基于单片机的智能小车控制系统设计

《基于单片机的智能小车控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的智能小车控制系统设计（87页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、专业： 学号： 本科毕业设计（自然科学） 题 目：基于单片机的智能小车控制系统设计 院（系、部）： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 职 称 年 月 日 本科毕业设计基于单片机的智能小车控制系统设计院（系、部）名 称 ： 专 业 名 称： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 指 导 教 师： 年 月 日 摘 要机器人的研究是一项具有良好前景的科研项目，而智能小车的研究可以说是机器人研究的一个小入门。智能小车虽然功能不如机器人的强大，但是其所具备的功能一方面是机器人的基本功能或基础原理，另一方面又有很大的发展空间。通过对智能小车的深入研究，也能为机器人的发展助一臂之力。本次设计的智能小车主要是

2、基于52单片机实现自动循迹、避障和无线操控功能，这三个功能是一个智能小车应具备的基本功能。对每个功能的实现分别依靠TCRT5000传感器、超声波传感器和nRF24L01+无线模块实现。这些模块收到的信号，由单片机进行处理后，控制驱动模块来实现对小车的控制。本次设计制作出的小车能够很好地完成这些功能，达到了设计的要求。且可通过无线操控在小车的行进过程中进行不同工作模式的切换，这使小车的行动更加灵活。更能在遇到突发状况时，能够继续正常工作或避免损坏，增强了小车的可靠性。关键词：智能小车；单片机；TCRT5000传感器；超声波传感器；nRF24L01+AbstractThe research of

3、robot is a promising research project. And the research of smart car can be side to be rudiments of robot. Through in-depth study of the smart car, also can help we research the robot.The design of intelligent car is mainly based on 52s microcontroller to realize automatic tracking and obstacle avoi

4、dance and wireless control function, these three functions is a smart car should have the basic functions. To achieve the functions of each are depended on the TCRT5000 sensor, ultrasonic sensor and nRF24L01+ wireless module. These modules receive signal, then send to microcontroller. Microcontrolle

5、r process the signal, to control drive module to realize the control of the car. Made out of the car is able to complete these functions, meet the design requirements. And through wireless control in the car in the process of moving to different work mode switch, which makes the car more flexible. M

6、ore in the face of unexpected situations, the car can continue to work or to avoid damage. It enhances the reliability of the car.Keywords: smart car; microcontroller; TCRT5000 sensor; ultrasonic sensor; nRF24L01+目 录目 录摘 要IAbstractI目 录II1 绪论11.1 研究背景及意义11.2 研究目的和设计构思12 系统工作原理23 硬件系统设计23.1 供电模块设计与介绍2

7、3.1.1 LM2576和LM2596介绍与应用方案23.1.2 7805芯片介绍与应用方案53.2 驱动模块介绍63.3 自动循迹传感器介绍83.4 避障传感器介绍和选择103.5 无线模块介绍和选择114 软件系统设计124.1 自动循迹程序设计124.2 自动避障程序设计154.3 无线操控程序设计175 小车调试与制作21结论23参考文献24致谢24附录24II1 绪论1.1 研究背景及意义随着科技的发展，尤其是计算机技术和网络技术的高速发展，使得智能化开始与各种产品进行融合，衍生出功能更加强大的新一代产品。其中无人驾驶成为了一项重要研究方向。目前，Apple已开始着手研究智能汽车iC

8、ar或Apple Car。其他公司也有相关方面的研究计划。在军事领域，无人机也一直是一项具有重要战略意义的研究项目。无论是智能汽车，还是无人机都是移动机器人中的一种1。而智能小车则是移动机器人研究的基础，所以智能小车的研究可以推动智能汽车和无人机的发展。而且智能小车一直被各大高校重视，其中飞思卡尔智能小车竞赛是智能小车研究中的一项重要赛事，且对智能小车技术的进步做出了巨大贡献。之所以说智能小车是移动机器人中的基础，是因为智能小车所能实现的功能是一个移动机器人都能完成也都应该具备的功能2。可以说机器人的强大功能都是在小车功能的基础上，进行更深入研究后实现的。而为机器人开发一个新的功能，也可以在小

9、车上进行一定的测试，并且成本要比直接在机器人上开发的低。因此，目前继续深入研究智能小车，对于移动机器人乃至所有机器人研究工作有着重要意义。除此之外，智能小车也是一名电子专业大学生有能力掌握的电子技术。其难度适中，设计思路灵活，很适合用来测试大学生的电子技术。通过制作智能小车有助于巩固电子技术的基础知识，加强实践能力。1.2 研究目的和设计构思此次设计的小车将要完成自动循迹、自动避障、无线操控功能，并能够在小车行进过程中进行功能的切换，即能通过遥控器实现小车的工作模式。这些功能使小车能完成更复杂的工作，具有更大的容错率。比如在自动循迹时，如果因车速过快，导致小车离开轨迹且不能自动重回轨迹时。可以

10、使其切换到无线操控模式，通过人为操控使其重回轨道后，再切换为自动循迹模式继续循迹工作。再如当小车在自动避障过程中，如果突然在无效距离内出现障碍，也可同样利用无线操控其避开障碍后，再继续进行自动避障。这种人为操控方式加智能操控方式，在智能汽车和无人机上也采用如此方式，因此制作出的小车可以在一定的程度上模拟他们在工作时如何处理问题3。如汽车遇到信号灯时，需要一个交通网络或车主来控制车辆的行驶。设计的核心便是利用不同功能的感测器和无线收发模块，来提供信号或命令给单片机，由单片机处理后控制小车的移动或感测器的工作。通过利用不同的感测器可以使小车具备不同的功能，也可以使小车的功能更强、精度更高。不同的无

11、线模块也可以使小车接收信号范围更远、通道更多。本次设计中使用的TCRT5000传感器、超声波传感器和nRF24L01+无线模块，性能上满足设计要求。且小车还留有一定的扩展空间，能添加新的或更换更好的感测器，提升小车的性能。2 系统工作原理本设计使用52单片机作为核心处理器，通过外接循迹传感器、障碍感测器、无线收发模块，来给单片机提供信号。单片机接收到信号后，按照其内部程序进行信号识别并处理各种信号。之后控制电机所接电压的有无、大小和正负，实现对电机转速和转动方向的控制，从而控制小车的移动。通过编程使单片机知道应如何处理各传感器传输的信号，以及何时处理。对无线操控功能，使用两片单片机和两个无线收