基于单片机的智能小车的设计毕业论文

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80C51 单片机是一款八位单片机，他的易操作性和多功能性受到了广大用户的好
, y& t. `% J% G0 f& T; o评。这里着重介绍的是怎样使用80C51单片机来实现智能小车的毕业设计，该设计是结
合科研项目而最终确定的设计类课题。本系统是以设计题目的要求为目的，采用80C51
) ^9 S! B' v- m单片机为控制核心，利用循迹模块循迹黑线，从而控制智能小车的自动巡线，快慢速行
- J6 K0 u5 w* y4 h: Y1 H# I/ Z7 `驶，以及自动停车，通过遥控模块来手动控制智能小车和自动寻光功能。整个系统的电
路结构简单，可靠性能高。实验测试结果能满足设计的要求，本文着重介绍了该系统的
硬件设计方法以及测试结果的分析。
' o5 k3 X: L. g5 a0 }采用的技术主要有：
（1）、通过编程来控制小车的自动运行；
! {2 e2 ?" f6 V（2）、传感器的有效应用；
2 ]9 ^+ h. _: z+ E4 g" W6 V（3）、手动和自动的结合使用.

& o; Y0 @; I# @第1 章前言
一：随着生活水平的提高，交通工具成为必不可少的工具，交通事故也频发。人为因素
占一部分原因，但最主要就是交通工具存在的缺陷， 经常在新闻中说什么配件存在问题，
要招回多少辆车。
- J2 j$ w/ n: a8 u" P二：前段时间在新闻中听到有位教授带领他的团队，研发了一部无人驾驶的小车，超车
$ W5 j% ]* i6 x; N多少次。
; t: F! i  |* L; j- u三：全国电子大赛和省内电子大赛都有智能小车比赛以及机器人比赛，全国各高校也都
5 l' N% h. d' R5 |3 ~7 T0 `很重视该题目的研究。其研究的意义很大。
0 W- k3 A% d1 x: k! m0 k, w% `本设计就是基于以上的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是采用
科研项目而确定的设计类课题。设计的智能小车应该具有转弯、反向、避开障碍物，循
迹，遥控。
" D. R+ R$ V" A) j* Q; A4 A* t. A根据题目的要求， 确定如下方案： 用买来的小车底板加电机以及轮子确定小车外形，
1 \  K2 o4 q- S: `1 i5 X; B9 z加装寻线、红外线、碰撞、开关感器以及遥控模块， 可以达到对智能小车的速度、位置、
5 e( ^$ U( j, E1 A+ h9 y7 g运行状况的测量，并将测量数据传送至单片机进行逻辑处理，再由单片机根据所检测的
各种电平实现对智能小车的控制。
这种方案能实现对智能小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，
: Q- O/ w3 k# Q可达到对系统的各项要求。本设计使用MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控
制核心，利用壁障模块检测道路上的障碍，控制智能小车的自动避障，减速转弯，以及
自动停车，自动寻迹和遥控功能。80C51是一款八位单片机，它的易用性和稳定性受到
4 @/ t- r) g2 u. l了广大用户的好评。它是第三代单片机的代表。
第三代单片机有Intel 公司MCS-51系列的新一代产品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑
9 a/ p) F+ u" U& J80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,还包括了ATMEL﹑Philips ﹑Siemens﹑OKI﹑ADM﹑
  _- f0 f  J: z6 [Fujutsu ﹑Harria-Metra 等公司以80C51为核心推出的大量各具特色的单片机，使用原
+ y# s; z2 j  C* [( m理相同。新一代的单片机的最主要的技术优势是扩展了外部接口电路， 实Microcomputer
完善的控制功能，将一些外部接口功能如WDT﹑A/D﹑PWM﹑PCA﹑高速I/O 口﹑计数器的
捕获/ 比较逻辑等集为一体。这一代单片机中，在总线方面的进展是为单片机配置芯片
/ {$ s; B. k1 K) F& E) R间的串行总线，为单片机的应用系统设计提供了更灵活的处理方式。
- ]; u+ l1 J6 F8 V  R* x$ E7 `新一代单片机给外设提供了相当完善的总线结构， 为系统的扩展与配置提供了很好
; U# Q" m5 M! V2 X的帮助。
南昌理工学院本科生毕业论文
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第2 章方案设计与论证
根据题目的要求， 确定如下方案： 用买来的小车底板加电机以及轮子确定小车外形，
加装寻线、红外线、碰撞、开关感器以及遥控模块， 可以达到对智能小车的速度、位置、
) }& x3 }( O2 `运行状况的测量，并将测量数据传送至单片机进行逻辑处理，再由单片机根据所检测的
5 w% u( ~; Q9 x. D9 ]各种电平实现对智能小车的控制。
1 k# `5 ?# S( W4 D这种方案能实现对智能小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，
( v- _+ q, {$ f% a0 b8 P6 n9 t: W& _可达到对系统的各项要求。
2.1 直流调速系统
方案一：串电阻调速系统。
' b( n0 a  x8 D$ ?( I7 n方案二：脉宽调制系统。
可以通过串电阻调速，工作原理就是改变其中电阻值，来改变电压的大小。在电
+ ]4 A5 k; t& |8 ?. M$ C/ i机驱动电路中通过改变L298中的VS脚的电压大小来达到直流调速。这样存在很多问题，
0 r# F$ \3 a' c第一：精确度不高。第二：调节麻烦。
" j2 ~7 D& |' j: c$ t  \与串电阻调速系统相比，脉宽调速系统有如下优点：
（1）成本低。
4 Q) b' G, q3 Y" `5 n（2）软件调节。
（3）精确度高。
脉宽调制式变换器的主电路就是脉宽调速系统，简称PWM变换器，也就是占空比
* [# @$ k( j' Q0 A% }2 Q0 P7 L! I的不一，往往通过调节一个周期中高电平的所占的时间，也决定本实验中的直流电机的
- o" P" j$ |$ B1 i速度快慢。
所以我们可以选择方案二来进行调速。
! F; t4 {: C; P6 Y2 p; @6 Y6 g1 p1 s7 z2.2 检测系统
. ~# n/ X2 G& A检测系统主要采用的光电检测， 可以采用各种对应的模块对智能小车的避障、位置、
行车状态进行检测。
2.2.1 智能小车的起始跟结束以及行进过程中的检测
本系统使用的是红外对射光电传感器来对路面的起止的检测， 智能小车底盘的前段
! ~& c5 L+ ~) A( y% V7 W放置寻迹模块，用来检测出前进方向的黑线。利用壁障传感器检测障碍，还利用遥控模
块来手动控制。
本系统共设计四个光电三极管，分别放置在智能小车车头的左、右两个方向，用来
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& M8 L9 L4 o* H  A4 X, H. X4 V控制智能车的行走方向，当左边的寻迹模块接收到光照时，小车向右转动；当右边的寻
( J/ z4 C8 Y" e0 t' y% Q迹模块接收到光照时，小车向左转动；假如两边的光电三极管都接受到了反射回来的光
) w- D6 K$ D" J1 G: y线的话，小车前进。见图2.1 智能小车检测方向的电路(a) 。行进中检测方向的电路（见
图2.2 智能小车检测方向的电路(b) ）其中所使用的也就是光电三极管， 来实现这效果。
这样这电路中使用的是一个红外发射管串联一个150 的电阻，另一端连接的是一个光电
0 j; z( B$ d8 C( H% g1 o: I三极管串联一个合适的电阻值。红外发射二极管照射地面，黑线和白线所反射的光线强
1 `4 G, G. M% [6 ]. U弱不同来输出一个对应的电平信号。
. c% ~* H1 z8 i2 g" `/ C/ T这个寻迹模块安装在小车前段，离地面一定的距离。小车正常启动时，红外发射管
* v" L6 l: S% L: c, h/ i1 K发射红外线给地面，假如经过的地面为白色，会反射光线给红外三极管，输出一个高电
平；智能小车路径黑线时，红外发射二极管发射的光线会被黑线吸收掉，所以光电三极
/ Q, {& b& w5 ]; K2 t" W管接受不到光线，传感器输出低电平信号送80C51单片机处理，单片机控制L298 对应
0 X: ]. T0 ~& Z7 E6 G. Q# ^  `的口输出对应的电平控制电机的转动，来实现循迹。

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