智能超声波避障小车
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 (2)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。
(word完整版)基于STC89C51单片机的智能超声波避障小车
基于STC89C52单片机的智能超声波避障小车参赛人员：周志强王俊朱纪伟聂孟杰班级：2012级自动化3班日期:2015年3月一、方案概述本小车使用一台 AT89C52 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,并且用液晶显示器实时的显示出来，在小车与障碍物的距离小于安全距离（40cm ） 时，小车上蜂鸣器会发出警报声,并且后退并拐弯，同时通过LCD1602显示器显示出小车与障碍物之间的距离，精确到0。
1cm. 在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、LCD1602显示器。
超声波路面检测系统、前进、 转弯控制电机以及方向指示灯系统。
它们之间的相互关系如下图所示.智能小车简要原理框架图二﹑总体电路原理图超声波模块三、主要模块基本原理（1）超声波模块超声波时序图以上时序图表明你只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40kHz 周期电平并检测回波.一旦检测到回波信号则输出回响信号。
回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比.由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离.公式：距离=高电平时间＊声速（340M/S）/2.(2)液晶显示模块16 脚接口，其中GND 为电源地，VCC 接5V正电源，VEE ,可调电阻调到最大时对比度最弱，可调电阻调到零时对比度最高令寄存器。
RW ,低电平时进行写操作.当RS 和RW 共同为RS 为低电平RW 为高电平时可以读忙信号，当RS 为高电平RW E 端由低电平跳变成高电平时，液晶屏执行命令。
DB0——DB7 为8 .源程序#include 〈at89x51＃include ”#define TX P2_1#define RX P2_0sbit DU = P2^6;sbit WE = P2^7；＃是100，100,最大的时候最快＃define Forward_R_DATA 180 //例如小车前进的时候有点向左拐，说明右边马达转速过快，那可以取一个值大一点，另外一个值小一点，例如 200 190//直流电机因为制造上的误差，同一个脉宽下也不一定速度一致的，需要自己手动调节//sbit P4_0=0xc0；//P4口地址/*＊*＊*按照原图接线定义＊＊＊＊＊＊/sbit L293D_IN1=P1^2；sbit L293D_IN2=P1^3;sbit L293D_IN3=P1^6；sbit L293D_IN4=P1^7；sbit L293D_EN1=P1^4；sbit L293D_EN2=P1^5；sbit BUZZ=P2^3；//蜂鸣器void cmg88（)//关数码管，点阵函数｛DU=1;P0=0X00;DU=0;｝void Delay400Ms(void）；//延时400毫秒函数unsigned char code Range[] =”==Range Finder==";//LCD1602显示格式unsigned char code ASCII［13］ = "0123456789.-M";unsigned char code table［]=”Distance:000。
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理
智能小车是一种能够自动识别环境并作出相应动作的机器人。
其中，
超声波避障技术是实现智能小车避免障碍物的重要手段之一。
超声波传感器是一种利用超声波原理工作的传感器，其工作原理类似
于蝙蝠发出超声波来探测周围环境。
当传感器发出一束超声波时，如
果有障碍物挡住了它的路径，这束超声波就会被反射回来，并被传感
器接收到。
通过计算反射回来的时间和速度，就可以得到障碍物与传
感器之间的距离。
在智能小车中，通常会使用多个超声波传感器分布在不同位置上，以
便更全面地掌握周围环境信息。
当智能小车行驶时，每个超声波传感
器都会不断地发出信号，并接收反射回来的信号。
根据接收到的信息，智能小车可以判断周围是否有障碍物，并做出相应动作。
例如，在前方有障碍物时，智能小车可以通过调整方向或减速等方式
避开障碍物。
同时，智能小车还可以根据不同的传感器反馈信息，判
断障碍物的具体位置和形状，从而更加精确地避开障碍物。
总之，超声波避障技术是智能小车实现自主避障的重要手段之一。
通过多个超声波传感器的配合和反馈信息的处理，智能小车可以更加准确地感知周围环境，并做出相应动作，从而实现自主避障。
智能避障小车报告
智能避障小车报告智能避障小车报告一、引言智能避障小车是一种具有自主导航和避障功能的智能机器人，它利用传感器和算法来感知周围环境并做出相应的动作，以避免与障碍物发生碰撞。
本报告旨在对智能避障小车的设计原理、工作原理以及应用领域进行介绍和分析。
二、设计原理智能避障小车的设计原理包括感知系统、决策系统和执行系统三个部分。
1. 感知系统：感知系统主要负责获取环境信息，常用的感知器件包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。
超声波传感器可以测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以检测障碍物的存在与否，摄像头可以获取环境图像。
2. 决策系统：决策系统根据感知系统获取的信息，通过算法进行分析和处理，决定小车的行动。
常用的算法包括避障算法、路径规划算法等。
避障算法通常基于感知数据计算出避障方向和速度，路径规划算法则是根据目标位置和环境地图计算出最优路径。
3. 执行系统：执行系统根据决策系统的指令控制小车的运动，包括驱动电机、舵机等部件。
驱动电机控制小车的前进、后退和转向，舵机控制车头的转动。
三、工作原理智能避障小车的工作原理如下：1. 感知环境：小车利用传感器获取环境信息，例如超声波传感器测量距离，红外线传感器检测障碍物，摄像头获取图像。
2. 数据处理：小车的决策系统对感知到的数据进行处理和分析，计算出避障方向和速度，或者根据目标位置和环境地图计算出最优路径。
3. 控制执行：决策系统根据计算结果发出指令，控制执行系统驱动电机和舵机，控制小车的运动。
如果遇到障碍物，小车会自动避开，如果目标位置发生变化，小车会自动调整路径。
四、应用领域智能避障小车在许多领域都有广泛的应用。
1. 家庭服务机器人：智能避障小车可以在家庭环境中执行一些简单的任务，如送餐、打扫卫生等。
2. 仓储物流：智能避障小车可以在仓库中自主导航，收集和组织货物，减少人力成本和提高效率。
3. 自动驾驶汽车：智能避障小车的避障和导航算法可以应用于自动驾驶汽车，提高安全性和稳定性。
超声波避障小车
超声波避障小车超声波避障小车报告摘要超声波避障小车是根据超声波测距原理制作的智能小车。
其中用到超声波传感器模块DYP-ME007，控制芯片是STC89C52，一对减速电机以及一个步进电机。
关键词超声波测距避障电机小车方案本系统主要包含以下模块：1.小车车体2.单片机最小系统模块3.超声波传感器模块4.直流电机驱动模块5.步进电机驱动模块6.电源模块各模块间的连接如下：硬件系统1.小车车体小车车体由一块天蓝色透明有机玻璃（0.3*18*23cm）为主体，前轮为两个料万向轮，后轮为两个直径约为6cm的车轮（带橡胶车胎）。
其中，后轮分别由两个直流减速电机控制，由此可以看出，小车为后轮驱动，差速转向。
2.单片机最小系统模块此次所用的控制芯片为STC89C52单片机，拥有8k字节Flash，512字节RAM,32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
外接11.0592M晶振。
其I/O口应用情况如下；P1.0：Trig（超声波模块控制端）；P3.2：Echo（超声波模块接收端）；P1.4～P1.7：直流电机驱动模块；P2.0～P2.3：步进电机驱动模块。
3.超声波传感器模块此次所用的超声波模块是DYP-ME007（无法找到模块电路原理图）。
DYP-ME007的主要参数有：使用电压：DC5V；静态电流：小于2mA；电平输出：高5V ；电平输出：底0V；感应角度：不大于15度；探测距离：2cm-500cm（实际上大约为3CM-250CM）；探测精度：0.3cm。
各引脚为：1. Vcc：电源端；2.Trig：控制端；3.Echo：接收端；4.out：此模块作为防盗模块时的开关量输出脚（测距时不用）；5.GND：电源地端。
模块时序图：4.直流电机驱动模块直流电机驱动模块选用L298N作为控制芯片。
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流的电机控制芯片。
基于51单片机的超声波智能避障小车论文
基于51单片机的超声波智能避障小车所在院系：电气与控制工程学院作者：2015.7.7论文题目：基于51单片机的超声波智能避障小车专业：微电子学1201学生：指导老师：刘晓荣柴钰王健摘要随着国内外智能小车的迅速发展，我们在本次课设中进行了超声波智能避障小车的设计，超声波避障小车主要是运用超声波测距进行数据传输，最后通过单片机控制电机进行避障，这次小车设计的意义在于探索智能小车的设计理念及设计方法，有些生活中的实际问题便是由于人的反应时间过长所引起，而智能车实现了自动应急，为生命保障做最后一道壁垒。
关键词：智能小车，单片机，超声波，测距，避障1绪论二十一世纪是计算机技术、科学技术和汽车工业迅猛发展的时代，在此大环境下，汽车与电子信息产业逐渐的一体化，向电子化、多媒体化和智能化方向发展，智能超声波避障小车则是其中的代表，它的研究及应用无疑成为关注的焦点。
1.1概述本小车使用一台STC89C52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，在小车与障碍物的距离小于安全距离（用软件设定）时自动拐弯，以避开障碍物。
在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、超声波路面检测系统、前进、转弯控制电机。
1.1.1 基于51单片机的超声波智能避障小车的发展随着社会的不断发展和科学技术水平的不断提高，人类渴望创造出一种取代人力的劳动工具解放劳动力，于是出现了“机器人”这个代名词。
1959年诞生世界上第一台机器人，至今已有50多年的历史，机器人技术在科学领域也取得了质的飞跃，目前已发展成一门机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多学科为一体的尖端技术。
智能超声波避障小车经历了三代技术创新变革。
第一代超声波避障小车可编程的示教再现型，不需要装载任何传感器，只是采用简单的开关控制，通过编程来设置小车的路径与运动参数，在工作过程中不能根据环境的变化而改变自身的运动轨迹。
毕业设计论文智能超声波避障小车
编号：毕业设计(论文)说明书题目：智能超声波避障小车系别：电子工程系专业：电子信息工程题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发☐应用研究摘要随着当今社会智能化越来越高，智能性交通工具的改善是必不可确少的，由于交通工具的普及，由于驾驶员的长时间驾驶引起精神注意力不集中而发生许多严重的交通事故比比皆是，所以智能车的诞生是必然的，它致力于提高汽车的安全性、适应性、舒适性、和提升良好的人车交互界面。
自主智能寻迹避障小车是通过单片机、传感器、信号处理器、电机驱动以及自动控制等技术来实现环境感知和自动行驶相结合的高新技术综合体，随着不断提高企业生产技术以及不断加深对自动化技术的要求，智能车已广泛的应用于许多工业部门。
可以说它已日益深入到社会和工业的各个方面，例如：智能车在物流运输方面的应用；智能车在军事领域的应用；智能车在社会生活中的应用；智能车在智能运输系统上的应用等等。
这些应用可以使社会上正在面临各种各样的问题得以有效解决，对于城市公共交通服务质量的提高，缓解各地交通拥堵，减轻交通管理，道路建设压力起到积极的推动作用。
在我国高科技水平的日益提高的同时，工业自动化进程也在不断地推进，智能小车能够通过自动采取一些躲避障碍物的措施，有效避免交通事故的发生，同时也被广泛应用于各种玩具和其他产品的设计中，极大地丰富了人们的生活。
本次设计主要是利用ATmega16单片机，超声波传感器、红外线传感器和L298N完成避障小车的制作。
以ATmega16为主控芯片，利用超声波传感器对距离的检测，将前方障碍探测出，并且通过超声波的传回数据以及红外线传感器对小车两侧的障碍物位置的确定，进行判断，1602液晶显示所测距离，然后由ATmega16单片机发出指令，控制电机转动，电机驱动采用常用的PWM方式进行电机的调速控制。
关键词：智能小车；单片机；超声波；避障AbstractAs intelligent in today's society more and more high, the improvement of the intelligent transportation is will not do less, due to the popularity of traffic tools, because the driver from driving for a long time of the spirit of inattention and many serious traffic accidents, so the birth of smart cars is inevitable, it aims to improve vehicle safety, adaptability, comfort, and promote good interactive interface, autonomous intelligent tracing car obstacle avoidance is by single-chip computer, sensor, signal processors, motor drive and automatic control technology to realize environmental awareness and the combination of autonomous driving technology, along with the continuously improve enterprise production technology as well as the growing demand for automation technology, intelligent vehicle has been widely used in many industrial sectors. It has increasingly deep into the social and industrial aspects, such as: intelligent car applications in logistics; Smart car in the field of military application; Smart car in the application of social life.High-tech level rising in our country at the same time, industrial process automation is in constant propulsion, smart car can automatically take some measures to avoid obstacles, effectively avoid the happening of traffic accident, but also are widely used in the design of all kinds of toys and other products, greatly enriched people's life.This design mainly use ATmega16 single chip microcomputer, ultrasonic sensors, infrared sensors and L298N complete obstacle avoidance car production. ATmega16 as main control chip, using ultrasonic sensors to the detection of the distance, will be in front of the obstacle detection, and returned by ultrasonic and infrared sensors data for determining obstacles on either side of the car position, judge, 1602 liquid crystal display measured distance, and instructions issued by the ATmega16 single chip microcomputer to control motor rotation, the motor driver uses the commonly used PWM motor speed control in the form of control.Key words :intelligent car; Single chip microcomputer; Ultrasound; Obstacle avoidance目录引言 (1)1 系统设计 (1)1.1 任务要求 (1)1.2 总体设计 (1)2 方案论证 (2)2.1 系统控制模块设计方案论证 (2)2.2 电机的选择方案论证 (3)2.3 避障模块设计方案论证 (4)2.4 显示模块设计方案论证 (5)2.5 直流调速方案设计 (5)2.6 电源模块设计方案论证 (5)3 元器件介绍 (6)3.1 AVR单片机主控芯片介绍 (6)3.2 L298N驱动芯片 (6)3.2.1L298N驱动芯片介绍 (6)3.2.2L298N驱动芯片特点 (6)3.3 直流电机 (6)3.4 超声波传感器 (7)3.4.1超声波传感器概述 (7)3.4.2接口说明 (8)3.4.3超声波测距原理 (8)3.5 光电传感器 (8)3.6 LCD1602液晶显示 (9)3.6.1液晶显示LCD实物图 (9)3.6.2液晶显示原理 (9)3.6.3管脚功能 (9)4 系统单元电路的设计 (10)4.1 超声波收发电路 (10)4.2 红外线收发电路 (10)4.3 单片机主控电路 (11)4.4 电源电路 (11)4.5 LCD1602显示电路 (12)4.6 电机驱动电路 (13)4.6.1直流电机H 桥驱动方案的选择 (14)4.6.2PWM调速原理 (14)4.7 光警示电路 (16)4.8 单片机复位电路 (16)4.9 单片机时钟震荡电路 (17)5 软件设计 (18)5.1 主程序 (19)5.2 避障子程序 (19)5.3 电机驱动子程序 (20)5.4 显示子程序 (21)5.5 测量距离子程序 (23)5.6 光警示子程序 (24)6 调试与仿真 (24)6.1 调试仿真工具Proteus介绍 (24)6.2 硬件的制作与调试 (26)6.3 电路与程序调试过程 (28)6.3.1电路的仿真调试 (28)6.3.2电路的调试 (28)7 结论 (30)谢辞 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
(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 -。
超声波避障小车研究报告
超声波避障小车研究报告一、引言随着科技的不断发展，智能小车在各个领域的应用越来越广泛。
其中，超声波避障小车作为一种具有自主避障功能的智能设备，引起了人们的极大关注。
本文将对超声波避障小车的工作原理、硬件组成、软件设计以及实际应用进行详细的研究和分析。
二、超声波避障小车的工作原理超声波避障小车主要依靠超声波传感器来检测周围环境中的障碍物。
超声波传感器通过发射超声波并接收反射回来的声波，根据声波的传播时间和速度来计算障碍物与小车之间的距离。
当检测到障碍物距离小于设定的安全距离时，小车会采取相应的避障措施，如转向、减速或停止。
超声波在空气中的传播速度约为 340 米/秒。
传感器发射超声波后，开始计时，当接收到反射波时停止计时。
根据时间差和传播速度，可以计算出障碍物的距离：距离＝（传播时间×传播速度）／ 2 。
三、硬件组成（一）控制模块控制模块是小车的核心，通常采用单片机，如 Arduino 或 STM32 等。
它负责接收传感器的数据、处理信息并控制电机的运行。
（二）超声波传感器超声波传感器用于检测障碍物的距离。
常见的超声波传感器有HCSR04 等，其工作电压一般为 5V，测量距离范围在 2cm 至 400cm 之间。
（三）电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机转动，实现前进、后退、转向等动作。
常用的电机驱动芯片有 L298N 等。
（四）电机小车通常使用直流电机作为动力源，根据实际需求选择不同规格的电机。
（五）电源模块为整个系统提供稳定的电源，一般使用电池组，如锂电池或干电池。
四、软件设计（一）编程语言常用的编程语言有 C、C+＋等。
（二）主程序流程1、系统初始化，包括设置单片机的引脚、初始化传感器和电机驱动模块等。
2、循环检测超声波传感器的数据。
3、根据检测到的障碍物距离，判断是否需要采取避障措施。
4、控制电机的运行，实现避障动作。
（三）避障算法常见的避障算法有：1、简单阈值法：当障碍物距离小于设定的阈值时，采取避障动作。
智能小车超声波避障实验
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智能小车配套视频教程
谢谢观看！
2021/6/4
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部分资料从网络收集整 理而来，供大家参考，
感谢您的关注！
HC-SR04接口定义：
Vcc、 Trig（控制端）、 Echo（接收端）、 Gnd
本产品使用方法：控制口发一个10US 以上的高电平,就可以在接收口等 待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可 以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周 期测,就可以达到你移动测量的值了。
2021/6/4
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超声波模块电气参数
采用51单片机的P2.0 P2.1连接控 制超声波模块
其中P2.0为Echo（接收）
其中P2.1为Trig（控制）
2021/6/4
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超声波测距原理
超声波是一种频率比较高的声音,指向性强.超声波测距的原理是利用 超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射
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智能小车超声波避障实验说明
本实验需要用到LCD1602液晶屏，作为距 离显示屏幕，1602液晶屏的教程大家可以 参考资料中《28课配套单片机视频教程》。
若未购买液晶屏的同学，也不影响后面做超 声波避障实验，只需把P0.7这个IO口用杜邦 线接地。
2021/6/4
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超声波传播速度误差超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的
密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切 的关系,近似公式为：C=C0+0.607×T℃ 式中：C0为零度时的声波速度 332m/s；T 为实际温度(℃)。
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。
超声波避障智能小车
目录
01 一、研究背景
03 三、设计制作
02 二、技术原理 04 四、实验结果
目录
05 五、实验分析
07 参考内容
06 六、结论
随着科技的不断发展，自动驾驶技术成为了人们的热点。而超声波避障智能 小车，作为自动驾驶技术的一种，具有独特的技术优势和应用前景。本次演示将 介绍超声波避障智能小车的研究背景、技术原理、设计制作、实验结果以及未来 改进方向。
一、系统设计
1、硬件设计
智能小车的硬件主要由以下几个部分组成：单片机、红外线传感器、超声波 传感器、电机驱动、电源和车轮。其中，单片机是整个系统的核心，负责处理传 感器数据和控制电机驱动。红外线传感器和超声波传感器用于感知周围环境中的 障碍物，并将数据传输给单片机。电机驱动部分负责根据单片机的指令来控制小 车的运动。最后，电源为整个系统提供能量，车轮则是小车移动的关键部件。
2、软件设计
智能小车的软件部分同样重要。在单片机上运行的程序需要能够处理传感器 数据、判断是否遇到障碍物、计算路径并控制电机驱动。具体的程序流程包括： 初始化各个模块、读取红外线传感器和超声波传感器的数据、判断是否遇到障碍 物、根据障碍物的位置计算出最佳的避障路径、控制电机驱动等。
二、实验结果与分析
在完成硬件和软件的设计后，我们进行了一系列实验来验证智能小车的性能。 实验结果表明，基于单片机控制的红外线与超声波混合避障智能小车能够在各种 环境下有效地感知障碍物，计算出最佳的避障路径，并成功避开障碍物。
然而，我们也发现了一些问题。例如，红外线传感器的响应速度较慢，可能 会在小车遇到快速移动的障碍物时无法及时反应。此外，超声波传感器的精度受 到环境噪声的影响较大，可能会对避障效果产生一定的影响。针对这些问题，我 们提出了改进方案，包括优化红外线传感器的响应速度和采用更先进的滤波算法 来降低超声波传感器的环境噪声干扰。
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。
智能超声波避障小车
智能超声波避障小车姓名：班级：学号：目录摘要 (3)一、总体方案概述 (3)二、总体电路原理图 (3)三、各模块功能介绍 (4)（一）、超声波测距模块 (4)（二）、步进电机控制模块 (5)（三）、单片机控制模块 (6)四、系统软件设计 (6)五、应用前景 (7)六、参考文献 (8)摘要：现今发达的交通在给人们带来便捷的同时也带来了许多的交通事故。
发生交通事故的因素有很多。
当然，如果我们的汽车能够更加智能，就是说事先能预测并显示前面障碍物离车的距离，当障碍物距离很近时汽车会自动采取一些措施避开障碍物，这样就能够在很大程度上避免这些事故的发生。
在本论文中，我们将会看到能够实现这一功能的智能小车。
关键字：超声波、测量、避障、单片机一、总体方案概述本小车使用一台AT89S51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，并且用数码管实时的显示出来，在小车与障碍物的距离小于安全距离（用软件设定）时，小车会发出“在距您车前方x（数码显示的实时距离）米的地方有一障碍物，请您注意避让”的语音提示，并且拐弯，以避开障碍物，同时会点亮相应侧边的发光二极管作为提示信号。
在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、超声波路面检测系统、前进、转弯控制电机以及方向指示灯系统。
它们之间的相互关系如下图1所示。
图1：智能小车简要原理框架图二、总体电路原理图三、各模块功能介绍（一）、超声波测距模块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340m/s，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=VT/2，通过单片机来算出距离。
智能超声波避障小车汇总
智能超声波避障小车汇总
智能超声波避障小车是一种新型的智能小车，它可以通过超声波传感器检测周
围环境，避免碰撞和撞墙。
本文将对智能超声波避障小车进行汇总，介绍其主要功能和技术特点。
主要功能
智能超声波避障小车主要具有以下功能：
•避免碰撞：通过超声波传感器检测前方障碍物的距离和位置，从而及时避免碰撞。
•自动导航：通过程序控制和超声波传感器的辅助，实现自动导航功能。
•远距离遥控：可以通过遥控器或者手机APP远程控制小车运动，控制方便，灵活性强。
•自动追踪：通过摄像头探测物体距离，实现小车自动跟随。
技术特点
智能超声波避障小车主要具有以下技术特点：
超声波传感器
智能超声波避障小车利用超声波传感器检测前方的障碍物距离和位置。
传感器
主要由发射器和接收器组成，发射器发出超声波信号，接收器接收反射波信号，并计算距离。
STM32单片机
智能超声波避障小车采用STM32单片机控制，能够实现高效的数据处理和控
制控制。
电机驱动
智能超声波避障小车通过电机进行驱动，电机通过减速器将转速降低，从而增
强扭矩，使得小车能够在不同的地形上行驶。
无线通信
智能超声波避障小车可以通过无线通信实现遥控和实时监控，通信方式包括蓝牙、WiFi等。
智能超声波避障小车是一种具有高度智能化的小型车辆，通过超声波传感器和程序控制实现自主避障和自动导航等功能。
它采用STM32单片机控制，具有高效的数据处理和控制能力，通过电机驱动和无线通信可以方便地控制和监控操作。
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。
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理智能小车是一种集成了多种传感器和控制系统的智能化移动设备，能够根据预先设定的程序或实时环境信息做出相应的决策和动作。
其中，超声波传感器在智能小车中起着至关重要的作用，能够帮助小车实现避障功能。
本文将详细介绍智能小车超声波避障原理。
超声波传感器是一种利用超声波来探测周围环境的传感器，它通过发射超声波并接收回波的方式来测量距离。
在智能小车中，通常会使用多个超声波传感器来实现全方位的避障功能。
这些传感器会同时工作，不断地向周围环境发射超声波，并根据接收到的回波来判断前方是否有障碍物。
当超声波传感器发射出的超声波遇到障碍物时，会被障碍物反射回来，传感器可以根据接收到的回波的强度和时间来计算出障碍物与传感器之间的距离。
通过这种方式，智能小车就能够实时地感知到周围环境中的障碍物，并做出相应的反应。
在智能小车的控制系统中，会预先设定一套避障算法，根据超声波传感器实时获取的数据来判断小车前方是否有障碍物，并决定小车的行进方向。
当传感器检测到前方有障碍物时，控制系统会根据预设的算法来调整小车的速度和方向，从而避开障碍物并继续前行。
除了避障功能，超声波传感器还可以帮助智能小车实现其他功能，比如跟随、避障、定位等。
通过不同的传感器组合和算法设计，智能小车可以在不同的场景下实现各种复杂的任务。
总的来说，智能小车超声波避障原理是利用超声波传感器来感知周围环境中的障碍物，并根据传感器数据来调整小车的行进方向，从而实现避开障碍物的目的。
这种基于传感器和算法的智能控制方式，使得智能小车能够在复杂的环境中自主行动，展现出强大的智能化能力。
希望通过本文的介绍，读者能够更加深入地了解智能小车超声波避障原理，以及智能控制技术在移动机器人领域的应用前景。
超声波避障小车原理
超声波避障小车原理
超声波避障小车利用超声波传感器来检测周围环境，并根据检测结果做出相应的动作，以避免碰撞或与障碍物发生冲突。
该小车的原理如下：
1. 超声波传感器：小车上装有超声波传感器，它能够发射一束超声波信号，并接收它们被障碍物反射后的回波信号。
2. 超声波测距原理：超声波传感器通过测量从发射到回波返回所经过的时间来计算物体与传感器的距离。
它利用声音在空气中传播的速度和时间差来确定距离。
3. 信号处理：小车的控制系统接收到超声波传感器发送的距离信息后，对其进行处理。
根据测量到的距离，系统可以判断障碍物的位置和距离。
4. 避障动作：根据距离信息，小车的控制系统会判断是否有障碍物靠近。
如果探测到前方有障碍物靠近，系统会根据预设的程序进行响应动作，如停下、后退、转向等，以避免与障碍物相撞。
5. 反复检测：小车会不断地重复以上步骤，持续地检测周围的环境并作出适当的避障动作。
这样，即使有新的障碍物出现，小车也能及时作出响应，避免碰撞。
通过这些步骤，超声波避障小车能够实现对障碍物的检测和避免碰撞，使其能够在复杂的环境中安全移动。
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智能超声波避障小车
智能超声波避障小车
姓名：
班级：
学号：
目录
摘要 (3)
一、总体方案概述 (3)
二、总体电路原理图 (3)
三、各模块功能介绍 (4)
（一）、超声波测距模块 (4)
（二）、步进电机控制模块 (5)
（三）、单片机控制模块 (6)
四、系统软件设计 (6)
五、应用前景 (7)
六、参考文献 (8)
摘要：现今发达的交通在给人们带来便捷的同时也带来了许多的交通事故。
发生交通事故的因素有很多。
当然，如果我们的汽车能够更加智能，就是说事先能预测并显示前面障碍物离车的距离，当障碍物距离很近时汽车会自动采取一些措施避开障碍物，这样就能够在很大程度上避免这些事故的发生。
在本论文中，我们将会看到能够实现这一功能的智能小车。
关键字：超声波、测量、避障、单片机
一、总体方案概述
本小车使用一台AT89S51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，并且用数码管实时的显示出来，在小车与障碍物的距离小于安全距离（用软件设定）时，小车会发出“在距您车前方x（数码显示的实时距离）米的地方有一障碍物，请您注意避让”的语音提示，并且拐弯，以避开障碍物，同时会点亮相应侧边的发光二极管作为提示信号。
在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、超声波路面检测系统、前进、转弯控制电机以及方向指示灯系统。
它们之间的相互关系如下图1所示。
图1：智能小车简
二、总体电路原理图
三、各模块功能介绍
（一）、超声波测距模块
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340m/s，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=VT/2，通过单片机来算出距离。
图1：超声波
（二）、步进电机控制模块
此模块是用来作为小车前进的动力和控制小车的避障。
步进电机是通过脉冲来驱动的，其步距角和转速只与输入的脉冲频率有关，频率越快，其转速越快，因此，只需要控制驱动步进电机的脉冲频率来控制步进电机的工作，而步进电机的驱动脉冲可以通过单片机来输出。
但由于步进电机工作时需要较大的工作电流，因此需
图4：步进电机驱
要用步进电机驱动芯片来驱动，如图4所示，我们用ULN2803芯片来驱动步进电机，并且用单片机的P0 I/O口来给ULN2803芯片输入不同频率的脉冲，再通过ULN2803来驱动步进电机。
本小车使用的是两个四相五线的步进电机来驱动。
我们知道，四相五线步进电机共有五根线，其中红色的接电源的正极，剩下的四根分别接在了ULN2803芯片的四个输出端，其对应的输入端则接在了单片机的P1.0~P1.3端口，要使电机工作，则只需让四个I/O口依次输出高电平。
电机励磁表如下所示：
励磁顺序 A A B B
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 0 0 1 0
4 0 0 0 1
小车的前面两个轮子分别用两个步进电机来驱动，当两个步进电机的转速一样的时候，
车子将沿直线前进，而两个步进电机的转速不一样的时候，车子就会拐弯，例如，左边的步进电机转速比右边的快的话，车子将向右边拐弯，只要控制好两个步进电机的转速比和不同转速的时间，就可以精确的控制小车的避障行为。
（三）、单片机控制模块
此模块是小车的最重要部分，它控制着超声波测距模块、数码管显示模块、步进电机
控制模块、语音提示模块、速度
自控模块和信号提示模块的工
作。
单片机通过计时器记录超声
波发射和接受的时间差，来计算
出小车距离障碍物的距离，控制
P1口的高低电平来控制数码管
显示，通过输出不同频率的脉冲
来控制步进电机的工作，通过
SPI协议与ISD1760语音芯片进
行通信，来控制语音芯片的定点
放音，实现语音提示功能。
图6：单片机
四、系统软件设计
本设计系统软件采用模块化结构，由主程序、电机驱动子程序﹑中断子程序﹑算法子程序构成。
主程序流程图如图2所示。
其中：避障中断服务子程序完成对超声波探测器产生的外部中断进行处理，如果超出预定的危险距离就左转进行避障。
五、应用前景
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，汽车就会发出报警，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。
是
否
是 否
初始驱动电
利用定时器中断每
收到回波计算障碍
障碍物距离驱动电机转图7：程序
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，有许多很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。
六、参考文献
[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略.北京：电子工业出版社，2009
[2] 宋戈，黄鹤松，员玉良，蒋海峰.51单片机应用开发范例大全.北京：人民邮电出版社，2010
[3] 阎石.数字电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，1998
[4] 刘伏文，王春华.MCS-51单片机存储器结构详解.电子制作，2007,(10)
[5] 网络文献。