"基于51的避障循迹重力感应遥控的智能小车设计"

0 下载量 40 浏览量 更新于2024-01-23 收藏 3.1MB DOC 举报
本文介绍了一项基于51单片机的避障循迹重力感应遥控智能小车的设计。这项设计的选题背景是随着汽车工业的快速发展,智能小车的研究也越来越受到关注。全国范围内的电子大赛和省级电子大赛中,智能小车的题目几乎每次都有出现,并且各高校都非常重视这个研究方向。因此,本设计课题就是在这样的背景下提出的,并且指导老师已经做了充分的准备。 本设计课题是一项结合科研项目的设计类课题。设计的智能电动小车应该具备自适应能力,能够自动避障,并且能够智能规划路径。智能化是现代社会的新趋势,它可以根据预先设定的模式在特定的环境中自主运行,无需人为干预,能够达到预期的目标,甚至更高的目标。与遥控小车不同,智能小车无需人为控制转向、启停和进退,甚至一些更先进的遥控车还能控制车速。传统的模型小车属于遥控车的范畴,而智能小车则通过计算机编程来实现对行驶方向、启停和速度的控制,无需人为干预。操作者可以通过修改智能小车的计算机程序来改变其行驶方向。因此,智能小车具备再编程的特性,可以被看作是机器人的一种。 从1978年开始,中国将"智能模拟"作为国家科学技术发展规划的主要研究课题,并开始致力于智能化的研究。从概念引入到实验室研究的初期阶段,智能化的研究不断取得了新的突破和进展。智能小车作为智能化研究的一个具体应用,逐渐得到了越来越多的关注。 本设计采用了51单片机作为核心处理器,其他模块包括避障模块、循迹模块和重力感应遥控模块。避障模块通过超声波传感器来检测车辆前方的障碍物,当检测到障碍物时,智能小车会自动停下或转向避开障碍物。循迹模块通过光电传感器来检测车辆所处位置的黑线,根据不同的光电传感器的反馈信号,智能小车可以自主跟随或离开黑线行驶。重力感应遥控模块通过检测车辆的重力加速度来实现对车辆的遥控。 本设计的主要目标是使智能小车能够自主避障并按照预定路径行驶。通过编程控制,智能小车能够根据实时传感器信号进行决策,并且能够适应各种复杂的环境。设计师将使用C语言来编写智能小车的程序,并且将利用小车上的各种传感器和执行器来实现程序的功能。此外,本设计还将对智能小车进行实际测试,以验证其性能和可靠性。 通过这个设计项目,设计者可以深入了解智能化控制系统的原理和实现方法,掌握嵌入式系统的设计和开发技术,提高对C语言的编程能力。在实践中,设计者还可以培养自主学习和解决问题的能力,提升团队合作和沟通能力。 综上所述,本文简要介绍了一项基于51单片机的避障循迹重力感应遥控智能小车的设计。通过这项设计,设计者可以深入了解智能化控制系统的原理和实现方法,提高对嵌入式系统设计和开发技术的理解,提升编程和解决问题的能力。通过实际测试,设计者可以验证智能小车的性能和可靠性。这项设计的实施将带来更多对智能小车和智能化研究的进一步探索和应用。
2023-05-27 上传
智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第1页。智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第1页。智能循迹避障小车设计毕业设计 智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第1页。 智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第1页。 智能循迹避障小车设计 摘 要 本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用红外线传感器进行寻线,控制电动小汽车的自动循迹,并再通过光电开关探测障碍,从而控制电机转向,实现进行壁障功能。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。本文着重叙述了该系统的硬件设计方法、软件设计方法及测试结果分析。小车运行方案,在现有玩具电动车的基础上,加装红外线光电开关模块和红外寻线模块,实现对电动车位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。 关键词:80C51单片机、红外线传感器、光电开关、电动小车 Abstract The system requirements of the design project for the purpose of the 80C51 microcontroller for the control of the core,the use of the hunt and infrared sensors,automatic obstacle acoidance control of electric cars,and the photoelectric switch to the barrier function.The electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyse. Car is running the program, under the existing toy electric car, based on the installation of super sonic sensor and infrared sensors, to achieve the location of electric vehicles,operational status of the real-time measurement, and measurement data sent to the microcontroller for processing, then SCM detected according to a variety of data to achieve intelligent control of electric vehicles. Key words: 80C51 single chip computer, infrared sensors, photoelectric switch, the electric car 智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第2页。智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第2页。 智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第2页。 智能循迹避障小车设计毕业设计全文共5页,当前为第2页。 目 录 第1章 绪 论 .............................................................................................................. 1 1.1 研究目的及意义 .......................................................................................... 1 1.2 国内外发展情况 .......................................................................................... 2 第2章 整体设计框架 ................................................................................................ 3 2.1 方案选择及论证 ........................
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智能循迹避障声控小车设计 摘 要 系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。采用 P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹,小车可以前进或后 退,遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行,系统可以利用声音控制小车的启停 。整个系统小巧紧凑,控制准确,性价比高,人机互动性好。 关键词:P89V51单片机;红外避障;线路寻迹;直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost- effective, good human-computer interaction. KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance;Tracing;DC motor speed 目 录 1 系统设计 1 1.1 设计要求 1 1.1.1 基本要求 1 1.1.2 扩展部分 1 1.2 总体设计方案 1 1.2.1 基本模块设计方案论证与比较 1 1.2.2 系统总体设计方案 5 2 单元硬件电路设计 6 2.1 光电对管寻迹模块 6 2.2电机驱动电路的设计 6 2.3红外避障模块 7 2.4 单片机P89V51核心模块 8 2.5 声控电路 8 2.6 语音播报模块 9 3 系统软件设计 10 3.1主程序流程图 10 3.2 传感器数据处理及寻迹程序流程 11 4 系统测试 12 4.1 硬件测试 12 4.2 硬件与软件的联机测试 12 5 测试数据及实验结果 13 参考文献 14 1 系统设计 1.1 设计要求 1.1.1 基本要求 1. 小车可以自动寻迹在设计好的线路上向前或向后跑。 2. 拍手的声音可以启动、停止小车运动。 3. 线路两端有挡板,当小车向一个方向运行到挡板位置停止,然后向反方向续 运行至挡板位置,如此重复。 4. 小车由电池供电,电池采用1200mah容量,小车运行时间需要持续24小时以上。 5. 小车运动速度要控制在0.1m/S以上。 1.1.2 扩展部分 1、能实现语音播报前后方有障碍物; 1.2 总体设计方案 1.2.1 基本模块设计方案论证与比较 (1)车体设计 方案1:购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱 动电路。但是一般的说来,玩具电动车具有如下缺点:首先,这种玩具电动车由于装配 紧凑,使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次,这种电动车一般都是前轮转向后 轮驱动,不能适应该题目的方格地图,不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至18 0度的弯角。再次,玩具电动车的电机多为玩具直流电机,力矩小,空载转速快,负载性 能差,不易调速。而且这种电动车一般都价格不菲。因此我们放弃了此方案。 方案2:自己制作电动车。经过反复考虑论证,我们制定了左右两轮分别驱动,后万 向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动, 车体前部装一个万向轮。这样,当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电 动车的原地旋转,由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。 在安装时我们保证两个驱动电机同轴。当小车前进时,左右两驱动轮与后万向轮形成 了三点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳,可以避免出现后轮过低而使左右两 驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移,前万向轮起支撑作用。 对于车架材料的选择,我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车 架更加牢固,比铁制小车更轻便,美观。 (2) 电机的选择 对于智能小车来说,其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。由于本题目要实现 对寻迹路线的准确定位和精确测量,我们综合考虑了一下两种方案。 方案1:采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的定位, 可以实现小车前进路