基于AT89C51单片机智能电动小车设计_郭巧惠
基于89C51单片机的智能小车设计
4 件设计 欹
4l O T 定 时器 中断程序设计 T I 使用数字逻辑 电路制作 , 其特点是易于集成 、 简单方便 。 由于 但是 T 定时器 中断程序主要是实现小 车的转向 、 T 设定 初值 以及 1 为 0 使用的 器件较多、 连线复杂、 功耗大、 体积大糍 路和 焊点较多。 导致电 执行控 制函数 。 1的中断是 l * T m 产生一次 , l s 每 m 对小车的位置进行 路不稳定 . 精确度不高 调整一 次. 当传感器检测结束信号的值为 1 时则执行控制 函数并 使 自 2 电动机模 块 . 2 身的值 设定为 O 。小车的左转 、 右转是通过光 电传感 器检测到 的高低
添 加 到 液 态 奶 中有 一 定 的 局 限 . 添 加 到奶 粉 中就 不 受 限 制 . 以 不 而 所
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1以职 业 能 力 为 导 向 . 化 课 堂教 学 内容 . 优
高等职业教育是 以能力 为中心 。 以培 养高素质 、 高技能人 才为 目 标的人 才培养 模式。因此将 职业能力培养作为主线贯穿教学 全过程 , 把理论 教学与实践紧密结合。将《 品营养学》 食 教学 内容进行 了调整 , 把《 公共营养师》 《 和 营养配餐 员》 职业标 准相关 内容 及能力 目 融入 标 到 自己的教学 中. 职业能力 贯穿于整个 教学 中. 把 充分 体现高职 教育 的职业 性和实践性
输入端 电位变低 . 出端为高 电平 , 输 三极管导通 c极为低 电 号进 行转换后 反馈 给单片机 . 从而为单片机控制机器人 运 动提供 了 电阻变小 . 平; 再经斯 密特反相器后为高 电平输入到 8C 1 9 5 单片机的端 口上 。当 信息。系统结构框 图如 图 I 所示
基于单片机的智能电动车设计-毕业论文
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要在现今科技高速发展的时代,随着AI人工智能技术与无人驾驶的普及,来汽车驾驶的技术趋势已经逐渐显示其面目,现如今的上市汽车(例如特斯拉电动车,本田新能源汽车,丰田新能源汽车)已经开始着手在AI市场分一杯羹。
中国目前所面临的最严峻的问题之一,就是交通事故高发生率,以及交通事故死亡率居世界第一。
目前已经有政府以及很多企业来时解决这一问题。
提高汽车安全监测门槛,引进国外造车技术,提高汽车架构的物理稳定,加强车体的强度等等,都是大家所做的措施,而人工智能驾驶是安全驾驶的未来,有了成熟的人工驾驶,电脑可靠的计算将大大降低驾驶失误从而降低交通事故发生率。
当然,长城不是一日筑城的,安全驾驶是全人类的长久的问题,这不单单需要在汽车安全系数方面的提升,还需要政策、交通管理系统的完善以及车主综合素质得提高,是一个漫长的革命旅程。
本系统以AT89C51为主控核心,制作一个智能小车,意在对智能汽车的探究。
设计制作智能电动车。
组成元器件有电池组,单片机,带编码器的电机,塑料轮胎,超声波传感器,LED数码管,亚克力板等。
实现功能:小车通过stc89c52控制电机,智能车在规定的时间内完整的进行:前方向行驶、左转舵行驶、后方向行驶、右转舵行驶;智能车完成规定的程序指令后,通过带编码的电机,计算电机滚动的圈数,从而计算出距离,发光二极数码管和单片机配合最终显示出小车完成制定动作所使用的时间和行驶距离。
在自己规定的时间以内智能车完成规定的动作。
智能小车行驶过程中碰见障碍物时,智能小车上的超声波传感器会检测到障碍物,并且显示小车与障碍物之间的间隔,通过stc89c52控制车轮电机,实现闪避障碍物。
精妙的设计小车的机械与框架结构,并且与计算机算法相结合,让智能车发挥出稳定的功能与预想的性能。
采用LED数码管和语音播报指定数据,小车整体测试性能保持稳定状态。
关键词:智能小车里程显示避障单片机AbstractIn the era of high-speed development of science and technology.With the popularization of AI Artificial Intelligence technology and driverless driving, the trend of automobile driving technology has gradually shown its face. Now the listed cars (such as Tesla electric vehicle, Honda new energy vehicle, Toyota New Energy Vehicle) have begun to take a share in the AI market. One of the most serious problems China is facing is the high incidence of traffic accidents, and the death rate of traffic accidents ranks first in the world. At present, the government and many business of the world have come to solve this problem. To improve the threshold of vehicle safety monitoring, to introduce foreign car building technology, to improve the physical stability of the car structure, to strengthen the strength of the car body and so on, are all measures that we have taken, while artificial intelligence driving is the future of safe driving, with mature manual driving, computer reliable calculation will greatly reduce driving errors and thus reduce the incidence of traffic accidents. Of course, the Great Wall is not built in one day, and safe driving is a long-term problem for all mankind. It requires not only the improvement of automobile safety coefficient, but also the improvement of policies, traffic management system and the improvement of comprehensive quality of car owners. It is a long revolutionary journey.This system takes A T89C51 as the main control core, and makes an intelligent car, aiming to explore the intelligent car. Design and manufacture intelligent electric vehicle. The components include battery pack, single chip microcomputer, motor with encoder, plastic tire, ultrasonic sensor, LED digital tube, acrylic plate, etc. Realization function: the car controls the motor through the single-chip microcomputer, and the car completes the following actions in 30 seconds: forward, left, backward and right; the controller of the car should preset a good time, after the car stops, through the motor with code, calculate the number of turns of the motor rolling, so as to calculate the distance, and the LED digital tube shows the travel time and the final travel distance. Complete all actions within the scheduled time. When the car is in front of and encounters obstacles, the ultrasonic sensordetects the distance between the car and the obstacles, and it can avoid the obstacles by controlling the motor through the single chip microcomputer. Make full use of the mechanical structure of the car, ingeniously conceive the transformation, so that the overall structure of the car can achieve the best performance. LED display and voice broadcast data are used, the system test performance is excellent and stableKeywords: intelligent car mileage display obstacle avoidance single chip microcomputer目录第一章研究背景及意义1.1研究背景智能技术作为社会的新产物,是未来人类科技的发展方向,它能够根据先前设置的步骤在人类生存的空间里自主的运行处理所接收的信息,摆脱人工的帮助的情况下能够完成理想的类人为处理动作或者更优的解决方案。
基于51单片机的多功能小车的设计[1]
目录一、绪论 (1)1、设计的目的 (1)2、设计方案要求 (2)二、硬件设计 (2)1、系统组成框图 (2)2、模块方案论证与比较 (2)(1)控制模块 (2)(2)电机的选择 (3)(3)电机驱动模块 (3)(4)寻迹模块 (3)(5)避障模块 (4)3、硬件电路分析 (5)(1)最小系统 (5)(2)电机驱动电路 (6)(3)寻迹电路 (7)4、部分元器件介绍 (8)(1)51单片机 (8)(2)L298N (10)三、软件设计 (11)1、软件流程 (11)(1)流程简介 (12)(2)各功能的实现 (12)2、寻迹算法设计 (14)四、调试与结果分析 (14)五、结束语 (14)参考文献 (15)附录1:元件清单 (15)附录2:软件程序 (16)基于51单片机的多功能小车的设计(应用电子技术专业2008级)摘要:智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的,模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。
智能小车就是其中的一个体现。
本次设计的智能小车,采用AT89C51单片机作为小车控制核心,运用红外探头的检测实现小车寻迹和蔽障功能。
传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业。
在国内有自动化方面的专家指出,传感器技术直接关系到我国自动化产业的发展形势,认为"传感器技术强,则自动化产业强"。
由此可见传感器技术对自动化产业乃至整个国家工业建设的重要性。
关键字:51单片机;直流电机;L298驱动;红外探头一、绪论1、设计的目的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。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的。
本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、里程,具有自动寻迹功能,可准确定位停车。
传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业。
基于at89c51单片机智能电动小车设计
1.张红莲.基于单片机的超声波测距系统的设计【M】.PLC&FA.2008.9 3.卓晴,黄开胜,邵贝贝.学做智能车【M】.北京航空航天大学出版社.2007.3 2.李全利,仲伟峰,徐军.单片机原理及应用【M】.清华大学出版社.2006.2 4.张丹,贺西平.基于单片机的超声波测距系统的设计Ⅱ】.纺织高校基础科 学学报.2008.5
系统控制框图如图l所示:
2、单片机小系统避障设计
AT89C51是片内有ROlVl/EPROM的单片机.因此,这种芯 片构成的最小系统简单、可靠。用AT89C51单片机构成最小应 用系统时,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可.如图3 所示。
3、避障电路设计 避障系统采用的是超声波检测。接收电路的输出端接单片 机的外部中断源输人口。系统定时发射超声波。在启动发射电路 的同时启动单片机内部的定时器.利用定时器的技术功能记录 超申博发射的时间和接收到发射波的时间。但收到超声波的反 射波时。接收电路输出端产生一个负跳变.在单片机的外部中断 源输入口产生一个中断请求信号。单片机相应外部中断请求。执 行外部中断服务子程序。读取时间差。计算距离。避障电路如图 4所示。
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1.期刊论文 朱伟.韩服善.ZHU Wei.HAN Fu-shan 基于AT89C51单片机的可视对讲门铃设计 -电脑知识与技术
2009,5(18)
毕业设计基于AT89C51单片机的智能小车设计
第1章绪论1.1课题背景目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支,出现于20世纪06年代。
当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此,移动机器人从无到有,数量不断增多,智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。
智能小车,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
智能车辆也叫无人车辆,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:(1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;(2)摄像机,用来获得道路图像信息;(3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆技术按功能可分为三层,即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。
上一层技术是下一层技术的基础。
三个层次具体如下:(1)智能感知系统,利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及驾驶员本身的状态信息,必要时发出预警信息。
主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。
碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。
基于89c51单片机的循迹小车设计报告
基于89c51单片机的循迹小车设计报告摘要本文介绍了基于at89c51单片机的智能小车的设计与实现。
小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
小车系统以AT89c51 单片机为系统控制处理器;采用红外对管获取赛道的信息;通过数字PID控制策略和PWM控制技术来对小车的方向和速度进行控制。
本文介绍了小车硬件和软件系统的设计过程。
目录摘要 (2)第一章引言 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计方案介绍 (2)1.3技术报告内容安排 (2)第二章技术方案概要说明 (3)第三章硬件电路的设计 (4)3.1单片机最小系统 (4)3.2传感器电路 (4)3.3电源电路设计 (5)3.4舵机及电机驱动电路设计 (5)第四章软件系统的实现 (6)4.1主程序设计 (6)4.2程序思路 (6)第五章结论 (7)附录:源程序主代码 (8)第一章引言1.1 设计目的通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在嵌入式系统中的应用。
进一步学习51单片机在系统中的控制功能,能够合理设计单片机的外围电路,并使之与单片机构成整个系统。
1.2 设计方案介绍该智能车采用红外对管方案进行道路检测,单片机根据采集到的红外对管的不同状态判断小车当前状态,通过pid控制发出控制命令,控制舵机和电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。
1.3 技术报告内容安排本技术报告主要分为三个部分。
第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明,主要内容是对整个技术方案的概述;第二部分是对硬件电路设计的说明,主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理等;第三部分是对系统软件设计部分的说明,主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。
第二章技术方案概要说明本模型车的电路系统包括电源管理模块、单片机模块、传感器模块、电机驱动模块、舵机控制模块。
在整个系统中,由电源管理模块实现对其他各模块的电源管理。
基于89C51单片机的多功能智能车设计
基于89C51单片机的多功能智能车设计Abstract: In recent years, intelligent vehicles have received increasing attention due to their potential for improving road safety and reducing congestion. This paper presents the design and implementation of a multi-functional intelligent vehicle based on the 89C51 microcontroller. The vehicle is equipped with various sensors and actuators, including infrared sensors, ultrasonic sensors, line tracking sensors, and DC motors. It also features a wireless communication module that allows it to be controlled remotely. The system is designed to detect obstacles, follow a blackline on the ground, and perform different maneuvers based on varying road conditions. Experimental results show that the intelligent vehicle is capable of performing these tasks effectively and efficiently. The proposed design can serve as a basis for further research in the field of intelligent vehicles.Keywords: Intelligent Vehicle; 89C51 Microcontroller; Sensors; Actuators; Wireless Communication1. IntroductionWith the rapid development of science and technology, intelligent vehicles have become a hot topic in the field of automotive engineering. Intelligent vehicles are designed to improve road safety, reduce congestion, and enhance thedriving experience. They are equipped with sensors and communication devices that allow them to interact with the environment and other vehicles. Moreover, they can perform various tasks autonomously, such as obstacle avoidance, lanedetection, and traffic signal recognition. This paperpresents the design and implementation of a multi-functional intelligent vehicle based on the 89C51 microcontroller.2. System ArchitectureThe intelligent vehicle comprises a 89C51 microcontroller, various sensors, actuators, and a wireless communication module. The microcontroller acts as the brainof the vehicle, controlling the movement of the DC motors and processing the data from the sensors. The sensors used inthis design include infrared sensors, ultrasonic sensors, and line tracking sensors. The infrared sensors are used todetect obstacles in front of the vehicle, while theultrasonic sensors are used to detect obstacles in a wider range. The line tracking sensors are used to follow the black line on the ground. The DC motors are responsible for the movement of the vehicle, and they are controlled by a motor driver circuit based on the 89C51 microcontroller.The wireless communication module is used to control the vehicle remotely. It is based on the ZigBee protocol, whichis a low-power, low-data-rate wireless communication protocol. The system uses two ZigBee modules, one connected to the microcontroller on the vehicle, and the other connected to a remote control device. The remote control device sends commands to the vehicle via the wireless communication module, enabling the vehicle to be controlled remotely.3. System DesignThe main objective of the system design is to enable the vehicle to perform various tasks autonomously. The system is designed to detect obstacles, follow a black line on the ground, and perform different maneuvers based on varying road conditions. The main components of the system are describedbelow.3.1 Obstacle DetectionThe vehicle uses infrared sensors and ultrasonic sensors to detect obstacles in its path. The infrared sensors are mounted on the front of the vehicle and are used to detect obstacles in a narrow range. The ultrasonic sensors are mounted on the sides of the vehicle and are used to detect obstacles in a wider range. The sensor data is processed by the microcontroller, which determines the presence and location of obstacles. The vehicle then takes appropriate action, such as stopping or changing direction, to avoid the obstacle.3.2 Line FollowingThe vehicle uses line tracking sensors to follow a black line on the ground. The sensors are mounted underneath the vehicle and are used to detect the position of the line. The sensor data is processed by the microcontroller, which determines the direction and speed of the vehicle. Thevehicle then adjusts its movement to follow the line.3.3 ManeuversThe vehicle is capable of performing different maneuvers based on varying road conditions. For example, it can perform a U-turn if it encounters an obstacle in its path or if it loses track of the line. It can also adjust its speed based on the distance to an obstacle or the curvature of the line.4. Experimental ResultsThe proposed design was implemented and tested in a laboratory setting. The vehicle was able to detect obstacles in its path, follow a black line on the ground, and perform different maneuvers based on varying road conditions. The wireless communication module allowed the vehicle to becontrolled remotely, enabling it to perform different tasks from a distance. The results demonstrate that the proposed design is effective and efficient in performing various tasks autonomously.5. ConclusionIn this paper, the design and implementation of a multi-functional intelligent vehicle based on the 89C51 microcontroller was presented. The vehicle was equipped with various sensors and actuators, including infrared sensors, ultrasonic sensors, line tracking sensors, and DC motors. It also featured a wireless communication module that allowed it to be controlled remotely. The system was designed to detect obstacles, follow a black line on the ground, and perform different maneuvers based on varying road conditions. The experimental results showed that the vehicle was capable of performing these tasks effectively and efficiently. The proposed design can serve as a basis for further research in the field of intelligent vehicles.。
电动小汽车方案
电动小汽车设计本次设计的简易智能电动车,采用AT89c51单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同。
采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度;行驶后,轮流显示小车采用LED数码管实时显示小车行驶的时间以及速度,小车停止时,显示总的行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。
本设计结构简单,较容易实现。
1. 设计任务:设计并制作了一个智能电动车,其行驶路线满足所需的要求。
1.1 要求:1.1.1 基本要求:(1)分区控制:如(图1)所示:(图1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。
在第一个路程C~D区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s;第二个路程D~E区(2米)以高速行驶,通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s。
(2)小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度,还能记录每段所走的时间,从而判断是否符合课程设计要求。
(记录显示装置安装在车上)。
2. 方案(主要有以下几模块)根据设计任务要求,并且根据我们自己的需要而附加的功能,该电路的总体框图可分为几个基本的模块,框图如(图3)所示:(图3)2.1 路面检测模块:采用铁片感应器TL-Q5MC来检测路面上的铁片从而给单片机中断脉冲。
原理图接线如(图4)所示:(图4)2.2 显示模块:采用由七段显示译码器7448配合外围电路来控制LED数码管的显示,当然当数码管驱动电压较小时,可以直接用7448进行驱动,而不用外加电源;LED基本驱动电路如下图所示:2.3 测速模块:2.3.1 方案1:采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲,达到测量速度的作用。
霍尔元件具有体积小,频率响应宽度大,动态特性好,对外围电路要求简单,使用寿命长,价格低廉等特点,电源要求不高,安装也较为方便。
基于单片机的智能小车设计_毕业设计论文
摘要AT89C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本系统以设计题目的要求为目的,采用AT89C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高。
实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
在智能小车控制系统的设计中,以AT89C51为核心,用L293D驱动两个直流电机,当产生信号驱动小车前进时,是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到黑线产生的电平信号通过LM393再返回到单片机,单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块,让小车来实现前进、左转、右转、停车等基本功能。
寻白线时,外部环境光线的强弱对小车的运动会产生很大的影响,基于此原因,本实验中的寻迹是指在白色地板上寻黑线。
寻迹是指通过红外发射管和接收管识别路径。
采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用;该设计报告共分为五章:第一章是智能小车总体概况。
介绍了小车的功能及展示了小车模型。
第二章是系统要求。
介绍了小车设计的要求及原理。
详细阐述了各功能模块的方案比较与论证,最后得出最终方案。
第三章是硬件实现及单元电路实现。
详细阐述了各部分电路的设计,并给出了原理图。
第四章是软件设计。
介绍了设计思想、程序流程图及具体程序设计。
第五章是系统调试。
介绍了调试软件WAVE ,以及软件调试过程;硬件测试及测试仪器和设备等。
最后是参考文献和附录。
关键词: AT89C51单片机;光电传感器;PWM调速;电动小车Smart cars designtheAT89C51 microcontroller is one of eight, his versatility and usability is the user high praise. This system to design for the purpose of the topic request, AT89C51 microcontroller as control core, ultrasonic sensor detection road barriers, the automatic control of electric car obstacle-avoidance, speed, and speed, and can be automatically stop recording time,mileage and speed, automatic tracing and light function. The whole system of the circuit structure is simple, reliable performance. The test results, this paper introduces the hardware design method of system analysis and test results.In the design of the control system of intelligent car, USES AT89C51 as the core, with L293D drive two dc motor driving car, when the signal generation, is going through tracing module of the infrared tubes are found by the black level signal generated LM393 single-chip microcontroller, return again according to the requirement of design procedure of judgment for motor driver module, let the car to achieve progress, left, right, the basic function such as parking. Find the white line, and the external environment of the strength of the light of sports car produce very big effect, this based on the experiments of tracing refers to the white striped floor found. Tracing is through infrared tubes and receive tube recognition path. Using the technology mainly include:(1) through programming to control the speed of the car,(2) sensor effective application,(3) new display chip USES,This design report is divided into five chapters:The first chapter is intelligent car overview. Introduces thefunction and the car show car model.Chapter 2 is the system requirements. Introduces the design requirement and the principle of car. Expounds the functional modules of the scheme comparison and argumentation, the final solution.The third chapter is hardware realization and unit circuit implementation. Expounds each part of the circuit design, and gives the principle diagram.Chapter four is a software design. Introduces the design idea and program flow chart and design program.The fifth chapter is debugging systems. Introduces the WAVE, and software testing software debugging process, Hardware testing and testing instruments and equipment, etc.The references and appendix.Keywords:AT89C51, photoelectric sensors, PWM control, electric cars目录绪论........................................................ (5)第一章智能小车总体概况 (6)1. 1 概况 (6)1. 2 总体结构图 (6)第二章系统方案设计 (7)2. 1 方案论证 (7)2.1.1 系统原理图 (7)2.1.2 路面情况检测方案的选择 (8)2.1.3 电动机的选择 (9)2.1.4 电动机驱动方案的选择 (9)2.1. 5 路程检测方案的选择 (9)2.1.6 障碍物探测方案的选择 (10)2.1.7 供电电源方案的选择 (10)第三章系统硬件电路设计 (11)3.1 系统硬件设计 (11)3.1.1 路面黑线检测设计与实现 (11)3.1.2 电动机驱动电路设计与实现 (11)3.1.3 车轮检速与路程计算 (13)3.1.4 红外避障电路 (15)3.1.5 电源电路 (15)第四章主控芯片介绍 (16)4.1. 1 AT89C51主控芯片介绍 (16)4.1. 2 电动机驱动芯片L293D (18)4.1. 3 串口电路芯片MAX232 (19)第五章软件设计 (19)5.1. 1 软件设计思想 (19)5.1. 2 主程序设计 (20)5.1. 3 显示子程序设计 (24)5.1. 4 避障子程序设计 (25)5.1. 5 寻迹模块软件程序设计 (26)第六章系统调试与结论 (29)6. 1 硬件调试 (29)6.1. 1 测试方法与仪器 (29)6.1. 2 软件程序调试 (30)6.1. 3 测试经验总结 (31)参考文献........................................................31致谢........................................................ . (31)附录A ........................................................ .33附录B......................................................... .34绪论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。
基于 89C51单片机的智能小车设计
基于89C51单片机的智能小车设计【摘要】本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统,包括小车系统构成软硬件设计方法。
寻迹小车采用光电传感器来识别白色路面中央的黑色引导线,利用AT89C51为控制核,通过红外发射和接收管采集信号,并将信号转换为能被单片机识别的数字信号。
单片机控制电机不同的转动状态,实现小车的前进、左转、右转等功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性高。
【关键词】单片机;寻迹;光电传感器;智能小车0.引言智能小车在感知效应方面全面模拟人的机器系统,它是人工智能技术的试验场。
智能小车具有识别、推理、学习和规划等智能机制, 可以把感知和智能化结合起来,能在非特定环境下工作,在恶劣条件下探测、救生等方面具有广阔的应用前景。
基于AT89C51单片机的智能循迹小车能沿黑色指引导线前进,通过红外发射接收,自动识别处理。
1.系统结构框图采用与路面颜色有较大差别的黑线作引导线,寻迹小车能够自动检测到黑线,并沿此黑线行驶。
本文设计的寻迹小车采用光电传感器来识别白色路面中央的黑线,判断车轮所在位置,并将检测到的信号进行转换后反馈给单片机,从而为单片机控制机器人的运动提供了信息。
系统结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图2.模块选择2.1控制模块使用数字逻辑电路制作,其特点是易于集成、简单方便,但是由于使用的器件较多、连线复杂、功耗大、体积大、线路和焊点较多。
导致电路不稳定,精确度不高。
2.2电动机模块使用继电器对电动机的开光进行控制,通过继电器的开光切换对小车进行调速。
其优点是体积小、工作稳定。
缺点是寿命较短、结构易损坏、响应时间慢。
2.3路面检测模块使用光电探测器对路面进行检测。
其工作原理是基于光电效应。
其优点是灵敏度高、稳定性好、响应速度快、受外界影响比较小、抗干扰性比较强。
3.系统的具体设计方案基本原理:这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走,由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同,可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。
基于单片机的智能电动小车的设计及实现
摘要:本文介绍一种以多种传感器为敏感元件,以AT89C51 单片机为控制核心的电动小车的智能控制系统。
文中叙述了该系统的硬件设计及软件流程图,并给出了实测结果。
该控制技术可用于智能机器人及自动停车控制系统的设计。
关键词:单片机;自动;中断;控制;传感器0 前言当前的电动小汽车基本上采取的是基于纯硬件电路的一种开环控制方法,或者是直线行使,或者是在遥控下作出前进、后退、转弯、停车等基本功能。
但是它们不能实现在某些特殊的场合下,我们需要能够自动控制的小型设备先采集到一些有用的信息的功能。
本文正是在这种需要之下开发设计的一种智能的电动小车的自动控制系统。
它以单片机AT89C51 为控制核心,附以外围电路,采用金属探测器、光电检测器等传感器材检测信号和障碍物;充分利用单片机的串口、并口资源和运算、处理能力,来实现小车的按轨迹直线行走、按轨迹转弯、检测轨道下的金属片并显示其数目同时发出声光警示、躲避障碍物、寻灯光进入车库,最后停车等智能控制系统。
1 系统硬件电路设计整个系统结构框图如1 所示。
图1 系统框图1.1 寻迹电路设计本设计需要检测直线行驶区和沿弧线行驶区具有一定黑白对比度的黑线。
图2 为寻迹发射和接收电路,共有两套,分别检测左侧车轮和右侧车轮的偏转情况。
采取的是反射取样式,高亮度的发光二极管与光敏二极管呈V 字型放置。
光敏三极管接收到的信号用LM358 进行电压比较与放大。
图2 的电路在+5V 电压下工作,根据发射管和接收管所需的工作压降和工作电流,选取的负载电阻如图中所示。
此部分电路的设计具有灵敏度高、可调节等特点。
图2 寻迹发射和接收电路1.2 金属探测及报警电路设计本设计需要检测在轨道下的未知位置处埋藏的金属片,并且在检测到金属片时,发出声光告警。
如图3 所示。
图中的探头为J2D-5NB 常闭型接近开关。
其输出电压可直接送给单片机进行处理。
当检测到金属片后,单片机马上输出信号,控制由NE555 时基电路构成的多谐振荡器开始振荡,驱动发光二极管D1 闪亮,蜂鸣器B1 断断续续的鸣叫。
以单片机AT89C51为控制核心的智能电动车的硬件设计
以单片机AT89C51为控制核心的智能电动车的硬件设计作者:方玮来源:《中国新通信》2013年第08期【摘要】以单片机AT89C51作为智能电动车的控制核心,利用H型PWM电路来控制电动机运转方向从而控制小车的行使轨迹;通过金属探测传感器探测金属,并发出声光报警;通过光电传感器来检测障碍物,有效避开障碍物。
【关键词】单片机AT89C51 PWM光电检测传感器金属探测传感器一、设计方案如图1所示,以单片机AT89C51为核心部分控制器件,利用金属探测传感器来对金属片的探测,利用光电传感器对障碍物的检测,用H型PWM电路来完成对电机的正反转,来控制小车的前进后退与方向的改变。
二、硬件电路的设计1.电机驱动电路的设计采用两个H型PWM驱动电路。
当Ub1为高电平,Ub2为低电平时,Q1、Q4管导通,Q2、Q3管截止,电动机正转;当Ub1为低电平,Ub2高电平时,Q1、Q4管截止, Q2、Q3管导通,电动机反转。
四个二极管可以在Ub1由高变低时,通过D2、D3两个二极管形成电动机电压回路。
控制系统电源为6V,运用了TLP521-4光耦集成块,改善驱动电流。
电路如图2所示。
2.矫正行使方向电路的设计为使小车沿着引导线行使,在小车的底部安装了两个收发一体化的红外传感器。
当小车发生向左发生偏转时,右边的红外线传感器就会接收到信号,向CPU申请中断,CPU将控制前轮电机实现向右转弯矫正;当小车发生向右发生偏转时,左边的红外线传感器就会接收到信号,向CPU申请中断,CPU将控制前轮电机实现向左转弯矫正。
电路如图3所示。
3.单片机最小系统的设计。
(1)AT89C51单片机最小系统采用AT89C51单片机与74LS373组成单片机的基本系统,对P2口的P2.5 P2.6和P2.7经74LS138地址译码器后作为INTEL8279的片选信号,P1口分别来控制前后电机的正反转和驱动报警电路以及传感器的收发电路。
电路如图4所示。
基于89C51单片机的智能小车设计
湖北轻工职业技术学院单片机实训报告题目:基于STC89C52的智能小车设计姓名:刘加象学号:20110302113专业:电子信息工程技术指导老师:何伶俐日期:2013-01-06信息工程系电信教研室目录引言 (3)一整体方案设计 (4)1.1整体方案设计的思路 (4)1.2整体方案的流程图 (4)二智能小车系统概况 (4)2.1恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N (4)2.2直流电机简介 (5)2.3显示模块的综合概括 (7)三模块方案比较与论证: (9)3.1电机模块的选择 (9)3.2电机驱动模块的选择 (9)3.3控制器模块的选择 (9)四系统硬件电路设计 (11)4.1显示模块的设计 (11)4.2直流电机的驱动模块 (12)五软件的简单介绍 (14)5.1K EIL的简介 (14)5.2PROTUES的简介 (14)5.3STC_ISP_V483的简介 (15)六结论 (18)七致谢 (18)参考文献 (19)附录一:实物图 (20)图1实物图 (20)图2实物图 (21)附录二:总程序 (21)引言随科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,也广泛应用于机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能机器人是一个多种高新技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,涉及到当今许多前沿领域的技术。
而随着社会的不断发展,智能设备的不断出现,无线遥控的运用也越来越广泛。
无线遥控器由于控制距离远,抗干扰性强,已越来越多的出现在生活的各个方面。
本文使用了一款通用的无线遥控电路,基于STC89C52作为控制核心,采用专用编码解码电路,由于其体积小、功能强大,因此可非常方便的移植到遥控机器人、遥控小车上等,并实现远距离控制。
在早期,遥控小车并不少见,但大多产品制造简单,实现的功能少,往往只有一些简单的功能,例如左转右转,前进后退等,大多采用红外控制,外加一些复杂的电路组合而成。
基于89c51单片机的智能超声波避障小车
基于89c51单⽚机的智能超声波避障⼩车接⼝实验课程结课论⽂学号、专业:姓名:论⽂题⽬:指导教师:所属学院:成绩评定教师签名桂林电⼦科技⼤学研究⽣院2014年 7 ⽉ 1 ⽇引⾔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。
第⼀章总体⽅案概述本⼩车使⽤⼀⽚A T89c52 单⽚机作为主控芯⽚;⽤HC-SR04超声波模块来探测前⽅障碍物的距离,⽤单⽚机P3.1⼝送出⼤于10us 的⾼电平,P3.0⽤来检测回波,⽤单⽚机定时中断计算超声波来回经历的时间,这样可以通过距离计算公式求得前⽅障碍物的距离;LCD1602液晶屏⽤来显⽰距离;L298驱动芯⽚⽤来驱动两个直流电机,在单⽚机P1⼝控制L298的IN1,IN2,IN3,IN4的⾼低电平来控制两个直流电机的正反转,并且在P1⼝输出PWM 波,控制车⼦的⾏驶速度;选⽤ISD1760语⾳芯⽚实现语⾳播报功能,主要采⽤独⽴按键⽅式,进⾏语⾳的录放,⽤单⽚机的P2.4⼝控制语⾳的播放。
本系统设计的简易智能⼩车分为⼏个模块:系统控制模块,测距模块,驱动模块,显⽰模块,语⾳播报模块以及电源模块。
以上相关模块的具体描述如下:系统控制模块:单⽚机STC89C52RC; 测距模块:HC-SR04超声波测距;驱动模块:芯⽚L298及其相关逻辑电路;显⽰模块:LCD1602及其外围电路语⾳播报模块:芯⽚ISD1760及其录放⾳电路;电源模块:4节1.5伏的锂电池它们之间的相互关系如下图1所⽰。
单⽚机控制模块液晶显⽰模块直流电机驱动模块超声波测距模块语⾳播报模块图1 智能⼩车简要原理框架图第⼆章硬件电路设计2.1 单⽚机控制模块此模块控制着超声波测距模块、液晶显⽰模块、直流电机驱动模块、语⾳播报模块的⼯作。
基于51单片机电动智能小车的设计
摘要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。
关键词:智能、红外线传感器、自动寻迹、语音控制AbstractAs a new product of modern society, intelligence is the trend in future development. It can work in some specific environment according to the mode which sets in advance. Dispensing with behavior adjustment management,but it can achieve the expected,even higher goal.The design mainly reflected a smart-car model,The theoretical scheme, analysis method, uniqueness and innovation etc. that pointed in this paper, I think they are will be certain reference value in design and popularity of automatic or semi-automatic robot such as automatic transportation robot, prospecting成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文(设计)(基于51单片机电动智能小车的设计)robot, cleaning household robot etc.. This car can be used as a model of development of toy, to make up the deficiency of technical content in the chinese toy market,to realize economic profit and to form commercial value.The design takes micro-controller 51 as control center, use wireless control to make car go forward, go backward or turn around; use infrared sensor to achieve the function of adaptive cruise and avoiding barriers.Using methods of contrast selection, module independence, integrated treatment; consulting a large number of related literature and data; and listing differnet solution; according to practical situation and choose the best scheme to design.The motor car body, the minimum system and wireless control, theauto-guiding of infrared diode or auto-avioding barriers and voice-control, step by step, the design is forming gradually. And then, debugging and checking every single module, getting the correct signal output. Finally, combining program, conforming every module efficiently to make it work.Key words:intelligence, infrared sensor, auto-guiding, voice- control目录第一章绪论 (1)第二章各模块分析选择 (2)第一节各单元方案比较与选择 (2)第二节总体设计框图 (3)第三章硬件设计 (5)第一节单片机控制模块 (5)第二节红外对管寻迹模块 (7)第三节电机驱动模块 (10)第四章软件设计 (11)第一节模糊控制算法 (11)第二节软件设计框图 (12)第三节软件程序设计部分源程序 (13)第五章制作和调试 (17)第一节使用的仪器仪表及软件 (17)第二节系统制作 (17)第三节系统调试 (17)第六章结论与展望 (21)结束语 (22)谢辞 (23)参考文献 (24)第一章绪论智能化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。
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2009年第10期福建电脑
基于AT89C51单片机智能电动小车设计
郭巧惠
(仰恩大学计算机与信息学院福建泉州362014)
【摘要】:本设计采用AT89c51单片机对电机进行控制,采用PWM脉宽调制方式实现对直流电机转速的控制,采用H型驱动电路控制电机转向。
通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号,信号经过芯片L293D驱动步进电机实现智能小车的方向控制。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高,为工厂的智能控制化做好铺垫。
【关键词】:AT89C51单片机,PWM,L293D
一、前言
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。
特别在智能控制方面,小车按固定的轨道运行(寻迹)以及遇见紧急情况(行人)可以避开(避障),在工厂里的智能控制方面非常重要。
因此智能电动小车的设计也越来越重要。
下面我们就从智能电动小车的设计展开论述。
二、总体设计框图及控制原理
本智能电动小车设计采用AT89C51作为控制器,开始由手动启动小车,并复位,当经过规定的起始黑线,由超声波传感器和红外光电传感器检测,通过单片机控制小车开始避障、调速;系统的自动避障功能通过超声波传感器正前方检测和红外光电传感器左右侧检测,由单片机控制实现;在电动车进驶过程中,采用双极式H型PWM脉宽调制技术,以提高系统的静动态性能。
系统控制框图如图1所示:
图1系统控制框图
三、分部硬件设计
1、小车本体选择
为了方便我们选用四轮式行走机构,它具有以下特点:结构简单、运动平稳、移动速度快、易于控制。
车体框架,基于方便,我们以对称结构为基础设计。
电动小车整体图如图2所示。
图2样车图
图3AT89C51单片机最小系统
2、单片机小系统避障设计
AT89C51是片内有ROM/EPROM的单片机,因此,这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。
用AT89C51单片机构成最小应用系统时,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可,如图3所示。
3、避障电路设计
避障系统采用的是超声波检测。
接收电路的输出端接单片机的外部中断源输入口。
系统定时发射超声波,在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器,利用定时器的技术功能记录超申博发射的时间和接收到发射波的时间。
但收到超声波的反射波时,接收电路输出端产生一个负跳变,在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号,单片机相应外部中断请求,执行外部中断服务子程序,读取时间差,计算距离。
避障电路如图4所示。
图4超声波避障
4、小车寻迹电路设计
利用红外线在黑线和白纸对光的反射系数不同的特点,在小车在行驶过程中不断向地面发射红外光,根据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。
利用这个原理,可以控制小车行走的路迹。
当红外发射管发射红外线信号,经白色反射后,被接收管接收,一旦接收管接收到信号,光敏三极管导通,比较器输出低电平,而红外线信号经黑色吸收后,光敏三极管截止,比较器输出高电平,这就实现了通过红外检测信号的功能。
将检测到的信号送到单片机进行分析处理。
然后将处理后的结果发送到电机驱动模块,进行校正。
为了保证小车沿黑线行驶,我们采用了四个线外探测头进行并行排列,进行两级方向纠正控制,这样控制精度得以提高。
在小车行走过程中,若向左方向偏离黑线,则右侧的探头就会检测到黑线,把信号传送到单片机。
进行处理校正。
控制其向右转,反之,向左转。
电路如图5.在该电路中,加比较器LM339的目的,是使模拟量转化为开关量,便于处理。
为使发射有一定的功率,发射回路要求不小于20mA的电流。
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2009年第10期
福建电脑(上接第122页)
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(上接第96页)
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参考文献:
1.刘君华.基于labVIEW 的虚拟仪器设计[M].北京:电子工业出版社,2003
2.杨乐平,李海涛,赵勇等.LabVIEW 高级程序设计[M].北京:清华大学
出版社,2003
3.李威宣,余益斌.基于虚拟仪器(VI )技术的小波信号处理研究[J]武汉理工大学学报,2004,26(5)
2005,28(4):30-32
2.赵玉忠.映秀湾水电总厂工业电视安全监视系统.电力系统自动化,2000,24(5):59-60
3.姜永富.五强溪电厂工业电视监控系统数字化改造.水电厂自动化,2003,91(1):70-74
4.许晔,刘书玉,蒋一峰.全数字工业电视网在大朝山水电站的应用.水电站机电技术,2005,28(8):34-35
5.邰圣平,栗钢.基于数字化主干的工业电视监视系统在梯级水电站的
应用.水电厂自动化,2007,114(4):309-311
6.耿瑞杰,姜相东.水电厂工业电视系统数字化.水电站机电技术,2005,
28(3):20-22
7.刘明,李欣,杨霖.H.264帧内预测算法的研究与优化.中国新通信,2009,(9):64-67
8.李仲男.宽动态技术探讨.A &S 安防工程商,2006,(12):40-429.刘弋.宽动态技术详解.中国公共安全:智能交通,2006,(5):42-44
图5寻迹电路5、电机驱动电路设计
智能小车行走功能的实现依靠电机的驱动和调速。
一个电动车整体的运行性能,首先取决于它的电池系统和电机系统。
通常使用的电机类型:步进电机和直流电机。
直流电机:功率大,速度快需要齿轮减速器,电流通常大,控制(PWM ),体形较小,操作方便。
我们采用L293D 芯片,其驱动电路如图6所示。
使用电机驱动芯片L293D ,不仅可以大大简化驱动电路,而且功率容量大,有利于电机转速的稳定。
L293D 在电机控制中可以灵活的应用,如对电机输出能力的控制,在单片机中可以进行脉宽调制(PWM ),实现对电机转速的精确控制。
图6电机驱动电路
四、测试数据及实物图
1、测试数据(1)寻迹模块:
寻迹模块硬件数据测试,当红外对管下是白色和黑色时所对应的电压值如下表。
表4.1红外发射对管输出电压调试数据表
所测对应电压值为正常范围。
(2)避障模块:
避障模块硬件数据测试,用示波器对输出端进行测试,所得波形如图7所示。
图7超声波接收头输出波
所测波形属正常范围。
(3)电机驱动模块:电动机能正常运转。
2、实物图及结论
智能电动小车实体如图8所示,小车总体的运行情况比较良好,能够按照设定的路线进行寻迹,能够进行简单的避障,但是性能方面还有待进一步进行提高,能够应用于实际现场中,提高工厂中的智能控制化。
图8智能电动小车实物图
参考文献:
1.张红莲.基于单片机的超声波测距系统的设计[M].PLC&FA.2008.93.卓晴,黄开胜,邵贝贝.学做智能车[M].北京航空航天大学出版社.2007.3
2.李全利,仲伟峰,徐军.单片机原理及应用[M].清华大学出版社.2006.24.张丹,贺西平.基于单片机的超声波测距系统的设计[J].纺织高校基础科学学报.2008.5
5.韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计[M].机械工业出版社.2005.1
6.徐建军.MCS-51系列单片机应用及接口技术[M].人民邮电出版社.003
7.冯建华,亮.单片机应用系统设计与产品开发[M].人民邮电出版社.2004
8.李云钢,逢兴,龙志强.单片机原理与应用系统设计[M].中国水利水电出版社.2008.6
9.潘超群.单片机控制技术在通信中的应用:MCS-5系列[M].电子工业出版社.2008.8
10.三恒星科技.MCS-51单片机原理与应用实例[M].电子工业出版社
.2008.01
140。