基于STC89C52的智能小车设计.pdf

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湖南人文科技学院湖南人文科技学院本科生毕业设计题目（中文）：

基于STC89C52的智能小车设计（英文）：

TheDesignofIntelligentVehicleBasedonSTC89C52系部：

信息科学与工程系专业年级：

电子信息科学与技术指导教师：

职称：

讲师本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：

所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者签名：

年月日湖南人文科技学院毕业设计目录目录.1摘要.1关键词.1Abstract:

.2Keywords:

.2第一章绪论.31.1课题研究的背景.31.2智能循迹小车的应用.41.2.1仓储业.41.2.2制造业.41.2.3邮局、图书馆、港口码头和机场.51.2.4烟草、医药、化工、食品.51.2.5危险场所和特种行业.51.3智能循迹避障小车研究中的关键技术.51.4课题研究的主要内容.6第二章系统方案确定.72.1系统方案确定.72.2系统运行流程图.7第三章主要模块的选择.93.1主控器.93.2电源模块.103.3驱动电机选择.103.4电机驱动器.113.5传感器.12第四章系统硬件部分设计.134.1主控器STC89C52.13湖南人文科技学院毕业设计4.2复位电路.144.3时钟电路.154.4传感器模块.164.4.1模块描述.164.4.2模块参数说明.164.4.3模块接口说明.164.4.4传感器原理图.174.4.5传感器实物图.174.5电机驱动电路.194.6电源模块.21第五章系统的软件开发环境.225.1软件设计的流程.225.2本系统的编译器.23附录（小车程序）.28致谢.34参考文献.34论文总结.351基于STC89C52的智能小车设计摘要:

智能小车是移动式机器人的重要组成部分，本设计通过实时检测各个模块传感器的输入信号，利用红外对管检测黑线实现寻迹,通过光电传感器实现避障，使用两路红外传感器，本设计采用存储空间较大的STC89C52作为主控制芯片，小车电机驱动采用L293D芯片，根据内置的程序分别控制小车四个直流电机运转，实现小车自动识别路线，能较有效的控制其在碰上障碍物时能转弯角度行驶。

本设计结构简单，较容易实现，在一定程度上体现了智能化的科技。

关键词：

智能小车；STC89C52；红外传感器；L293D湖南人文科技学院毕业设计2TheDesignofIntelligentVehicleBasedonSTC89C52Abstract:

Intelligentvehicleisanimportantpartofmobilerobot,thedesignofeachmodulethroughtheinputsignalreal-timedetectionsensor,thedetectionlinetorealizetracingbyusinginfrared,photoelectricsensortoachieveobstacleavoidance,uselargestoragespaceSTC89C52asthemaincontrolchip,motorvehicledriverusingL293Dchip,respectively,tocontrolthecarabouttwoDCmotorwithbuilt-inprocedures,toachieveautomaticcaridentificationroute,canthehitobstaclescanturnangleandtracingrunningeffectivelycontrolled.Andaddsoundcontrolmodule,therealizationofthevoicecontrolcar.Thedesignhassimplestructure,easyrealization,toacertainextentintelligenttechnology.Keywords:

Smartcar;STC89C52;Photoelectricsensor;L293D3第一章绪论1.1课题研究的背景从工业革命开始，人们就开始了机器人的研究发展，智能化机器人的不断发展，使得人们的生活方式也得到了不断的改善。

近一个世纪机器人在机械领域，电力电子，冶金，交通，航空航天，国防事业等多方面得到了迅猛的发展。

人们在不断探索、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想1。

目前，在不断提高自动化技术在，不断改进生产技术的环境下，智能车的发展日益迅猛，且已在众多行业中得到广泛应用，智能车及相关产品的开发已日渐成熟。

而且，在世界经济多元化的环境下，很多国家都在积极开展研究和开发智能车。

在二十世纪高新技术不断发展的时代，移动机器人是成为机器人技术的一个重要分支2。

伴随着智能车数量的不断增加，移动机器人越来越受到人们的关注，且人类的生活水平也得到了一个提升。

一个拥有规划决策，感知环境、自动驾驶等功能的综合系统，构成了今天的智能车。

它集中地运用了传感、计算机、通信、信息、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。

在原有车辆系统的基础上，智能车添加了一些高新智能技术设备，如一、用于完成来自外部传感器所获取的道路信息的预处理、分析、识别等工作的计算机处理系统。

二、传感器，用来获得道路实时状况信息的智能车眼睛3。

随着微电子技术的不断发展，单片机不但集成程度越来越高，已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器计数器、并行和串行接口、AD转换器、DA转换器等多种电路，而且体积越来越小，功耗越来越低，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，目前的机器人技术发展异常迅速，已经出现了各种各式的用于各种用途的机器人了，机器人的设计与制造已经不是很高难度的事情了，已经具有普及性了。

通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。

在实践的过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用算法湖南人文科技学院毕业设计4实现小车的智能控制。

灵活的运用所学的相关学科的理论知识，结合实际电路设计的具体实现方法，达到理论和实际的统一。

在此过程中，加深对理论知识的理解和认识。

且该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、娱乐等许多方面。

尤其是在玩具机器人研究方面具有很好的发展前景。

所以本设计与实际相结合，现实意义很强境感知、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、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。

1.2智能循迹小车的应用智能循迹小车发展历史及主要应用场所如下：

1.2.1仓储业1954年，来自美国南卡罗来纳州的MercuryMotorFreight公司成为第一批把AGV小车的应用到仓库的使用者，来实现出入库货物的自动处理。

至今世界上有超过2100个厂家把大约2万台大型或小型的AGV小车应用到自己的仓库中。

中国的海尔集团在2000年把9台AGV小车投产到了自己的仓库区，形成一个灵活的AGV自动数据库处理系统，轻松地完成了每天至少33500的储存和装卸货物的任务4。

1.2.2制造业在制造业的的生产线中AGV小车大显身手，快速，精确，灵活的完成材料的运送任务。

由多台AGV小车组成的物流运输处理系统，较人工搬运系统来说更灵活，运输路线可以根据生产过程及时调整，使一条生产线，生产十几个产品，大大提高了生产的灵活性，企业的竞争力。

在1974年瑞典的沃尔沃卡尔马的汽车组装厂，提高了运输系统的灵活性，使用以AGV小车为载运工具的装配线，采用该装配线后，减少了20%装配时间、减少了39%组装错误，减少了57%投资资金回收时间以及减少了5%的员工费用。

目前，在世界主要的汽车生产厂家，如通用、丰田、克莱斯勒、大众AGV小车已被广泛应用。

近年来，作为CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems，直译为基于计算机的现代集成制造系统）的基础搬运工具，AGV已经深入到机械加工，家电制造，微电子制造，烟草等行业，生产业和加工业已成为AGV小车使用最广泛的领域5。

51.2.3邮局、图书馆、港口码头和机场在邮局，图书馆，码头和机场候机楼等人口密集的公众场所，存在着大量的物品的运送工作，充满不定性和动态性强的特点，搬运过程往往也很单一。

AGV有着可并行工作、自动化、智能化和处理灵活的特点，可以很好的满足这些场合的运输要求。

1983年瑞典的大斯得哥尔摩邮局，1988年日本东京的多摩邮局，1990年中国上海的邮政相继开始使用AGV小车来完成邮品的搬运工作。

在荷兰的鹿特丹港口，50辆被称为“院子里的拖拉机”的AGV小车每天都在把集装箱从船边运送到几百米以外的仓库中。

1.2.4烟草、医药、化工、食品对于处理一些需要在清洁、安全、无排放污染等其他特殊环境要求的产品生产如烟草、制药、食品、化工等产品时应考虑AGV小车的应用。

在全国许多卷烟企业，如青岛颐中集团、玉溪红塔集团、红河卷烟厂、淮阴卷烟厂，应用激光引导式AGV完成托盘货物的搬运工作。

1.2.5危险场所和特种行业在军事方面，以AGV小车为基础有着自动驾驶和检测功能的设备，可用于战场侦察和扫雷，英国军方正在开发MINDER侦察系统，这是一种具有地雷探测、销毁和路线验证能力自动型侦察车。

在钢铁厂，AGV小车负责炉料运输，大大降低了工人们的劳动强度。

在核电厂的核储存地点使用AGV小车，以避免辐射的危险。

AGV小车可在黑暗环境中，准确、可靠的运输物料。

1.3智能循迹避障小车研究中的关键技术现在全世界越来越多的国家都在做着研究智能化、多样化的自动汽车导航的工作。

自动汽车导航是一个非常复杂的系统，它不仅应具有正常的运动功能的成分，而且还应具有任务分析，路径规划，信息感知，自主决策等类似人类的智能行为。

人类可以利用自己的听觉、视觉、味觉、触觉等功能获取事物的信息，人类的大脑再根据已经掌握的知识对这些信息进行综合分析，从而全面了解认知事物。

这样一个认识事物、分析事物和处理信息的过程称之为信息融合过程。

多传感器信息融合的基本原理就是模仿人类大脑的这个过程，得到一个对复杂对象的一致性解释或结论。

湖南人文科技学院毕业设计6多传感器信息融合是协调多个分布在不同地点，相同或不同种类的传感器所提供的局部不完整观测量信息加以综合，协调使用，消除可能存在的冗余和矛盾，并加以互补，以减少不确定性，得到对物体或环境的一致性描述的过程。

多传感器信息融合具有许多性能上的优点：

（1）增加了系统的生存能力；

（2）减少了信息的模糊性；（3）扩展了采集数据覆盖范围；（4）增加了可信度；（5）改善了探测性能；（6）提高了空间的分辨力；（7）改善了系统的可靠性（8）信息的低成本性。

1.4课题研究的主要内容其实智能车，就是一个机器人，其可以分为三大结构：

传感器检测、机械执行、中央处理器。

智能车通过感知导引线和障碍物，可以实现自动循迹、避障等功能，且可以通过一套完整的控制策略，改善小车的行驶状况，达到更加稳定的状态。

要完成上述的功能设计，传感检测部分可以采用能够感知清晰的图像的摄像头，或者选用人们常用的红外传感器来感测路况。

而智能小车的机械部分，可以采用四轮车（带有舵机）、或者三轮车（前