红外线发射器和接收器的工作原理。
2. 根据红外线避障原理，设计电路图，确定元器件连接方式。
3. 制作线路板，进行元器件焊接。
4. 编写单片机程序，实现红外线避障功能。
5. 调试程序，测试小车避障效果。
四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，成功制作了一台红外线避障小车，小车能够根据前方障碍物的距离调整行驶速度和方向，实现避障功能。
2. 分析（1）红外线避障原理：红外线避障技术利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，当红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。
（2）电路设计：电路设计合理，元器件连接正确，程序编写正确，实现了红外线避障功能。
（3）程序调试：程序调试过程中，发现问题并及时解决，提高了小车避障效果。
五、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了红外线避障技术的原理和制作方法。
基于单片机的智能小车设计红外避障
1.3该设计的主要内容和目的
智能小车主要由由四大组成部分：红外避障部分、红外循迹部分、执行部分、CPU智能小车要实现循迹识别路线，避障后退并选择其他前进路线。该设计主要 通过对系统硬件电路的设计，软件设计和程序的编写，然后通过后期软硬件调试 达到设计目的，使其具有上述功能。
Comb ined with actual situati on compari ng scheme to desig n and choose the optimal solution. From the infrared remotecontrol, infrared trackingand
obstacle avoidanee, arein strict accordaneewith the scientificrigorous
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大
赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视 该题目的研究。可见其研究意义很大。智能小车是一个集环境感知、规划决策、
自动驾驶等功能于一体的综合系统。它集中的运用了计算机、传感器、信息。通 信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
第四章 系统软件设计.15
4.1主程序1.5
第五章总结24
附录1程序清单25
附录2硬件原理图34
附录3实物图35
第一章绪论
1.1设计的背景和意义
随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD洗衣机、汽
车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。各种智能化 小
车在市场玩具中也占一个很大的比例。根据美国玩具协会的调查统计，近年来全 球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重 却 发生了重大改变：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具 则蒸 蒸日上。美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年交2003年增长
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。
避障小车设计实验报告
福州大学至诚学院题目：避障小车设计实验报告姓名：学号： 210992044同组者：专业：电气工程及其自动化专业年级： 09级指导教师：2011年04月24日1、实验材料：MultiFLEX™2-A VR控制器；红外线接近传感器两个；红外线测距传感器一个；碰撞传感器一个；轮子四个；舵机四个；结构件若干。
（“创意之星”机器人套件）2、原理：碰撞传感器是由一个按钮开关和外围电路构成，其输出信号为数字信号。
当按钮按下时，信号输出端输出低电平；按钮被释放时，信号输出高电平。
可以充当开关使用。
红外接近传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
当红外线传感器遇到障碍时，信号输出端输出低电平，没有障碍时，信号输出端输出高电平，从而实现小车的避障功能。
红外线测距传感器GP2D12主要是由红外发射器、PSD（位置敏感检测装置）及相关处理电路构成，红外发射器发射一束红外光线，红外光线遇到障碍物被反射回来，通过透镜投射到PSD上，投射点和PSD的中心位置存在偏差值a，GP2D12根据下图所示的a、b、α三个值就可以计算出H的值，并输出相应电平的模拟电压。
利用此功能来实现小车判断前方是否有坑的功能。
3、小车的功能介绍：（1）按下碰撞传感器按钮，小车停止运动，再次按，小车继续运动；（2）检测前方是否有障碍，有则避之；（3）检测前方是否有坑，有则避之；（4）在一个由两堵墙构成的死角，通过左右避障次数的累计绕出死角。
4、步骤：（1）熟悉机器人零件及其应用；（2）搭建小车，调试舵机及其编号；（3）编程——编译——下载程序；（4）检验程序结果，对小车进行调试，并对程序进一步改进。
5、机器人逻辑判断流程：6、总结及心得体会：（1）在对模块化机器人的组装调整中，我们熟悉了各种结构件的使用技巧，为设计更复杂的构型打好了基础；（2）通过“避障小车”的设计实验，我们走过了一个工程设计的简要流程，从需求分析到整体方案设计，再到设备选型和细节设计，最终完成样机调试，且这方法在工程实践中具有一定的通用性；（3）熟悉了用控制器联机调试舵机工作状态编号及其部分传感器的使用。
红外避障小车实验
红外避障小车实验报告一、实验简介在本实验中，我们在“创意之星”模块化学习套件所提供的机械构件基础上，组装出四轮驱动式小车结构。
利用机器人的控制器和系统程序，通过多传感器融合技术结合逻辑判断算法对智能小车的运行状态进行实时调控，最终实现自主探路、判断及选择正确的行进路线功能，完成自主躲避障碍物的任务。
二、实验目的（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。
（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。
（3）通过 NorthStar 的流程图功能，实现简单的逻辑控制（4）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能（5）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。
三、实验器材计算机（ 1 台）；标准版控制器（ 1 个）；红外接近传感器（ 2 个）；红外测距传感器（ 1 个）；直流电源（ 1 个）；充电器（ 1 个）；数字舵机（ 4 个）；多功能调试器（ 1 个）；轮子（ 4 个）；螺丝刀（ 1 个）； KD （ 4 个）； L3-1 （ 4 个）； U3H （ 5 个）；I7 （ 1 个）；螺丝和垫片（若干）四、实验原理利用红外传感器，其优点是对近距离的障碍物反应速度灵敏，不同方位的传感器之间信号不会相互干扰，最终选择红外传感器作为小车的眼睛，进行避障。
由于本次实验小车轮子没有实现转弯功能，所以通过设定左右两组轮子的不同前进速度来实现转弯功能。
当向右转时，左侧轮子的速度要比右侧轮子的前进速度快，反之实现左转功能，此设计需小心谨慎，防止出现轮子不同步，无法实现转弯功能。
五、实验内容（ 1 ）搭建智能小车，掌握基本构型的组装方法，主要包括舵机和轮子的连接、传感器的安装以及舵机和传感器的接线（ 2 ）通过编程控制智能小车的前进、后退、变速以及转向（ 3 ）将控制策略的流程图用真正的程序语言实现，并下载到控制器上，实现智能小车自主躲避障碍物的功能六、程序设计1.程序流程图当前方没有障碍物的的时候车就一直直走。
避障小车制作讲解
智能避障小车实验报告与总结学院：机电工程学院专业年级：09级电气工程及其自动化队员姓名：智能避障小车实验报告与总结摘要：本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。
“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。
从而实现小汽车的自动避障。
关键词：单片机红外线传感器避障小车一、设计任务与要求小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。
二、方案设计与论证本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。
“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。
从而实现小汽车的自动避障。
电路原理简单，结构明了。
如图为整个系统的框图。
根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。
各模块分述如下：1、小车车体在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买车身。
方案二：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。
减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。
而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。
但这种方法费时费力且成本较高。
方案二：购买半成品小车底盘改装，此种方案方便简洁而且价格低廉，小车各个机械部分安装完整，只需稍加改装就可以使用。
而且我们主要是目的是小车控制系统的设计，因此我们采取该方案。
2、主控板小车的主控系统，即小车的大脑，我们采用了STC89C52单片机制作的最小系统。
3、避障模块避障方案选择，方案一：采用超声波避障。
红外小车避碍实验报告
车辆工程实验报告实验名称：基于Arduino的循迹小车设计姓名：邓玉兵学号：13102000指导老师：宋宇日期：2016/11/27摘要:本设计基于Arduino平台,运用红外发射检测模块让小车实现黑线循迹的功能。
黑色易吸收红外线，白色反射红外线，红外线接收管对反射回来信号进行解调,使电频发生变化。
由此，平台不断控制电机的转动情况，从而使小车沿黑线行驶。
循迹小车是Arduino单片机的一种典型应用。
设计采用Arduino单片机作为小车的控制核心，采用红外传感器作为小车的检测模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被ardiuno单片机识别的数字信号；采用H桥控制直流电机。
其中软件系统采用C程序。
关键词：Arduino红外发射检测避障驱动模块一，实验目的：熟悉arduino单片机和红外传感器,驱动模块等硬件的运用，制作基于arduino的巡线小车。
二，实验器材1、小车底盘+电机+联轴器+轮子+万向轮2、巡线传感器+arduino主控器+电机驱动板+传感器扩板3、尼龙柱+螺丝+螺母+杜邦线4、供电电池(两节3.7V 单节容量2600mah)三，实验过程1,组装小车:先将电机车轮,电池盒装入底盘,再将主板,传感器,驱动电桥,红外检测模块装上,最后由小车原理图将相关元器件用插线连接起来.小车原理图2,对驱动电桥,电机,传感器等电路模块进行硬件测试,硬件测试成功后才能进行下一步3,将编写好的程序导入至单片机4,调试小车,在有黑线的路面上进行实际测试,小车最终完成图如下:小车完成图四，实验现象红外检测模块信号灯不断闪烁,小车轻微左右摇摆,并不断沿黑线行驶.五，结论红外检测模块信号灯不断闪烁,说明红外传感器可以感知黑线位置.小车沿黑线行驶,说明单片机可以根据导入的程序和红外传感器信号不断地控制电机的转动,进而控制小车运动状态,从而使小车不断地沿黑线行驶.说明所设计的方案可以完成设计要求.六,感悟经过努力《基于Arduino的循迹小车设计》设计终于接近尾声。
红外避障小车课程设计
红外避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解红外避障小车的基本工作原理，掌握红外传感器的作用和使用方法。
2. 学生能描述小车电机驱动的基本原理，了解电机控制与速度调节的相关知识。
3. 学生了解并掌握小车整体电路的连接和调试方法。
技能目标：1. 学生能够独立完成红外避障小车的组装和调试，提高动手实践能力。
2. 学生能够运用编程思维，设计并实现小车的避障功能，培养编程与解决问题的能力。
3. 学生能够通过团队合作，共同完成任务，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对科学技术的兴趣和求知欲，提高创新意识。
2. 学生在动手实践过程中，培养耐心、细心的品质，增强克服困难的自信心。
3. 学生在团队合作中，学会尊重他人，培养集体荣誉感和社会责任感。
课程性质：本课程为实践性课程，强调理论知识与实际操作的相结合，注重培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
学生特点：本课程面向初中年级学生，学生对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但需加强对理论知识的学习和运用。
教学要求：结合学生特点，教师应采用启发式教学，引导学生主动探究，注重培养学生的自主学习能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化的指导和支持。
通过课程学习，使学生能够达到上述设定的课程目标，实现知识、技能和情感态度价值观的全面发展。
二、教学内容1. 红外传感器原理与应用：讲解红外传感器的工作原理，引导学生学习传感器在避障小车中的作用，结合教材相关章节，分析传感器电路连接及调试方法。
2. 电机驱动原理：介绍小车电机驱动的基本原理，包括电机的工作原理、控制方法及速度调节，结合教材内容，让学生了解并掌握电机驱动电路的设计与连接。
3. 小车组装与调试：指导学生根据教材相关章节，进行红外避障小车的组装，学习电路连接、传感器安装、电机驱动等步骤，并进行调试。
4. 编程与避障功能实现：教授编程基础知识，引导学生设计并实现小车的避障功能，结合教材内容，让学生掌握编程思维和解决问题的方法。
避让小车实验报告
一、实验目的1. 了解避让小车的工作原理和基本构造。
2. 掌握避让小车的基本编程方法。
3. 通过实验，提高对小车避让技术的实际操作能力。
二、实验原理避让小车实验是一种利用传感器检测障碍物并使小车自动避让的实验。
实验中，小车通过安装在前方的红外传感器来检测前方是否有障碍物。
当检测到障碍物时，小车会自动减速并改变行驶方向，从而避开障碍物。
三、实验器材1. 小车一个2. 红外传感器一个3. 电池组一套4. 电阻一个5. 连接线若干6. 编程软件（如Arduino IDE）四、实验步骤1. 准备工作（1）将红外传感器连接到小车的控制板上，确保连接牢固。
（2）将电池组与小车的控制板连接，确保电源供应正常。
（3）打开编程软件，编写避让小车程序。
2. 编写程序（1）初始化红外传感器和电机控制端口。
（2）设置红外传感器的阈值，当检测到障碍物时，返回高电平信号。
（3）编写控制程序，当红外传感器检测到障碍物时，小车减速并改变行驶方向，避开障碍物。
（4）编译并上传程序到小车控制板。
3. 实验操作（1）将小车放置在实验平台上，确保小车平稳。
（2）启动小车，观察小车是否能够成功避开障碍物。
（3）调整红外传感器的阈值和位置，优化小车避让性能。
（4）多次重复实验，记录实验数据。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过多次实验，发现小车在检测到障碍物时能够成功减速并改变行驶方向，避开障碍物。
实验结果表明，避让小车程序运行稳定，避让效果良好。
2. 实验分析（1）红外传感器检测精度对避让效果有较大影响。
实验中发现，当红外传感器检测精度较高时，小车避让效果更佳。
（2）小车避让性能与传感器位置有关。
通过调整传感器位置，可以优化小车避让性能。
（3）实验过程中，小车在高速行驶时，避让效果较差。
因此，在实际应用中，需要适当降低小车行驶速度，提高避让成功率。
六、实验总结通过本次避让小车实验，我们了解了避让小车的工作原理和基本构造，掌握了避让小车的基本编程方法。
红外循迹小车实验报告
一、实验目的1. 熟悉红外循迹传感器的工作原理和特点；2. 掌握红外循迹小车的搭建方法；3. 理解红外循迹小车的工作原理；4. 通过实验验证红外循迹小车的性能。
二、实验原理红外循迹小车是一种利用红外传感器检测地面颜色变化来实现循迹的小车。
红外循迹传感器主要由红外发射管和红外接收管组成。
当红外发射管发射的红外线照射到地面时，如果地面是黑色，红外线会被吸收，传感器接收到的光强会减弱；如果地面是白色，红外线会被反射，传感器接收到的光强会增强。
通过检测红外接收管接收到的光强变化，可以判断地面颜色，从而实现循迹功能。
三、实验器材1. 红外循迹传感器模块；2. 51单片机；3. 步进电机驱动模块；4. 电池；5. 电机；6. 连接线；7. 平面黑线；8. 平面白线；9. 实验平台。
四、实验步骤1. 搭建红外循迹小车电路：将红外循迹传感器模块、51单片机、步进电机驱动模块、电池、电机等连接起来，确保电路连接正确。
2. 编写程序：编写51单片机程序，实现对红外循迹传感器数据的读取、处理和电机驱动的控制。
3. 调试程序：将编写好的程序烧录到51单片机中，调试程序，确保小车能够按照预期循迹。
4. 实验验证：将小车放置在实验平台上，将地面铺设成黑线和白线交替的模式，观察小车是否能够按照黑线行驶。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车能够按照地面上的黑线行驶，实现循迹功能。
2. 实验分析：（1）红外循迹传感器模块在接收到的光强变化时，会产生高低电平信号，通过读取这些信号，可以判断地面颜色；（2）51单片机根据红外循迹传感器模块的信号，计算出小车与黑线的距离，从而控制步进电机驱动模块，使小车按照黑线行驶；（3）在实验过程中，发现红外循迹小车的循迹性能与地面材质、光线等因素有关，需要根据实际情况调整红外循迹传感器模块的安装角度和距离。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了红外循迹传感器的工作原理和特点，掌握了红外循迹小车的搭建方法，并验证了红外循迹小车的性能。
基于单片机的红外遥控智能小车设计报告
基于单片机的红外遥控智能小车设计报告毕业设计（论文）题目：基于单片机的红外遥控智能小车西安邮电学院毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术专业光电信息工程题目基于单片机的红外遥控智能小车任务与要求任务：以51单片机为控制核心，实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。
要求：1 搜集资料，熟悉单片机开发流程；熟悉红外传感器等相关器件；掌握单片机接口和外围电路应用；具备一定的单片机开发经验。
2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用；3 具备一定的硬件调试技能。
4 学会查阅资料；5 学会撰写科技论文。
开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月27日主管院长(签字) 年月日西安邮电学院毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名赵美英指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术专业光电信息工程题目基于单片机的红外遥控智能小车工作进程主要参考书目（资料）1、何立民，单片机应用系统设计,北京：航天航空大学出版社；2、李广弟，单片机基础,北京：北京航空航天大学出版社,2001；3、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，北京航空航天大学出版社，1990.01；4、赵负图，传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004；5、Atmel.AT89S51数据手册.主要仪器设备及材料1．普通计算机一台，单片机开发环境；2．电路安装与调试用相关仪器和工具。
（如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等）。
论文（设计）过程中教师的指导安排每周四进行交流与总结；其余时间灵活安排，及时解决学生问题。
对计划的说明依学生实际情况，适当调整工作进度。
西安邮电学院毕业设计(论文)开题报告电子工程学院光电子技术系（部）光电信息工程专业2006 级光电0601班课题名称：基于单片机的红外遥控智能小车学生姓名：赵美英学号：05064028指导教师：崔利平报告日期： 2010年3月25日说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
红外循迹避障小车实习报告
实习报告：基于STM32单片机的红外循迹避障小车一、实习背景随着科技的不断发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。
为了提高机器人的智能化水平，各种传感器被集成到机器人系统中，以实现其自动行走和驾驶功能。
本次实习，我们选择了基于STM32单片机的红外循迹避障小车作为实践项目，以锻炼我们的动手能力和理论知识。
二、实习目标1. 学习STM32单片机的硬件结构和编程方法。
2. 了解红外传感器在机器人中的应用，掌握其工作原理。
3. 实现小车的红外循迹和避障功能，提高小车的智能化水平。
4. 培养动手实践能力和团队协作精神。
三、实习内容1. 硬件设计本次实习的小车采用STM32F103单片机作为控制核心，搭配红外传感器、电机驱动模块、电源电路等组成。
红外传感器用于检测地面上的黑线，实现循迹功能；电机驱动模块用于控制小车的运动；电源电路为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件编程在Keil uVision环境下，使用C语言编写程序，实现以下功能：（1）初始化配置：配置GPIO引脚为输入模式，并启用外部中断。
（2）红外循迹功能实现：通过读取GPIO引脚的状态来判断当前的线路颜色，并控制电机使小车沿着黑线行驶。
（3）红外避障功能实现：当检测到前方有障碍物时，小车需要停下来或者改变方向。
（4）主循环：在主循环中不断调用循迹和避障功能，并控制电机。
四、实习过程1. 硬件连接首先，将红外传感器固定在小车的左右两侧，用于检测地面上的黑线。
然后，将红外传感器与STM32单片机相连，实现信号的传输。
最后，连接电机驱动模块，控制小车的运动。
2. 程序编写根据红外传感器的工作原理，编写程序实现红外循迹和避障功能。
在程序中，设置一个定时器，用于周期性地读取红外传感器的状态。
当红外传感器检测到黑线时，发送信号给STM32单片机，由单片机控制电机使小车沿着黑线行驶。
当检测到障碍物时，单片机控制电机使小车停止或者改变方向。
3. 调试与优化在实际运行过程中，发现小车在遇到障碍物时，避障效果不佳。
红外线智能避障小车报告
红外线智能避障小车作者：陈栋展，韦冰江，熊涛，于泳一、方案设计与论证：方案一：原理功能简要描述：运用逻辑电路来完成电路，通过对红外线探测到物体所发出回的信号用逻辑电路进行处理，控制电机，使小车能够转向，避开障碍物。
通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进可行性分析：通过数字逻辑门与H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。
反映速度非常快，稳定性很高，成本相对较低，开发周期和所消耗精力都比较小。
但是由于这个方案一旦完成，便不容易更改，若更改的话，后期的投入相对会变大，灵活性较差，对于小车功能的拓展有很大的局限性。
而且不易实现功能稍微强大的拓展。
方案二：原理功能简要描述：运用89S51搭建控制电路，把红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的检测和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。
通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。
可行性分析：通过微控制芯片51对数据进行处理，处理速度远远满足小车的运行和避障的需求。
稳定性较高。
成本相对较大，开发周期较长，消耗精力较多。
但是方案灵活性较强，即使成品完成，也可以通过编写不同的程序，增加模块来增加小车的功能。
综上所述，我们选择方案二，以便以后小车功能的拓展。
二、系统原理框图：三、主要电路设计：电源：电源采用24V直流稳压电源（战车争霸留下的，所以拿来直接用了）。
通过LM7812稳压，供给电动机驱动电压。
用LM7805给单片机供电，电源模块原理图如下：小电容消除快速的电源波形抖动，大电容消除慢速的。
检测模块：检测物体模块由三个E3F-DS30C4红外线传感器检测信号的。
分别检测小车的左边，右边以及，中间位置是否有物体。
并将输出结果接于51的定时器中断端口上去。
只打开外部中断INT0,当任意一个管脚检测到有物体可能妨碍小车运行的时候，通过74LS10三与非门电路检测做出反应。
输出低，运行外部中断INT0中的程序。
测速模块：根据通过在某一个车轮上打一个孔，E3F-DS30C4红外线传感器发射光能够穿过小孔，在小车运行时，没转一圈会产生一个低脉冲，用计数器中断接口检测并计数。
红外避障无线遥控小车课程设计安排
则同相比例运算电路的电压放大倍数为
Auf= =1+ （2.1.11）
由于引入了电压串联负反馈，因此能够提高输入电阻，且提高程度与负反馈深度有关。在理想运放条件下，即认为Aod→∞，Rid→∞，则同相比例运算电路的输入电阻Rif→∞。可见，同相比例运算电路的输入电阻高。
3.差分比例运算电路
=(1+ ) u02- u01
= · u02- u01
= u02- u01
=(u02-u01) （2.2.6）
所以AU2= =- （2.2.7）
因此，该放大电路总的电压放大倍数为
AU= = · = - (1+ )（2.2.8）
图9所示电路的总增益AV为两级增益之积，即为：
AV=（1+2R1/R3）·R6/R2（2.2.9）
(1)画出红外避障小车控制电路图，分析电路工作原理。
(2)画出PCB板图，制作PCB板。
3、焊接与调试（30分）
(1)领件、质量检测、焊接。
（2）小车能被遥控，可以前进、倒退、左转弯、右转弯。
（3）遇到障碍物可自动避开。
4、设计报告20分。
5、答辩10分。
四、进度安排
周次
活动内容
第一周
周一
实训任务安排，各模块工作原理
（1）前置放大电路对信噪比具有改善作用，因电路对差模信号具有较大的放大作用，其增益远大于共模分量（噪声）；
（2）决定差模放大的电阻R1、R3和R4对共模抑制比没有影响，但R1和R4的失配会造成差模增益失配，为此，R1、R3和R4的精度应为1%，一般选用金属膜电阻或线电阻，以便得到最佳稳定性；
（3）该前置放大级对共模输入信号（相当噪声或温漂）没有放大作用，即对温漂信号或噪声没有放大作用，因而其输入漂移或噪声较小。
单片机课程设计-红外避障小车模板
红外避障小车任务：利用单片机、红外实现避障，要求具有下述功能：1.小车前进可以避开（前、左、右）20cm的障碍物；2.实现下车前进时，不碰障碍物；3.具有声音播报功能。
引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A/D转换器、D/A转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。
这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能小车。
发挥：1.利用超声波测距2.红外寻迹可以控制小车行走的路迹3.红外发射接收器，用遥控来控制小车的行走方向工作日程安排：序号毕业设计各阶段的名称日期1 设计单片机外部接线图，以及其它相关电路连接。
09.11.23-09.11.242 设计单片机程序，驱动电路的程序及注解。
09.11.25-09.11.283 编制设计的元件明细表09.11.29-09.11.294 编制电路元件明细表09.11.29-09.11.305 编写操作原理说明09.11.31-09-11.316 编写在实验室进行硬件和软件的调试以及所需的补充资料10.1.1-10.1.37 在创新实验室做模拟调试10.1.4-10.1.68 编写摘要10.1.7-10.1.79 将设计资料装订成册，交给指导教师，准备答辩10.1.10摘要针对题目的要求，我们设计了一款简易的红外避障小车。
该电路设计分别以驱动模块，单片机控制显示模块组成。
为了达到题目的要求，我们以ATMEGA16-L为核心控制器件，以LM298驱动电机控制系统和红外监测系统设计而成。
关键词：ATMEGA16-L;红外避障检测电路；驱动电路。
整体构思：一.模块方案比较1.壁障模块在壁障模块中，可以选择超声波壁障。
其优点是反应速度灵敏，距离远，受外界干扰小。
(新)红外避障小车课程设计报告
前言---------------------------------------------------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。
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。
本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。
目录前言------------------------------------------------------------------------------1目录------------------------------------------------------------------------------2摘要------------------------------------------------------------------------------3功能概述------------------------------------------------------------------------3硬件设计------------------------------------------------------------------------3 避障电路------------------------------------------------------------------------4单片机电路---------------------------------------------------------------------7电机转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------231.【摘要】:本文提出一种智能避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物信息，采用AT89S51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用后轮驱动，两轮各用一个直流电机控制，避障用的传感器采用红外漫反射式传感器。
课程设计 避障小车 制作指导书
制作类电子类课程设计一、课程设计目的本课程为电子信息工程，电子技术专业的必修课程。
是《模拟电子技术》和，《数字电子技术》课程结束后的一次大型实践教学环节。
本课程的任务是使学生通过理论设计和实施设计方案相结合的方法，进一步加深对理论知识的理解、增强学生对已学过的理论知识和常用模拟电子器件应用的能力，提高学生动脑动手、分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识和提高学生的工程素质。
二、课程设计内容1、课题名称课题1：设计并制作红外避障小车课题2：设计并制作模拟电子温度计2、设计内容课题1：制作红外避障小车(1)弄清各单元电路的工作原理。
(2) 画出红外避障小车的总体电路图，分析电路工作原理。
(3) 画出PCB板图，制作PCB板。
(4)焊接、调试，小车能被遥控，可以前进、倒退、左转弯、右转弯，遇到障碍物可自动避开。
课题2：设计并制作模拟电子温度计(1)设计一个模拟电子温度计, 绘出原理图，说明电路工作原理。
(2)利用仿真软件对设计电路进行调试仿真。
(3)画出PCB板图，制作PCB板。
(4)焊接、调试。
(5)要求测温范围为0℃-100℃度，误差不大于1℃三、红外避障小车各模块工作原理简介红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射。
波长为0.75～1000μm红外线的物理性质：热效应一切物体都在不停的辐射红外线。
物体的温度越高，辐射的红外线就越多。
红外线照射到物体上最明显的效果就是产生热。
冬天烤火，就是因为有大量的红外线从炉子里射到人身上，才能让我们感觉到热乎乎的。
arduino红外避障小车课程设计报告
arduino红外避障小车课程设计报告一、设计简介红外避障小车是一款利用红外传感器避开障碍物的智能小车。
通过在车身前方安装红外传感器，当小车遇到障碍物时，传感器能够检测到障碍物并发送信号给控制器，控制器根据接收到的信号调整小车的运动状态，实现自动避障。
二、系统构成1.控制器：采用Arduino控制器，通过编程实现小车的运动控制和红外避障功能。
2.红外传感器：选用光电传感器，能够检测到前方障碍物并发送信号给控制器。
3.电机驱动器：采用L293D或L298N电机驱动器，驱动小车前进、后退、左转和右转。
4.电池：为整个系统提供电源。
三、硬件搭建1.将控制器、红外传感器、电机驱动器和电池按照电路图正确连接。
2.将红外传感器固定在小车前方适当位置，确保能够检测到前方障碍物。
3.将电池固定在小车底部，保证电源供应稳定。
四、软件编程1.导入Arduino开发环境，编写程序实现小车的运动控制和红外避障功能。
2.编写程序控制电机驱动器，实现小车的运动控制。
3.编写程序读取红外传感器的信号，根据传感器信号调整小车的运动状态。
4.调试程序，确保小车能够正常运行并实现红外避障功能。
五、测试与验证1.在不同环境下测试小车的避障功能，包括直线、曲线、障碍物大小和距离等。
2.观察小车的运动状态，检查是否存在异常情况。
3.测试小车的响应速度和稳定性，确保其性能达到预期要求。
4.在实际应用中进行测试，验证小车的实用性和可靠性。
六、总结与展望本设计实现了一款基于Arduino控制器的红外避障小车，通过编程实现了小车的运动控制和避障功能。
测试结果表明，小车的性能稳定可靠，具有较好的实用性和市场前景。
未来可以进一步完善小车的功能，如增加无线遥控、自动导航等，提高其智能化程度和应用范围。
红外避障小车课程设计报告
前言之迟辟智美创作---------------------------------------------------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.红外的典范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需要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能.智能避障是基于红外传感系统，采纳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.本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以到达其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计.目录前言 ------------------------------------------------------------------------------1目录 ------------------------------------------------------------------------------2摘要------------------------------------------------------------------------------3功能概述------------------------------------------------------------------------3硬件设计 ------------------------------------------------------------------------3避障电路 ------------------------------------------------------------------------4单片机电路---------------------------------------------------------------------7机电转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8机电驱动电路---------------------------------------------------------------9主法式设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------231.【摘要】:本文提出一种智能避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物信息，采纳AT89S51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采纳后轮驱动，两轮各用一个直流机电控制，避障用的传感器采纳红外漫反射式传感器.【关键词】:避障光电开关差分控制 LCD2. 功能概述智能小车采纳前轮驱动，前轮左右两边各用一个机电驱动，分别控制两个轮子的转动从而到达转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用.将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主控芯片控制右轮机电停止左轮转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮机电停止转动，车向左方转向，以后面有障碍物时规定车右转.于此同时测定速度并显示，在避障小车前进的同时从LCD点阵液晶显示器上显示小车那时速度.在小车左转或右转时在显示器上显示出左或右.3．硬件设计如下图所示，是本次设计智能小车的电路框图.以AT89S51为电路的中央处置器，来处置传感器收集来的数据，处置完毕之后以便去控制机电驱动电路来驱念头电.电源部份是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作.4. 避障电路（1）障碍物探测方案的选择方案一：脉冲调制的反射式红外线发射接受器.由于采纳该有交流分量的调制信号，则可年夜幅度减少外界干扰；另外红外线接受官的最年夜工作电流取决于平均电流.如果采纳占空比小的调制信号，再品均电流不变的情况下，顺势电流很年夜（50—100mA），则年夜年夜提高了信噪比.而且其反应灵敏，外围电路也很简单.它的优点是消除外界光线的干扰提高了灵敏度.方案二：采纳超声波传感器，如果传感器接收到反射的超声波，则通知单片机前方有障碍物，如则通知单片机可以向前行驶.市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理.这样不单能准确完成丈量，而且能防止电路的复杂性由以上两种方案比力可知.方案二要比如案一优势年夜，市场上很多红外观点探头也都基于这个原理.其电路简单，工作可靠，性能比力稳定.从而防止了电路的复杂性，因此我先用方案二作为小车的监测系统.避障电路采纳漫反射式光电开关进行避障.光电开关是集发射头和接收头于一体的检测开关，其工作原理是根据发射头发出的光束，被障碍物反射，接收头据此做出判断是否有障碍物.当有光线反射回来时，输出低电平；当没有光线反射回来时，输出高电平.单片机根据接收头电平的高低做出相应控制，防止小车碰到障碍物，由于接收管输出TTL电平，有利于单片机对信号的处置.光电开关工作原理：光电开关是通过把光强度的变动转换成电信号的变动来实现控制的. 光电开关在一般情况下，有三部份构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路.避障电路如下：避障电路功能表：注解（“0”暗示有障碍物；“1”暗示无障碍物）4. 单片机电路本设计的主控芯片选择AT89S51，负责检测传感器的状态并向机电驱动电路发出举措命令.复位电路采纳手动复位.单片机电路如下：5. 机电转速控制电路由555时基电路构成多谐振荡器提供一个 PWM信号，通过控制该信号的占空比来实现机电调速.阻容元件的取值初步定为图中所示.多谐振荡器如下：其中占空比：q=(R1+Rx1)/(R1+R2+Rx)周期：T=(R1+R2+Rx)Cln26. 电源电路本系统所有芯片都需要+5V的工作电压，而干电池只能提供的电压为1．5V的倍数的电压，而且随着使用时间的延长，其电压会逐渐下降，则需要LM7805稳压芯片.L7805能提供300至500mA的电流，足以满足芯片供电的要求.虽然微处置器和微控制器不需要支持电路，功耗也很低，但必需要加以考虑.电源电路拟定为：市场上用很多种类的小电压直流电念头，很方便的选择到.主要有普通电念头、和步进电念头.方案一：采纳步进机电，步进电念头的一个显著的特点就是具有快速启动和停止能力，能够到达我们所要求的标准.如果负荷不超越步进机电所能提供的静态转矩值，就能够立即是步进机电启动或反转.其转换灵敏度比力高.正转、反转控制灵活.可是步进机电的价格比力昂贵，对我们的现状相差太远.方案二：采纳普通的直流机电.直流机电具有优良的调速特性，调速平滑、方便.调整范围广；过载能力强，能接受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转.能满足各种不容的特殊运行要求.由于普通直流机电价格适宜，更易于购买，而且电路相对简单，因此采纳直流机电作为动力源本设计采纳差分放年夜驱动使机电正反转从而做到前进，左转右转.采纳四个年夜功率晶体管组成H桥式电路，四个年夜功率晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制使之工作在开关状态，进而控制机电的运行.该控制电路由于四个年夜功率晶体管只工作在饱和与截止状态下，效率非常高，而且年夜功率晶体管开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采纳的电路.采纳与门对两机电进行选择控制，从而实现前进、左转、右转.驱动电路原路框图如下：电路图如下：注释：将圆盘12等分半径2CM，周长4*pi .用法式设定1S内收集到的脉冲数可以转化为速度.单元时间内前进距离为S ,则：速度V年夜小为S .驱动状态表：注解：（“0”代表低电平“1”代表高电平）8.主法式流程图源法式：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV P2,#0FFHMOV P1,#1FH ;前进MOV TMOD,#10HMOV R1,#0C8HSETB TR1TIME:MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HJNB TF1,$DJNZ R1,TIMECLR TR1MOV R7, #00H ;脉冲个数MOV R1, #64HMOV TMOD, #10HSETB TR1LOOP6: MOV TH1, #08HMOV TL0, #0F0HNEXT: MOV C, 0JB TF1, LOOP7 ;判断TF1是否溢出JNC LOOP6 ;判断C是否为1INC R7 ;1S内呈现的脉冲个数JB TF1, LOOP7SJMP NEXTLOOP7: DJNZ R1, LOOP6CLR TR1CLR CMOV A,R7 ;脉冲个数乘以2ADDC A,R7MOV R7,AMOV A, #01H ;一个码格的弧长MOV B, R7MUL AB ;计算总弧长DA A ;十进制调整MOV R5, AMOV A, B ;B的值给AJNC LOOP8 ;判断十进制调整是CY有没有被置1INC ACLR CLOOP8: DA A ;十进制调整MOV R6, AJNC LOOP9INC 70H ;十进制调整如果CY被置1，70H赋值1 CLR CLOOP9: MOV A, R6 ;解释R6，R5分别暗示总长的高位和低位ANL A, #0F0H ;取R6的高四位，赋给71HSWAP AMOV 71H, AMOV A, R6ANL A, #0FH ;取R6的低四位，赋给72HMOV 72H, AMOV A, R5ANL A, #0F0H ;取R5的高四位，赋给73HSWAP AMOV 73H, AMOV A, R5ANL A, #0FH ;取R5的低四位，赋给74HMOV 73H, A/******显示前进******/ MOV SP, #50HACALL INITMOV A, 10000000B ACALL WC51RMOV A, "G"ACALL WC51DDRMOV A, "0"ACALL WC51DDRMOV A, " "ACALL WC51DDRMOV A, "A"ACALL WC51DDRMOV A, "H"ACALL WC51DDRMOV A, "E"ACALL WC51DDRMOV A, "A"ACALL WC51DDRMOV A, "D"ACALL WC51DDRMOV A, 11000101BACALL WC51RMOV A, 70HACALL WC51DDRMOV A, 71HACALL WC51DDRMOV A, 72HACALL WC51DDRMOV A, "."ACALL WC51DDRMOV A, 73HACALL WC51DDRMOV A, 74HACALL WC51DDRMOV P1,#0FH ;停车 LCALL LOOP2MOV P1,#32H ;右转 LCALL RIGHTLJMP LOOP4MOV P1,#0FH ;停车 LCALL LOOP2MOV P1,#31H ;左转 LCALL LEFTNEXT1:LJMP MAIN/*****停车按时*****/LOOP2:MOV TMOD,#10HMOV R0,#64HSETB TR1LOOP3:MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HJNB TF1,$DJNZ R0,LOOP3CLR TR1RET/*****转向按时*****/LOOP4:MOV TMOD,#10HMOV R1,#0C8HSETB TR1LOOP5:MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HJNB TF1,$DJNZ R1,LOOP5CLR TR1MOV P1,#1FH ;前进/*****显示左转*****/ LEFT: MOV SP, #50H ACALL INITMOV A, 10000000B ACALL WC51RMOV A, "L"ACALL WC51DDRMOV A, "E"ACALL WC51DDRMOV A, "F"ACALL WC51DDRMOV A, "T"ACALL WC51DDRRET/*****显示右转*****/ RIGHT: MOV SP, #50H ACALL INITMOV A, 10000000B ACALL WC51RMOV A, "R"ACALL WC51DDRMOV A, "I"ACALL WC51DDRMOV A, "G"ACALL WC51DDRMOV A, "H"ACALL WC51DDRMOV A, "T"ACALL WC51DDRRET/***********初始化子法式***********/INIT: MOV A, #00000001H ;清屏ACALL WC51RMOV A, #00111000B ;使用8位数据LCALL WC51RMOV A, #00000110B ;字符不动，光标自动右移一格 LCALL WC51R/*****检查忙子法式*****/F_BUSY:PUSH ACC ;呵护现场PUSH DPHPUSH DPLPUSH PSWWAIT: CLR RSSETB RWCLR ESETB EMOV A, P1CLR EJB ACC.7,WAIT ;忙，等候POP PSW ;不忙，恢复现场 POP DPLPOP DPHPOP ACCACALL DELAYRET/*****写入命令子法式*****/WC51R: ACALL F_BUSYCLR ECLR RSCLR RWSETB EMOV P1, ACCCLR EACALL DELAYRET/*****写入数据子法式*****/WC51DDR:ACALL F_BUSYCLR ESETB RSCLR RWSETB EMOV P1, ACCCLR EACALL DELAYRET/*****延时子法式*****/DELAY: MOV R6, #5D1: MOV R7, #248DJNZ R7, $DJNZ R6, D1RETEND9.小结本文提出了一种经济实用的智能小车设计方法，给出了从硬件电路设计到软件设计的一系列步伐.采纳了直流机电作为执行元件，E3F系列光电开关作为检测元件，AT89S51单片机作为主控芯片，完成了小车避障功能的实现.与此同时应用LCD显示状态，本设计不单对了解单片机的结构、电路设计及控制功能有一定的帮手，还有益于诱发学习单片机的兴趣.参考文献【1】李朝青．单片微机原理及接口技术（第三版）. [M]北京航空航天年夜学出书社【2】阎石. 数字电子技术基础（清华年夜学电子学教研组编第五版）高等教育出书社【3】康华光. 电子技术基础（第五版）高等教育出书社【4】《无线电》2009年第2期宋泽清关于灵活避障快速循迹【5】杨加国单片机原理与应用及C51法式设计清华年夜学出书社。
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标准文案前言---------------------------------------------------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。
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。
本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。
目录前言------------------------------------------------------------------------------1目录------------------------------------------------------------------------------2摘要------------------------------------------------------------------------------3功能概述------------------------------------------------------------------------3硬件设计------------------------------------------------------------------------3 避障电路------------------------------------------------------------------------4单片机电路---------------------------------------------------------------------7 电机转速控制电路------------------------------------------------------------7 电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------231.【摘要】:本文提出一种智能避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物信息，采用AT89S51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用后轮驱动，两轮各用一个直流电机控制，避障用的传感器采用红外漫反射式传感器。
【关键词】: 避障光电开关差分控制LCD2. 功能概述智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。
将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主控芯片控制右轮电机停止左轮转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机停止转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规定车右转。
于此同时测定速度并显示，在避障小车前进的同时从LCD点阵液晶显示器上显示小车当时速度。
在小车左转或右转时在显示器上显示出左或右。
3．硬件设计如下图所示，是本次设计智能小车的电路框图。
以AT89S51为电路的中央处理器，来处理传感器采集来的数据，处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。
电源部分是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。
4. 避障电路（1）障碍物探测方案的选择方案一：脉冲调制的反射式红外线发射接受器。
由于采用该有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰；另外红外线接受官的最大工作电流取决于平均电流。
如果采用占空比小的调制信号，再品均电流不变的情况下，顺势电流很大（50—100mA），则大大提高了信噪比。
并且其反应灵敏，外围电路也很简单。
它的优点是消除了外界光线的干扰提高了灵敏度。
方案二：采用超声波传感器，如果传感器接收到反射的超声波，则通知单片机前方有障碍物，如则通知单片机可以向前行驶。
市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理。
这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性由以上两种方案比较可知。
方案二要比方案一优势大，市场上很多红外观点探头也都基于这个原理。
其电路简单，工作可靠，性能比较稳定。
从而避免了电路的复杂性，因此我先用方案二作为小车的监测系统。
避障电路采用漫反射式光电开关进行避障。
光电开关是集发射头和接收头于一体的检测开关，其工作原理是根据发射头发出的光束，被障碍物反射，接收头据此做出判断是否有障碍物。
当有光线反射回来时，输出低电平；当没有光线反射回来时，输出高电平。
单片机根据接收头电平的高低做出相应控制，避免小车碰到障碍物，由于接收管输出TTL电平，有利于单片机对信号的处理。
光电开关工作原理：光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
光电开关在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。
避障电路如下：避障电路功能表：注解（“0”表示有障碍物；“1”表示无障碍物）4. 单片机电路本设计的主控芯片选择AT89S51，负责检测传感器的状态并向电机驱动电路发出动作命令。
复位电路采用手动复位。
单片机电路如下：5. 电机转速控制电路由555时基电路构成多谐振荡器提供一个PWM信号，通过控制该信号的占空比来实现电机调速。
阻容元件的取值初步定为图中所示。
多谐振荡器如下：其中占空比：q=(R1+Rx1)/(R1+R2+Rx)周期：T=(R1+R2+Rx)Cln26. 电源电路本系统所有芯片都需要+5V的工作电压，而干电池只能提供的电压为1．5V的倍数的电压，并且随着使用时间的延长，其电压会逐渐下降，则需要LM7805稳压芯片。
L7805能提供300至500mA 的电流，足以满足芯片供电的要求。
虽然微处理器和微控制器不需要支持电路，功耗也很低，但必须要加以考虑。
电源电路拟定为：7.电机驱动电路市场上用很多种类的小电压直流电动机，很方便的选择到。
主要有普通电动机、和步进电动机。
方案一：采用步进电机，步进电动机的一个显著的特点就是具有快速启动和停止能力，能够达到我们所要求的标准。
如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即是步进电机启动或反转。
其转换灵敏度比较高。
正转、反转控制灵活。
但是步进电机的价格比较昂贵，对于我们的现状相差太远。
方案二：采用普通的直流电机。
直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便。
调整围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。
能满足各种不容的特殊运行要求。
由于普通直流电机价格适宜，更易于购买，并且电路相对简单，因此采用直流电机作为动力源本设计采用差分放大驱动使电机正反转从而做到前进，左转右转。
采用四个大功率晶体管组成H桥式电路，四个大功率晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制使之工作在开关状态，进而控制电机的运行。
该控制电路由于四个大功率晶体管只工作在饱和与截止状态下，效率非常高，并且大功率晶体管开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的电路。
采用与门对两电机进行选择控制，从而实现前进、左转、右转。
驱动电路原路框图如下：电路图如下：注释：将圆盘12等分半径2CM，周长4*pi .用程序设定1S采集到的脉冲数可以转化为速度。
单位时间前进距离为S ,则：速度V大小为S 。
驱动状态表：注解：（“0”代表低电平“1”代表高电平）输入小车状态P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.51 1 1 1 1 0 前进1 1 1 1 0 0 停止1 0 0 0 1 1 左转0 1 0 0 1 1 右转8.主程序流程图源程序：RS BIT P2.2 RW BIT P2.3 E BIT P2.4ORG 0000H LJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV P2,#0FFHMOV P1,#1FH ;前进MOV TMOD,#10HMOV R1,#0C8HSETB TR1TIME:MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HJNB TF1,$DJNZ R1,TIMECLR TR1MOV R7, #00H ;脉冲个数MOV R1, #64HMOV TMOD, #10HSETB TR1LOOP6: MOV TH1, #08HMOV TL0, #0F0HNEXT: MOV C, 0JB TF1, LOOP7 ;判断TF1是否溢出ORL C, P3.4JNC LOOP6 ;判断C是否为1INC R7 ;1S出现的脉冲个数JB TF1, LOOP7SJMP NEXTLOOP7: DJNZ R1, LOOP6CLR TR1CLR CMOV A,R7 ;脉冲个数乘以2ADDC A,R7MOV R7,AMOV A, #01H ;一个码格的弧长MOV B, R7MUL AB ;计算总弧长DA A ;十进制调整MOV R5, AMOV A, B ;B的值给AJNC LOOP8 ;判断十进制调整是CY有没有被置1INC ACLR CLOOP8: DA A ;十进制调整MOV R6, AJNC LOOP9INC 70H ;十进制调整如果CY被置1，70H赋值1CLR CLOOP9: MOV A, R6 ;解释R6，R5分别表示总长的高位和低位ANL A, #0F0H ;取R6的高四位，赋给71HSW AP AMOV 71H, AMOV A, R6ANL A, #0FH ;取R6的低四位，赋给72HMOV 72H, AMOV A, R5ANL A, #0F0H ;取R5的高四位，赋给73HSW AP AMOV 73H, AMOV A, R5ANL A, #0FH ;取R5的低四位，赋给74HMOV 73H, A/******显示前进******/MOV SP, #50HACALL INITMOV A, 10000000BACALL WC51RACALL WC51DDR MOV A, "0" ACALL WC51DDR MOV A, " " ACALL WC51DDR MOV A, "A" ACALL WC51DDR MOV A, "H" ACALL WC51DDR MOV A, "E" ACALL WC51DDR MOV A, "A" ACALL WC51DDR MOV A, "D" ACALL WC51DDR MOV A, 11000101B ACALL WC51R MOV A, 70H ACALL WC51DDR MOV A, 71H ACALL WC51DDRACALL WC51DDRMOV A, "."ACALL WC51DDRMOV A, 73HACALL WC51DDRMOV A, 74HACALL WC51DDRMOV C,P2.0JC LOOP1 ;判断P2.0MOV P1,#0FH ;停车LCALL LOOP2MOV P1,#32H ;右转LCALL RIGHTLJMP LOOP4LOOP1:MOV C,P2.1JC NEXT1 ;判断P2.1MOV P1,#0FH ;停车LCALL LOOP2MOV P1,#31H ;左转LCALL LEFTNEXT1:LJMP MAIN/*****停车定时*****/LOOP2:MOV TMOD,#10HMOV R0,#64HSETB TR1LOOP3:MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HJNB TF1,$DJNZ R0,LOOP3CLR TR1RET/*****转向定时*****/LOOP4:MOV TMOD,#10HMOV R1,#0C8HSETB TR1LOOP5:MOV TH1,#0D8HMOV TL1,#0F0HJNB TF1,$DJNZ R1,LOOP5CLR TR1MOV P1,#1FH ;前进/*****显示左转*****/LEFT: MOV SP, #50HACALL INITMOV A, 10000000BACALL WC51RMOV A, "L"ACALL WC51DDRMOV A, "E"ACALL WC51DDRMOV A, "F"ACALL WC51DDRMOV A, "T"ACALL WC51DDRRET/*****显示右转*****/ RIGHT: MOV SP, #50HACALL INITMOV A, 10000000BACALL WC51RMOV A, "R"ACALL WC51DDRMOV A, "I"ACALL WC51DDRMOV A, "G"ACALL WC51DDRMOV A, "H"ACALL WC51DDRMOV A, "T"ACALL WC51DDRRET/***********初始化子程序***********/INIT: MOV A, #00000001H ;清屏ACALL WC51RMOV A, #00111000B ;使用8位数据LCALL WC51RMOV A, #00000110B ;字符不动，光标自动右移一格LCALL WC51R/*****检查忙子程序*****/F_BUSY:PUSH ACC ;保护现场PUSH DPHPUSH DPLPUSH PSWW AIT: CLR RSSETB RWCLR ESETB EMOV A, P1CLR EJB ACC.7,WAIT ;忙，等待POP PSW ;不忙，恢复现场POP DPLPOP DPHPOP ACCACALL DELAYRET/*****写入命令子程序*****/WC51R: ACALL F_BUSYCLR ECLR RSCLR RWSETB EMOV P1, ACCCLR EACALL DELAYRET/*****写入数据子程序*****/WC51DDR:ACALL F_BUSY CLR ESETB RSCLR RWSETB EMOV P1, ACCCLR EACALL DELAYRET/*****延时子程序*****/DELAY: MOV R6, #5 D1: MOV R7, #248DJNZ R7, $DJNZ R6, D1RETEND9.小结本文提出了一种经济实用的智能小车设计方法，给出了从硬件电路设计到软件设计的一系列步骤。