基于arduino的智能小车的设计Word文档下载推荐.docx

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并且，用PWM系统调速，控制小车前进的速度。

实现小车根据外部环境，做出前进、后退和转向等动作，从而完成避障的功能，本设计具有有一定的实用价值。

关键词：

Arduino单片机；

超声波传感器；

避障

Abstract

Thispaperdescribesthedesignofmobilerobotbehavior-baseddesignandimplement——Anewultrasound-basedintegrateddevelopmentenvironmentArduinoobstacleavoidancecarworks.Theseincludetheimplementationofcarcomponents,buildingstructures,sensors,Arduinomicrocontrollersoftwareprogrammingandtestresultspresentation.

TheprogramtoArduinomicrocontrollercore,basedontheprincipleofultrasonicdistancemeasurementbatsusingultrasonicsensorstodetectobstaclesinfrontfromthecar,andthentransmitsthedatatothemicrocontroller.Whentheultrasonicdistanceinfrontofthecardetectsobstacles25CMSCMissuedadirectivetomakethecarturnleftonanangle,thencontinueprobingstoptraveling.Ifthereisnoobstacleinfrontofthe25CMstraight,turnleftorcontinuecertainangle.Sothecaseoftheultrasoniccontinuousloopthroughthesurroundingenvironmenttoautomaticallydetectavoidance.

ThesystemhardwaredesigntoArduinomicrocontrollercore,withultrasonicsensorsdetectobstaclesinfront,sothatautomaticobstacleavoidance.Onthesoftwareside,theuseofArduinoprogramminglanguagetocontrolthecarrunningthroughsoftwareprogramming.ThesystemusesthedriversideL298NdrivetwoDCmotorsdrivethecarrunning.And,withthePWMsystemspeed,speedcontrolcarforward.Realizethecaraccordingtotheexternalenvironment,madeforward,backward,andsteeringmovements,thuscompletingtheobstacleavoidancefunction,thedesignhasacertainpracticalvalue.

Keywords:

Arduino;

ultrasonicsensors;

obstacleavoidance

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章绪论 5

1.1、 论文的选题背景 5

1.2、 Arduino单片机概述 6

1.3、 Arduino机器人发展现状 7

1.4、 Arduino智能避障机器人研究意义和目的 9

1.5、 项目主要研究内容 9

第二章避障小车机器人的总体设计 10

2.1、 设计原理与方法 10

2.2、 硬件设计 10

2.3、 软件设计 11

2.3.1、 Arduino语言 11

2.3.2、 ArduinoIDE 12

2.4、 设计前期准备 14

第三章硬件模块 16

3.1、 各模块的的基本性能 16

3.1.1、 单片机模块 16

3.1.2、 电机、电机驱动模块 17

3.1.3、 避障模块 19

3.1.4、 电源模块 19

3.2、 小车的基本搭建 20

3.3、电路连线 28

3.3.1、 电机的连线 28

3.3.2、 超声波云台接线 32

第四章软件模块 34

4.1、 软件设计思路 34

4.2、 程序设计代码 35

第五章实验及结果分析 42

5.1、 预期目标 42

5.2、 遇到的问题和解决方法 42

5.3、 硬件的调试与整合 43

5.3.、调试思路 43

5.3.2、 调试超声波模块 44

5.3.3、 电机调试 44

5.4、 心得体会 45

第六章设想与展望 46

参考文献 47

致谢 48

扣地机器人

灭火机黯人

图1-1：

机布人应用

6

第一章绪论

1.1、论文的选题背景

随着现代计算机技术的不断发展和普及，机器人的发展已经遍及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。

小到智能玩具，大到机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等各个领域。

人们将计算机技术更加广阔的运用的人类生活中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想，并一直在为之努力。

在我们的生活里，有很多的机器人，如图1-1所示，这两种机器人分别是扫地机器人和灭火机器人。

他们在我们的生活中非常常见也很实用，他们的特点就是无需人们的控制，能够自行运动完成他们的任务。

那么这就需要一个非常必要的基础功能，那就是能够感知并躲避前方的障碍物。

因此，在本次的设计中，我们将设计出一个能够避障机器人，在具有这个基本功能的基础上，我们就可以为他附加更多的功能，赋予它更多的实用价值。

选用Arduino单片机作为控制核心，使用仿生超声波技术传感器进行避障的实现。

“智能避障机器人”作为现代社会的新产物，也是以后的发展方向，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。

1.2、Arduino单片机概述

Arduino,是一个基于开放原始码的软硬件平台，构建于开放原始码simpleI/O介面版，并且具有使用类似Java,C语言的Processing/Wiring开发环境。

它包含两个主要的部分：

硬件部分是可以用来做电路连接和Arduino电路板；

另外一个则是ArduinoIDE,你的计算机中的程序开发环境。

你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。

Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。

板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，收录进微控制器。

对Arduino的编程是利用Arduino编程语言（基于Wiring）和Arduino开发环境（basedonProcessing）来实现的。

基于Arduino的项目，可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信（比如Flash,Processing,MaxMSP）来实现。

可以自己动手制作，也可以购买成品套装;

Arduino所使用到的软件都可以免费下载.硬件参考设计（CAD文件）也是遵循availableopen-source协议，你可以非常自由地根据你自己的要求去修改他们.

Arduino可以使用开发完成的电子元件例如Switch或sensors或其他控制器、LED、步进马达或其他输出装置。

Arduino也可以独立运作成为一个可以跟软件沟通的接口，例如说：

flash、processingλMax∕MSP>

VVVV或其他互动软件…。

Arduino开发IDE接口基于开放源代码原，可以让您免费下载使用开发出更多令人惊艳的互动作品。

其主要特点如下：

1） 开放源代码的电路图设计，程序开发接口免费下载，也可依个人需求自己修改。

2） 使用低价格的微处理控制器（AVR系列控制器），可以采用USB接口供电，不需外接电源，也可以使用外部9VDC输入。

3） Arduino支持ISP在线烧，可以将新的“bootloader”固件烧入AVR芯片。

有了bootloader之后，可以通过串口或者USBtoRs232线更新固件。

4） 可依据官方提供的Eagle格式PCB和SCH电路图简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制；

可简单地与传感器，各式各样的电子元件连接（例如：

红外线，超音波，热敏电阻，光敏电阻，伺服马达等）

5） 支持多种互动程序,如：

FlashλMax∕Msp>

VVVV>

PD、C、Processing等。

6） 应用方面，利用Arduino,突破以往只能使用鼠标、键盘、CCD等输入的装置的互动内容，可以更简单地达成单人或多人游戏互动。

我们为什么要使用Arduino?

有很多的单片机和单片机平台都适合用做交互式系统的设计。

例如：

ParallaxBasicStamp,Netmedia'

sBX-24,Phidgets,MIT,sHandyboard和其它等等提供类似功能的。

所有这些工具，你都不需要去关心单片机编程繁琐的细节，提供给你的是一套容易使用的工具包。

Arduino同样也简化了同单片机工作的流程，但同其它系统相比Arduino在很多地方更具有优越性，特别适合老师，学生和一些业余爱好者们使用：

和其它平台相比，Arduino板算是相当便宜了。

最便宜的Arduino版本可以自己动手制作，即使是组装好的成品，其价格也不会超过200元。

而且Arduino软件可以跨平台运行在Windows,MacintoshOSX,和Linux操作系统。

而大部分其它的单片机系统都只能运行在Windows上。

另外，它具有简易的编程环境。

初学者很容易就能学会使用Arduino编程环境，同时