智能小车控制系统设计-哈尔滨理工大学毕业论文.doc

智能小车控制系统设计-哈尔滨理工大学毕业论文.doc

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哈尔滨理工大学学士学位论文

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哈尔滨理工大学毕业设计（论文）评语

学生姓名：

学号：

学院：

自动化学院专业：

自动化

任务起止时间：

2010年3月8日至2010年6月25日

毕业设计（论文）题目：

智能小车控制系统设计

指导教师对毕业设计（论文）的评语：

论文论述了智能小车的制作与控制，介绍了基本原理，在此基础上进行基于单片机系统的软硬件设计，实现了对小车的控制，最终实现智能化。

该论文结构合理，格式规范，语言流畅，方案设计合理，理论分析正确，达到了本科毕业学位论文要求，同意参加答辩。

指导教师签名：

指导教师职称：

工程师

评阅教师对毕业设计（论文）的评语：

评阅教师签名：

评阅教师职称：

答辩委员会对毕业设计（论文）的评语：

答辩委员会评定，该生毕业设计（论文）成绩为：

答辩委员会主席签名：

职称：

年月日

教务处制表

-II-

哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书

学生姓名：

学号：

学院：

自动化学院专业：

自动化

任务起止时间：

2010年3月8日至2010年6月28日

毕业设计（论文）题目：

智能小车控制系统设计

毕业设计工作内容：

了解控制原理及设计规律，在此基础上进行智能小车系统的软硬件设计。

时间安排如下：

第1—2周：

查阅相关资料并翻译外文资料；

第3—4周：

学习智能车的相关知识，开发出最小系统板；

第5—6周：

熟悉智能车的工作原理及开发调试过程；

第7—9周：

对智能车的各项参数进行测定并分析；

第10—12周：

对智能车硬件结构进行设计；

第13—14周：

利用keil编写上位机程序，并进行程序的调试；

第15—16周：

书写论文的初稿，进一步完善控制系统及功能；

第17周：

修改并完成书面论文，准备答辩。

资料：

1飞思卡尔半导体公司．全国大学生智能车竞赛与飞思卡尔S12单片机.单片机与入式系统应用[J]．2007，（8）：

78-79

2徐鹤．浅谈自动导向车（AGV）原理与应用[J]．天津成人高等学校联合学报2005，7（5）：

50-52

3Chen．Bo．theelectricpowerdragsalongtomoveautomaticcontrolsystemversion2，Peking:

themachineindustrialpublisher2000：

127-130

4高月华.基于红外光电传感器的智能车自动寻迹系统设计[J]．半导体光电，2009，30

（1）：

134-137

指导教师意见：

签名：

年月日

系主任意见：

签名：

年月日

智能小车控制系统设计

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。

智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。

一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。

本次设计的简易电动智能小车，采用STC89C52单片机作为小车的检测和控制核心，充分利用了自动检测技术、单片机最小系统、液晶显示模块电路，以及声光信号的控制、电机的驱动电路。

通过KeilC和PROTEUS的仿真，实践操作与调试，最终实现小车的寻迹、自动往返与避障等功能。

综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。

使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面环境，由单片机控制行进，实现初步的无人控制。

单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。

单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。

本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用反射型光电探测器进行寻迹操作，利用光电传感器检测道路上的障碍，运用单片机的运算和处理能力来实现小车的各种功能，最终实现简单的智能化。

关键词　智能；单片机；检测和控制

TheDesignofAutomaticCar’sSystem

Abstract

Intelligentasmodernnewinvention,isalaterdevelopmentdirection,hecanoperateinanenvironmentautomaticllyaccrodingtopre-setmodes,withouttheneedofhumanmanagementandcanbeusedinscientificexplorationandsoonpurpose.Intelligentcarisoneoftheembodiment.Intelligentcar,alsocalledwheeledrobot,isakindoftakingautomobileelectronicasabackground,coversintelligentcontrol,patternrecognition,thesensingtechnology,electricalandelectronic,computer,machineryandmultidisciplinarytechnologycreativedesign.Generallyconsistsmainlyofpathrecognition,speedacquisition,anglecontrolandspeedcontrolmodule.

ThesimpledynamoelectricintelligencecarofthisdesignadoptstheSTC89C52MCUastheexaminationandcontrolcoreofthecar,makefulluseoftheautomaticdetectiontechnology,MCUsmallestsystem,LCDmodulecircuit,thecontrolofsignal,andthemotordrivecircuit.ThroughthesimulationKeilCandPROTEUS,practiceanddebugging,finallyrealizethecartracing,automaticround-tripandobstacleavoidance,andotherfunctions.Comprehensiveuseofmicrocontrollertechnology,automaticcontroltheory,thedetectiontechnology,etc.Thatcarinunattendedoperationcircumstance,usingsensoridentifyroadenvironment.Travelbysingle-chipmicrocomputercontrol,realizethepreliminaryunmannedcontrol.

MCUhasadvantagesforitssmallvolume,lightweight,lessconsumption,powerfulfunctions,flexibleoperationsandlowinprice.TheapplicationofMCUisfundamentallychangingthetraditionalcontrolsystemdesignideasanddesignmethod.

ThisdesignadoptsMCUascontrollercore,attachedtoperipheralcircuit,usereflectivephotoelectricdetectortracingoperation,usingphotoelectricsensordetectionroadbarriers,usingMCU'soperationandprocessingpowertoachievecarallsortsoffunctions,andfinallyachievesimpleintelligent.

Keywordsautomatic；MCU；detectionandcontrol

-II-

哈尔滨理工大学学士学位论文

目录

摘要…… I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1课题背景 1

1.1.1研究目的与意义 1

1.2国内外文献综述 2

1.3论文研究内容 3

第2章系统方案论证与分析 4

2.1小车构架方案论证 4

2.2电机选择方案论证 4

2.3电机驱动方案论证 5

2.4供电电源方案论证 6

2.5寻迹检测方案论证 6

2.6避障方案论证 6

2.7无线遥控方案论证 7

2.8控制方案论证 7

2.9本章小结 8

第3章硬件设计 9

3.1硬件原理图 9

3.2控制电路设计 9

3.2.1STC89C52单片机硬件结构 9

3.2.2最小系统的设计 10

3.2.3下载端口设计 12

3.3电源模块设计 14

3.4电机驱动模块设计 14

3.5寻迹模块设计 17

3.6避障模块设计 18

3.7遥控模块设计 20

3.8本章小结 20

第4章软件设计 21

4.1软件设计环境简介 21

4.1.1Keil开发环境介绍 21

4.1.2STC_ISP程序下载说明 23

4.2寻迹程序设计 24

4.3避障程序设计 25

4.4遥控程序设计 26

4.5主程序设计 28

4.6本章小结 28

结论 29

致谢 30

参考文献 31

附录A 32

附录B 42

附录C 46

第1章绪论

1.1课题背景

2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号点火，19时整成功发射。

在飞行后的29分53秒时，星箭分离，卫星进入轨道。

19时56分太阳能帆板成功展开……这次探月卫星的成功发射，标志着中国自动化领域进入了一个新的阶段。

随着自动化的发展，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统