基于單片機(jī)的多功能智能小車(chē)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　基于單片機(jī)的多功能智能小車(chē)的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電子信息工程 </

2、p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、;　　智能小車(chē)也叫無(wú)人車(chē)輛，是一個(gè)集自動(dòng)行駛、規(guī)劃決策等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、自動(dòng)控制等技術(shù)，在智能運(yùn)輸系統(tǒng)、物流運(yùn)輸、軍事領(lǐng)域和社會(huì)生活中都得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了智能小車(chē)的背景、意義及國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，重點(diǎn)研究了智能小車(chē)系統(tǒng)的方案選擇，包括主控芯片選擇方案、電源選擇方案、電機(jī)模塊方案、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案等，與總體設(shè)計(jì)及各模塊中主要芯片的介紹，系統(tǒng)介紹了

4、智能小車(chē)的軟硬件設(shè)計(jì)，其中硬件設(shè)計(jì)包括主控芯片模塊設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)、光電對(duì)管檢測(cè)電路設(shè)計(jì)等，難點(diǎn)是對(duì)智能小車(chē)尋跡模塊、避障模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的調(diào)試，并利用PTOTEL 99SE畫(huà)出小車(chē)各功能模塊的原理圖，利用AVR STUDIO進(jìn)行程序的編寫(xiě)，用到的主芯片是ATMEGA 16L。</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的智能小車(chē)可實(shí)現(xiàn)尋跡、避障等功能，它對(duì)智能車(chē)輛控制系統(tǒng)的試驗(yàn)研究與應(yīng)用有著重要的價(jià)值。</p

5、><p>　　關(guān)鍵詞：智能小車(chē)、尋跡、避障、ATMEGA 16L。</p><p>　　Design of multi-functional smart car based on microcontroller</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Smart car, also know

6、n as unmanned vehicles, is a set of automatic driving, planning and decision making functions in an integrated system, which focused on the use of a computer, sensor, automatic control technology, intelligent transport s

7、ystems, logistics, transportation, military and social life have been widely used.</p><p>　　This paper briefly describes the background of the intelligent car, significance and status of development at home

8、and abroad, focusing on the intelligent car systems program choices, including the master chip options, power options, the motor module program, the motor drive module programs, and and the overall design of the module i

9、ntroduces the main chip, the system introduces the hardware and software design Smart car, which include the main chip hardware design, module design, motor drive mo</p><p>　　This Smart car is designed to ac

10、hieve tracing, obstacle avoidance and other functions, its control system for intelligent vehicle research and application of test has important value.</p><p>　　Keywords: Smart car，track finding，obstacle avo

11、idance，ATMEGA 16L.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1論文

12、研究背景1</p><p>　　1.2論文研究意義1</p><p>　　1.3智能車(chē)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向2</p><p>　　1.3.1 智能車(chē)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向2</p><p>　　1.3.2 智能車(chē)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向3</p><p>　　1.4論文研究的主要內(nèi)容4</p>

13、<p>　　2智能車(chē)方案選擇與總體設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1智能車(chē)方案的選擇6</p><p>　　2.1.1主控芯片選擇方案.................................................................................6</p><p>　　2.1.2電源選擇方案....

14、.....................................................................................6</p><p>　　2.1.3電機(jī)模塊方案.........................................................................................6</p>

15、<p>　　2.1.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案.................................................................................6</p><p>　　2.1.5距離控制方案..............................................................................

16、...........7</p><p>　　2.1.6 紅外避障模塊方案................................................................................7</p><p>　　2.2智能車(chē)的總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.2.1系統(tǒng)總體布局....................

17、.....................................................................7</p><p>　　2.2.2各模塊主要芯片介紹.............................................................................8</p><p>　　2.2.2.1 ATME

18、GA 16L芯片.........................................................................8</p><p>　　2.2.2.2 TLP521-4光電耦合芯片.............................................................9</p><p>　　2.2.2.3

19、7805三端穩(wěn)壓集成電路...........................................................10</p><p>　　2.2.2.4 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片. ...............................................................12</p><p>　　2.2.2.5 74HC04芯

20、片...............................................................................13</p><p>　　2.3 本章小結(jié)......................................................................................................13<

21、;/p><p>　　3系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1.1 主控芯片模塊設(shè)計(jì)..............................................................................14</p><p>　　3.1.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

22、設(shè)計(jì)..............................................................................15</p><p>　　3.1.3 光電對(duì)管檢測(cè)電路設(shè)計(jì)......................................................................17</p><p>　　3.1.

23、4 電源模塊設(shè)計(jì)......................................................................................18</p><p>　　3.1.5 紅外避障模塊設(shè)計(jì)..............................................................................18</p&

24、gt;<p>　　3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.3 本章小結(jié).......................................................................................................22</p><p>　　4系統(tǒng)功能測(cè)試24</p><p>　

25、　4.1測(cè)試儀器及設(shè)備24</p><p>　　4.2功能測(cè)試24</p><p>　　4.3本章小結(jié)........................................................................................................25</p><p><b>　　5總結(jié)與展

26、望26</b></p><p>　　5.1總結(jié)................................................................................................................26</p><p>　　5.2展望....................................

27、............................................................................26</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　附錄29</b>

28、;</p><p>　　附錄程序1 避障模塊程序..................................................................................29</p><p>　　附錄程序2 尋跡模塊程序.................................................................

29、.................31</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1論文研究背景</b></p><p>　　目前，在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的要求不斷加深的背景下，智能車(chē)以及在智能車(chē)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品已經(jīng)成為柔性生產(chǎn)組織、自動(dòng)化物流等系統(tǒng)的重要設(shè)備。世界上眾

30、多國(guó)家都在積極開(kāi)發(fā)和研究智能車(chē)的設(shè)計(jì)。移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)科中的一個(gè)重要組成部分，出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)60年代。當(dāng)時(shí)斯坦福研究院SRI的Nils Nilssen和Charles Rosen[1]等人，在1966年至1972年中研制出了取名Shakey的自主式移動(dòng)機(jī)器人，目的是將人工智能的技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜環(huán)境下，完成機(jī)器人系統(tǒng)的自主推理、控制和規(guī)劃。從此，隨著移動(dòng)機(jī)器人從無(wú)到有，數(shù)量迅速增加，智能車(chē)作為移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)重要分支也越來(lái)越多的受到廣泛

31、關(guān)注。</p><p><b>　　1.2論文研究意義</b></p><p>　　智能車(chē)致力于提升汽車(chē)的安全性、舒適性、適應(yīng)性和提高優(yōu)良的人車(chē)交互界面，是世界車(chē)輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車(chē)工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力。隨著企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高以及對(duì)自動(dòng)化技術(shù)要求的不斷加深，智能車(chē)已在許多工業(yè)部門(mén)獲得了廣泛的應(yīng)用。由于成本低廉、環(huán)保、交通安全性高，所以在很多發(fā)達(dá)國(guó)家，有些智能車(chē)已

32、實(shí)現(xiàn)商品化。慢慢地它已逐步滲入到工業(yè)和社會(huì)的各個(gè)層面：</p><p>　?。ㄒ唬?、智能車(chē)在智能運(yùn)輸系統(tǒng)ITS上的應(yīng)用[2]</p><p>　　這是智能車(chē)最典型的應(yīng)用，智能車(chē)自動(dòng)行駛功能的研究對(duì)增強(qiáng)車(chē)輛的智能性意義重大。智能車(chē)駕駛?cè)蝿?wù)的自動(dòng)完成將給人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步帶來(lái)巨大的影響，例如：</p><p>　?。?）汽車(chē)的智能化可以減輕駕駛員的工作量；</p>

33、;<p>　?。?）有利于緩解交通狀況，減輕交通擁擠與交通阻塞；</p><p>　?。?）切實(shí)提高道路網(wǎng)絡(luò)的利用率，為改進(jìn)道路提供新的解決途徑；</p><p>　　（4）降低車(chē)輛的燃油消耗量，提供舒適、安全的人車(chē)環(huán)境。</p><p>　?。ǘ⒅悄苘?chē)在物流運(yùn)輸方面的應(yīng)用</p><p>　　智能車(chē)在自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、碼頭、搬運(yùn)、

34、等物流作業(yè)部門(mén)也發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它最適合在那些人類(lèi)無(wú)法工作的環(huán)境中工作。采用建立在智能車(chē)技術(shù)基礎(chǔ)上的倉(cāng)庫(kù)智能車(chē)物流運(yùn)輸平臺(tái)來(lái)完成物流的自動(dòng)運(yùn)輸，既可以提高運(yùn)輸效率，又可以避免有害物質(zhì)對(duì)人體的傷害，有效地完成有毒環(huán)境下的作業(yè)[3]。</p><p>　?。ㄈ?、智能車(chē)在軍事領(lǐng)域方面的應(yīng)用</p><p>　　在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，智能車(chē)可以替代人員在核、生物、化學(xué)污染區(qū)進(jìn)行偵察、巡邏、對(duì)污染進(jìn)行采樣

35、，可以更加準(zhǔn)確的搜集、掌握相關(guān)信息，可以有效地避免人員的傷亡，提高執(zhí)行任務(wù)的效率和安全性[4]。另外，無(wú)人駕駛的進(jìn)攻性武器系統(tǒng)是現(xiàn)代軍事技術(shù)發(fā)展方向之一，智能車(chē)的發(fā)展為無(wú)人攻擊車(chē)輛提供技術(shù)平臺(tái)。軍用智能車(chē)輛主要有五種功能[5]：</p><p>　　城市地形的軍事行動(dòng)；</p><p>　　偵察、監(jiān)視和目標(biāo)搜索；</p><p><b>　　爆炸物的處理；

36、</b></p><p><b>　　安全巡邏；</b></p><p><b>　　反雷戰(zhàn)。</b></p><p>　　由此可見(jiàn)，智能車(chē)在軍事領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　?。ㄋ模?、智能車(chē)在社會(huì)生活中的應(yīng)用</p><p>　　在西方發(fā)達(dá)國(guó)家

37、，智能車(chē)已廣泛應(yīng)用于超市商城服務(wù)、醫(yī)療福利服務(wù)、家務(wù)服務(wù)等領(lǐng)域。其中的有些應(yīng)用有望在今后兩三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，并進(jìn)入普通的家庭[6]?？梢钥闯鰜?lái)，無(wú)論是從理論研究、學(xué)科發(fā)展的角度，還是從汽車(chē)工業(yè)發(fā)展以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的角度看，對(duì)智能車(chē)的研究都是很有必要的。智能車(chē)研究及相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)也將有利于我國(guó)在此領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步。因此，研制一種智能、高效的智能車(chē)控制系統(tǒng)具有重要的實(shí)際意義及科學(xué)理論價(jià)值。</p><p>　　作為電信專(zhuān)

38、業(yè)的學(xué)生，非常有必要通過(guò)對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作，了解現(xiàn)代IT產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)整體流程。全面提高知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，掌握從系統(tǒng)、電路，到芯片各個(gè)層次的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)手段?；谏鲜鲈颍疫x擇此設(shè)計(jì)課題，在此設(shè)計(jì)過(guò)程中，將會(huì)用到多門(mén)學(xué)科的理論知識(shí)，復(fù)習(xí)和鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，還鍛煉了動(dòng)手能力，是一次很好的實(shí)踐，對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作也會(huì)有很大的幫助。</p><p>　　1.3智

39、能車(chē)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向</p><p>　　智能車(chē)是一個(gè)包括了環(huán)境感知、決策規(guī)劃、自動(dòng)行駛等多種功能于一體的綜合復(fù)雜系統(tǒng)。它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、信息、傳感、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體[7]。下面簡(jiǎn)單介紹智能車(chē)的研究現(xiàn)狀。</p><p>　　1.3.1 智能車(chē)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向</p><p>　　國(guó)外智能車(chē)的研究歷史較長(zhǎng)

40、，始于上世紀(jì)50年代[8]。它的發(fā)展歷程大致可以分成三個(gè)階段：</p><p>　　第一階段上個(gè)世紀(jì)50年代是智能車(chē)研究的起步階段。1954年美國(guó)Barrett Electronics公司研究開(kāi)發(fā)了世界上第一臺(tái)自主引導(dǎo)車(chē)系統(tǒng)AGVS（Automated Guided Vehicle System）。該系統(tǒng)只是一個(gè)運(yùn)行在固定線路上的拖車(chē)式運(yùn)貨平臺(tái)，但它卻具備了智能車(chē)最基本的特征，那就是無(wú)人駕駛。早期研制AGVS的目

41、的是為了提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化水平，應(yīng)用領(lǐng)域僅僅局限于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物品運(yùn)輸。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和傳感技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，智能車(chē)的研究不斷得到新的發(fā)展。</p><p>　　第二階段從上個(gè)世紀(jì)80年代中后期開(kāi)始，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)智能車(chē)開(kāi)展了卓有成效的研究。在歐洲，普羅米修斯項(xiàng)目于1986年開(kāi)始了在這個(gè)領(lǐng)域的探索。在美洲，美國(guó)于1995年成立了國(guó)家自動(dòng)高速公路系統(tǒng)聯(lián)盟（NAHSC），其目的之一就是研究發(fā)展智能車(chē)的可行性，并促

42、進(jìn)智能車(chē)技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化。在亞洲，日本于1996年成立了高速公路先進(jìn)巡航和輔助駕駛研究協(xié)會(huì)，主要目的是研制自動(dòng)車(chē)導(dǎo)航的方法，促進(jìn)日本智能車(chē)技術(shù)的整體進(jìn)步。</p><p>　　第三階段從90年代開(kāi)始，智能車(chē)進(jìn)入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模研究的階段。最為突出的是，美國(guó)卡內(nèi)基海隆大學(xué)機(jī)器人研究所一共完成了Navlab系列的10臺(tái)自主車(chē)的研究，取得了顯著的成就。</p><p>　　目前，智能車(chē)的發(fā)展正

43、處在第三階段[9]。這一階段的研究成果代表了當(dāng)前國(guó)外智能車(chē)的主要發(fā)展方向。在世界科學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)研發(fā)的智能車(chē)具有代表性的有：</p><p>　　德意志聯(lián)邦大學(xué)的研究 1985年，第一輛VaMoRs智能原型車(chē)輛使用了機(jī)器視覺(jué)來(lái)保證橫向和縱向的車(chē)輛控制，在戶外高速公路上進(jìn)行了速度lOOkm／h的測(cè)試。1988年，在都靈的第一次委員會(huì)PROMETHEUS項(xiàng)目會(huì)議上，智能車(chē)維塔</p>

44、<p>　　(VITA，7t）進(jìn)行了展示，該車(chē)可以自動(dòng)行進(jìn)、停車(chē)，并可以向后面的車(chē)傳送相關(guān)駕駛信息。這兩種車(chē)輛都配備了UBM視覺(jué)系統(tǒng)。這是一個(gè)雙目視覺(jué)系統(tǒng)，具有特別高的穩(wěn)定性。</p><p>　　荷蘭鹿特丹港口的研究 智能車(chē)的研究主要體現(xiàn)在工廠貨物的運(yùn)輸。荷蘭的Combi road系統(tǒng)，采用無(wú)人駕駛的車(chē)輛來(lái)往返運(yùn)輸貨物，它行駛的路面上采用了導(dǎo)航參照物，并利用一個(gè)光陣列傳感器去探測(cè)障礙。荷蘭南部目前正

45、在討論工業(yè)上利用這種系統(tǒng)的問(wèn)題，政府考慮沿已有的高速公路新建一條專(zhuān)用的車(chē)道，采用這種系統(tǒng)將貨物從鹿特丹運(yùn)往各地[10]。</p><p>　　1.3.2 智能車(chē)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向</p><p>　　相比于國(guó)外，我國(guó)開(kāi)展智能車(chē)技術(shù)方面的研究起步比較晚，開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì)80年代，而且大多數(shù)研究尚處在針對(duì)某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)研究的階段[11]。例如：</p><p>　?。?

46、）上個(gè)世紀(jì)80年代，沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所采用地下埋線式導(dǎo)航技術(shù)，開(kāi)始了我國(guó)的自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)輛（AGVS）的研究。</p><p>　　清華大學(xué)在上個(gè)世紀(jì)90年代中期也曾研究過(guò)一種采用圖像識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航的智能車(chē)。</p><p>　　北京理工大學(xué)近年也在進(jìn)行用GPS與數(shù)字地圖導(dǎo)航的智能車(chē)方面的研究。</p><p>　　國(guó)防科技大學(xué)進(jìn)行過(guò)基于圖像視覺(jué)導(dǎo)航的車(chē)輛研究。<

47、;/p><p>　　吉林大學(xué)智能車(chē)課題組1994年研制出第一輛模型車(chē)JUTIV_I型智能車(chē)，實(shí)現(xiàn)了自主駕駛功能。1998年該課題組又研制出JUTIV_II型智能車(chē)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)道線作為導(dǎo)航路線的自動(dòng)導(dǎo)航，車(chē)輛時(shí)速達(dá)30km/h。</p><p>　　雖然我國(guó)在智能車(chē)技術(shù)方面的研究總體上落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，并且存在一定差距，但是我們也取得了一系列的成果，主要有：</p><p>

48、　　中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司和國(guó)防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院于2003年研制成功我國(guó)第一輛自主駕駛轎車(chē)。該自主駕駛轎車(chē)在正常交通情況下的高速公路上，行駛的最高穩(wěn)定速度為13 km／h，最高峰值速度可達(dá)170 km／h，并且具有一定的超車(chē)功能，其總體技術(shù)性能和指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平[12]。</p><p>　　南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、清華大學(xué)等多所院校聯(lián)合研制了7B．8軍用室外自主車(chē)，

49、該車(chē)裝有彩色攝像機(jī)、激光雷達(dá)、陀螺慣導(dǎo)定位等傳感器[13]。</p><p>　　智能車(chē)研究也是智能交通系統(tǒng)ITS的關(guān)鍵技術(shù)[14]。目前，國(guó)內(nèi)的許多高校和科研所都在進(jìn)行ITS關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的研究。隨著ITS研究的興起，我國(guó)已經(jīng)形成了一支ITS技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍。并且各交通、汽車(chē)企業(yè)越來(lái)越加大了對(duì)ITS及智能車(chē)技術(shù)研發(fā)的投入，整個(gè)社會(huì)的關(guān)注程度在不斷提升。交通部已將ITS研究列入“十五”科技發(fā)展計(jì)劃和20

50、10年長(zhǎng)期規(guī)劃。相信經(jīng)過(guò)相關(guān)領(lǐng)域的一起努力，我國(guó)ITS及智能車(chē)輛的技術(shù)水平一定會(huì)得到大幅度的提高。</p><p>　　可以預(yù)計(jì)，我國(guó)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)實(shí)力將為智能車(chē)的研究提供一個(gè)更加廣闊的前景[15]。我們要結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，在某一方面或某些方面，對(duì)智能車(chē)進(jìn)行深入細(xì)致的研究，為它今后的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.4論文研究的主要內(nèi)容</p><p

51、>　　采用ATMEGA 16L芯片為控制核心，利用紅外避障傳感器檢測(cè)道路上的障礙物，控制小車(chē)自動(dòng)避障；利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制小車(chē)的方向、快、慢速行駛，以及自動(dòng)停車(chē)；利用尋跡光電傳感器來(lái)控制小車(chē)的自動(dòng)尋跡。其中，</p><p>　　緒論主要講了本論文研究的背景、意義及智能車(chē)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向；</p><p>　　智能車(chē)方案選擇和總體設(shè)計(jì)主要講述了智能車(chē)方案的選擇、總體設(shè)計(jì)和

52、各模塊主要芯片的介紹；</p><p>　　系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)主要講述了系統(tǒng)軟件和硬件兩大塊的設(shè)計(jì)，畫(huà)出了硬件部分的原理圖和軟件部分的流程圖；</p><p>　　系統(tǒng)功能測(cè)試主要講述了智能車(chē)實(shí)現(xiàn)功能的測(cè)試及用到的器材；</p><p>　　總結(jié)與展望主要講述了本論文的總結(jié)和展望。</p><p>　　2智能車(chē)方案選擇與總體設(shè)計(jì)</p>

53、;<p>　　2.1智能車(chē)方案的選擇</p><p>　　2.1.1主控芯片選擇方案</p><p>　　方案一：采用AT89S52單片機(jī)，AT89S52 單片機(jī)是一類(lèi)高性能、低功耗CMOS 8位微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，具有8K 在系統(tǒng)可編程存儲(chǔ)器，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上的Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)里可編程，亦適于

54、常規(guī)編程器。AT89S52有5個(gè)中斷源，和3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器。</p><p>　　方案二：采用Atmel公司的Atmegal6L單片機(jī)可對(duì)小車(chē)進(jìn)行控制，該單片機(jī)具有32個(gè)功能強(qiáng)大的可編程I/0接口和4個(gè)PWM通道，并具有八路十位ADC,可對(duì)小車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。該單片機(jī)的PC0～PC7八個(gè)端口可與光電傳感模塊的八個(gè)光電探頭相連。實(shí)用、功能強(qiáng)大，所以設(shè)計(jì)采用這種方案。</p><p>　　2.1.

55、2電源選擇方案</p><p>　　方案一：采用兩節(jié)7.5V鋰電池產(chǎn)生15V的電壓，并通過(guò)7812、7805產(chǎn)生5V和12V的穩(wěn)壓供給電路使用。安全性能好，鋰電池厚度小，重量輕，容量大，但是價(jià)格過(guò)于昂貴，會(huì)大大加大成本。因此本設(shè)計(jì)中不予使用。</p><p>　　方案二：采用小型9V充電電池，并通過(guò)過(guò)濾電路，通過(guò)7805采集5V的電壓。因?yàn)?V的充電電池其具有穩(wěn)定的9V輸出，可以正常的供給

56、小車(chē)電機(jī)使用，所以本設(shè)計(jì)采用這種方案作為電源。</p><p>　　2.1.3電機(jī)模塊方案</p><p>　　方案一：采用步進(jìn)電機(jī)作為小車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)有個(gè)非常好的精度，有利于控制小車(chē)的定位。但是步進(jìn)電機(jī)有個(gè)很大的缺點(diǎn)就是力矩不足，不利于小車(chē)這種需要高速度的使用。所以舍棄步進(jìn)電機(jī)這個(gè)方案。</p><p>　　方案二：采用直流電機(jī)作為小車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，直流電機(jī)

57、的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩很大，使用起來(lái)也方便，其價(jià)格也比步進(jìn)電機(jī)便宜很多，效果也很好，所以在選擇電機(jī)上采用直流電機(jī)。</p><p>　　2.1.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案</p><p>　　方案一：采用三極管驅(qū)動(dòng)電機(jī)，濾波效果好，在單片機(jī)跟電機(jī)共用一個(gè)電源，在電流較高的情況下，單片機(jī)仍能不受干擾而正常工作。優(yōu)點(diǎn)：電路壓降較小，所以在大電流的情況下，發(fā)熱很小。缺點(diǎn)：電路連接較為復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)功率較小，不適于大功率

58、驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)電路的功率不能滿足要求，故放棄此方案。</p><p>　　方案二：使用專(zhuān)用芯片L298N所組成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)芯片L298N是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的專(zhuān)用芯片，它是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端，我們利用它內(nèi)部的橋式電路來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：控制比較簡(jiǎn)單，電路簡(jiǎn)單，集成芯片簡(jiǎn)化了電路的復(fù)雜性，驅(qū)動(dòng)功率大。缺點(diǎn)：電路發(fā)熱較大，成本

59、略高。結(jié)合設(shè)計(jì)要求，采用此方案。</p><p>　　2.1.5距離控制方案</p><p>　　方案一：采用軟件控制距離，即：根據(jù)小車(chē)的平均速度設(shè)定相應(yīng)前進(jìn)/后退時(shí)間，達(dá)到控制前行/后退目的。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需其他硬件支持，節(jié)約成本，制作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：不易自動(dòng)控制，距離控制不精確，多次循環(huán)后會(huì)導(dǎo)致小車(chē)偏離預(yù)定路徑?？紤]到設(shè)計(jì)要求的距離控制精度較高，放棄此方案。</p><p&g

60、t;　　方案二：采用光電尋跡傳感器測(cè)距，對(duì)固定在地面上的邊線進(jìn)行探測(cè)，通過(guò)固定邊線之間的距離來(lái)達(dá)到距離控制的距離的目的，進(jìn)而達(dá)到要求。缺點(diǎn)：增加成本，增加軟件設(shè)計(jì)難度，制作較為困難。優(yōu)點(diǎn)：距離控制精確，易于自動(dòng)控制。由于本設(shè)計(jì)對(duì)距離有較高的要求，故采用此方案。</p><p>　　2.1.6紅外避障模塊方案</p><p>　　方案一：在紅外壁障模塊中，可以選擇超聲波壁障。其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度

61、靈敏，距離遠(yuǎn)，受外界干擾小。但是，在本設(shè)計(jì)中，如果利用超聲波傳感器進(jìn)行壁障的話，由于空間小聲波在小空間不同方向里會(huì)進(jìn)行多次反射，左右前后的傳感器之間相互干擾，使控制中心不能明確判斷出哪個(gè)方位遇到了障礙物，從而動(dòng)作紊亂，不能實(shí)現(xiàn)要求。</p><p>　　方案二：利用紅外避障傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)近距離的障礙物反應(yīng)速度靈敏，不同方位的傳感器之間信號(hào)不會(huì)相互干擾，造成誤動(dòng)作。缺點(diǎn)是距離近，易受到自然光的干擾。綜合考慮分析

62、，最終選擇紅外避障傳感器作為小車(chē)的眼睛。</p><p>　　2.2智能車(chē)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1系統(tǒng)總體布局</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)方案的分析比較，最終確定總方案如圖2-1所示。該系統(tǒng)基本模塊由ATMEGA 16L單片機(jī)控制。其中，設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，包括穩(wěn)壓電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光電尋跡探測(cè)等由六節(jié)充電電池供電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用L298N驅(qū)動(dòng)芯片控制。

63、用紅外避障傳感器對(duì)障礙物進(jìn)行識(shí)別并繞過(guò)障礙物。用光電尋跡傳感器對(duì)路線進(jìn)行探測(cè)。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)總體布局</p><p>　　2.2.2 各模塊主要芯片介紹</p><p>　　2.2.2.1 主控芯片ATMEGA 16L芯片</p><p>　　圖2-2 ATMEGA 16L引腳圖</p><p>

64、　　ATMEGA 16L具有高性能、低功耗的8位AVR微處理器，JTAG接口，與IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)兼容，先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，圖2-2是ATMEGA 16L的引腳圖，主要的兩腳PD4和PD5是用來(lái)調(diào)節(jié)小車(chē)的速度。其外設(shè)特點(diǎn)：</p><p>　　具有兩個(gè)獨(dú)立的預(yù)分頻器及比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；</p><p>　　擁有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC；&

65、lt;/p><p>　　一個(gè)具有預(yù)分頻器、捕捉功能和比較功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；</p><p><b>　　8路10位ADC；</b></p><p>　　面向字節(jié)的兩線接口；</p><p><b>　　四通道PWM；</b></p><p><b>　　片內(nèi)模

66、擬比較器；</b></p><p>　　兩個(gè)可編程串行USART；</p><p>　　可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口；</p><p>　　具有獨(dú)立的片內(nèi)振蕩器可編程看門(mén)狗定時(shí)器。</p><p><b>　　特殊的處理器特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）上電復(fù)位和可

67、編程的掉電檢測(cè)；</p><p>　　（2）片內(nèi)/片外中斷源；</p><p>　?。?）片內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的RC振蕩器；</p><p><b>　　I/O和封裝：</b></p><p>　?。?）32個(gè)可編程的I/O口；</p><p>　?。?）40引腳PDIP封裝，44引腳TQFP封裝，與44

68、引腳MLF封裝。</p><p><b>　　工作電壓：</b></p><p>　?。?）ATMEGA 16L：2.7～5.5V。</p><p>　　2.2.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊TLP521-4芯片</p><p>　　圖2-3 TLP521-4光藕內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　TLP521

69、是可控制的光電藕合器件。圖2-3是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，它的電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計(jì)。東芝TLP521－4組成的砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到光三極管，該TLP521-4提供了4個(gè)孤立的光耦中16引腳塑料DIP封裝。集電極-發(fā)射極電壓：55V（最小值），經(jīng)常轉(zhuǎn)移的比例：50%(最小)，隔離電壓：2500 Vrms(最小)。</p><p>　　2.2.2.3

70、電源穩(wěn)壓模塊</p><p>　　7805系列為3端正穩(wěn)壓電路，TO-220封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過(guò)熱、過(guò)流和過(guò)載保護(hù)電路。帶上散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá)到1A.雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件時(shí)，可獲得不同的電流電壓。表2-1是7805電參數(shù)表，詳細(xì)羅列了其不同參數(shù)下，測(cè)試的條件及各個(gè)值。圖2-4是7805的實(shí)物圖，圖2-5至圖2-8是其典型特性曲線圖，它的主要特點(diǎn)：</p>

71、<p><b>　　輸出電流可達(dá)1A；</b></p><p><b>　　輸出電壓有5V；</b></p><p><b>　　過(guò)熱保護(hù)；</b></p><p><b>　　短路保護(hù)；</b></p><p>　　輸出晶體管SOA保護(hù)。&

72、lt;/p><p>　　表2-1 7805電參數(shù)表</p><p>　　圖2-4 7805實(shí)物圖</p><p>　　圖2-5 靜態(tài)電流與結(jié)點(diǎn)溫度的關(guān)系曲線圖</p><p>　　圖2-6 輸出電壓與結(jié)點(diǎn)溫度的關(guān)系曲線圖</p><p>　　圖2-7 峰值輸出電流</p><p>　　圖2-8 靜態(tài)

73、電流與輸入電壓的關(guān)系曲線圖</p><p>　　2.2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298N芯片</p><p>　　L298N是專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)集成電路，屬于H橋集成電路，圖2-9展現(xiàn)的是L298N的引腳圖，與L293D的差別是其輸出電流增大，功率增強(qiáng)。其輸出最高電流4A，最高工作電壓50V，可驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等，特別是其輸入端可以與單片機(jī)直接相連，從而很方便地受單片機(jī)控制。當(dāng)

74、驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)時(shí)，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)與正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需要改變輸入端的邏輯電平。</p><p>　　圖2-9 L298N引腳圖</p><p>　　2.2.2.5 光電傳感模塊</p><p>　　74HC04為六組反相器，圖2-10為74HC04邏輯圖。引出端符號(hào)：1A-6A---輸入端；1Y-6Y---輸出端。</p>&l

75、t;p>　　圖2-10 74HC04邏輯圖</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章通過(guò)對(duì)智能車(chē)的多種方案進(jìn)行選擇，并對(duì)系統(tǒng)總體進(jìn)行布局，基本確定了小車(chē)設(shè)計(jì)的框架，除此之外，還介紹了各個(gè)模塊用到的主要芯片，并簡(jiǎn)要介紹了其特點(diǎn)及用途等，為小車(chē)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。 </p><p><b>　

76、　3系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1主控芯片模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-1主控芯片模塊原理圖</p><p>　　采用Atmel公司的Atmega l6L單片機(jī)可對(duì)小車(chē)進(jìn)行控制，圖3-1和圖3-2分別為主控芯片模塊原理圖和51 to AVR轉(zhuǎn)換板模塊原理圖。

77、該單片機(jī)具有32個(gè)功能完善的可編程I/0口和4個(gè)PWM通道，具有八路十位ADC,可對(duì)小車(chē)實(shí)時(shí)控制。該單片機(jī)的PCO～PC7八個(gè)端口可與光電傳感模塊的八個(gè)光電探頭相連。假設(shè)探頭檢測(cè)的邏輯實(shí)際值為P,假定值N，車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分別為：向前移動(dòng)、向右移動(dòng)、向左移動(dòng)，可通過(guò)對(duì)實(shí)際值P與假定值N (0b00111100)比較，得出如表3-1所列的Atmega l6L單片機(jī)的控制模塊參數(shù)表，其中x為無(wú)關(guān)項(xiàng)。設(shè)計(jì)時(shí)，可將Atmega l6L的PD2～P

78、D3分別連接帶碼盤(pán)的兩個(gè)光電對(duì)管，用于精確測(cè)量車(chē)輪的轉(zhuǎn)向與位移；PD5和PD4可分別連在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的使能端ENA、ENB。PD1, PD0, PD6和PD7分別和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的IN1，IN2，IN3，IN4相連，IN1，IN2口一般用于PWM的輸入，以便利用PWM調(diào)速法，由單片機(jī)輸出一系列頻率固定的方波，并通過(guò)功率放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，再通過(guò)單片機(jī)編程來(lái)改變輸出方波的占空比，這樣就可以改變加在電機(jī)上的平均電壓，從而</p>

79、<p>　　圖3-2 51 to AVR轉(zhuǎn)換板模塊原理圖</p><p>　　表3-1 Atmega 16L單片機(jī)的控制模塊參數(shù)表</p><p>　　3.1.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-3所示是L298N驅(qū)動(dòng)模塊原理圖。L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，是一款高電壓高電流全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它頻率高，可控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且可以控制使能端，工作電

80、壓可通過(guò)4、9引腳分別輸入9V、5V電壓。ENA, ENB引腳是兩個(gè)使能端，而INT 、OUT為電機(jī)驅(qū)動(dòng)引腳，通過(guò)改變OUT端的邏輯電平可控制電機(jī)的停、正、反比狀態(tài)，表3-2所列是直流電機(jī)控制邏輯。L298N的5、 6、7、10、11、12六個(gè)引腳可直接與單片機(jī)的PD端口相連，而通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程則可實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)PWM的調(diào)速。</p><p>　　圖3-3 L298N驅(qū)動(dòng)模塊原理圖</p><

81、p>　　表3-2 直流電機(jī)控制邏輯表</p><p>　　PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制，配用L298驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速，非常簡(jiǎn)單且調(diào)速范圍大，它利用的是直流斬波原理，假設(shè)高電平導(dǎo)通，在一個(gè)周期T內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間為t，那么一個(gè)周期T內(nèi)的平均電壓，其中=稱(chēng)為占空比。各周期內(nèi)不同的占空比示例如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 各周期內(nèi)不同的占空比示例</p>&l

82、t;p>　　電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)兩端的電壓成正比，而電機(jī)兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機(jī)的速度與占空比成正比，占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)得越快，當(dāng)占空比時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大。</p><p>　　3.1.3 光電對(duì)管檢測(cè)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在光電對(duì)管的選擇上我采用TCRT5000作為尋跡傳感器，圖3-5為一路尋跡模塊。當(dāng)探測(cè)到黑色區(qū)域時(shí)，光電傳感器導(dǎo)通，再進(jìn)過(guò)74HC04比

83、較器，得到很好的開(kāi)關(guān)電壓。</p><p>　　圖3-5 一路尋跡模塊原理圖</p><p>　　探測(cè)路面黑線的基本原理：當(dāng)光線照射到路面會(huì)反射，由于黑線和地面對(duì)光的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光強(qiáng)弱，用光電傳感器判斷黑線。光電管基本原理圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 光電管基本原理圖</p><p>　　當(dāng)光電管檢測(cè)不

84、到黑線時(shí)，紅外光管接收到反射回來(lái)的紅外光，使其輸出由高電平立即跳至低電平。我們?cè)谛≤?chē)上并排加上三個(gè)紅外光電管，黑線置于中間紅外光電管正下方，并且將三個(gè)光電管產(chǎn)生的電信號(hào)脈沖分別送單片機(jī)的PC0、PC1和PC2。這樣通過(guò)PWM來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)電機(jī)的速度來(lái)校正行使路線，電動(dòng)車(chē)行駛狀態(tài)和紅外對(duì)管產(chǎn)生的電信號(hào)關(guān)系如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 電動(dòng)車(chē)行駛狀態(tài)和紅外對(duì)管產(chǎn)生的電信號(hào)關(guān)系</p>&l

85、t;p>　　3.1.4 電源模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　采用小型9V充電電池，并通過(guò)過(guò)濾電路，通過(guò)7805采集5V的電壓。因?yàn)?V的充電電池其具有穩(wěn)定的9V輸出，可以正常的供給小車(chē)電機(jī)使用。圖3-7為電源模塊原理圖。</p><p>　　圖3-7 電源模塊原理圖</p><p>　　3.1.5 紅外避障模塊設(shè)計(jì) </p><p>

86、;　　圖3-8 紅外避障模塊原理圖</p><p>　　紅外避障模塊中采用NPN型光電開(kāi)關(guān)，輸出狀態(tài)是0、1，即數(shù)字電路中的高電平和低電平。當(dāng)檢測(cè)到目標(biāo)時(shí)是低電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出。輸出外加一個(gè)上拉電阻即可連接到I/O口上。上拉電阻一般在1K左右。圖3-8和圖3-9分別為紅外避障原理圖和紅外傳感器實(shí)物圖。</p><p>　　圖3-9 紅外避障傳感器實(shí)物圖</p>&

87、lt;p>　　3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)既定功能。程序用AVR STUDIO編寫(xiě)，主要起到一個(gè)導(dǎo)向和決策的功能，決定系統(tǒng)該做什么。系統(tǒng)各種功能的完成是通過(guò)調(diào)用各個(gè)單元模塊的子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)的主要模塊包括光電尋跡模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊等，如圖3-10為小車(chē)尋跡模塊流程圖。</p><p>　　圖3-10 尋跡

88、模塊軟件流程圖</p><p>　　圖3-11 小車(chē)右轉(zhuǎn)彎</p><p>　　程序設(shè)計(jì)：如果右邊探測(cè)頭PC2測(cè)到黑線，則小車(chē)右轉(zhuǎn)彎，如圖3-11所示。</p><p>　　圖3-12 小車(chē)直行</p><p>　　程序設(shè)計(jì)：如果中間探測(cè)頭PC1測(cè)到黑線，則小車(chē)直行，如圖3-12所示。</p><p>　　圖3-13

89、小車(chē)停車(chē)</p><p>　　程序設(shè)計(jì)：如果三個(gè)探測(cè)頭全部測(cè)到黑線，則小車(chē)到達(dá)終點(diǎn)，停車(chē)，如圖3-13所示。</p><p>　　圖3-14 小車(chē)左轉(zhuǎn)彎</p><p>　　程序設(shè)計(jì)：如果左邊探測(cè)頭PC0測(cè)到黑線，則小車(chē)左轉(zhuǎn)彎，如圖3-14所示。</p><p>　　圖3-15 避障模塊軟件流程圖</p><p>　　

90、小車(chē)上電運(yùn)行后，放到?jīng)]有障礙物的空地上，小車(chē)筆直向前行。當(dāng)前方?jīng)]有障礙物的時(shí)候車(chē)就一直直行。如果前方遇到障礙物，則小車(chē)做右轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。直至前方?jīng)]有障礙物，這時(shí)小車(chē)恢復(fù)直走,如圖3-15所示。</p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章是本論文的核心部分，詳細(xì)介紹了智能車(chē)的軟件和硬件的設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)包括了主控模塊設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)、光

91、電對(duì)管檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)和紅外避障模塊設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)包括了尋跡模塊流程圖和避障模塊流程圖。通過(guò)這些設(shè)計(jì)，這輛智能小車(chē)的設(shè)計(jì)基本完成，如圖3-16所示。</p><p>　　圖3-16 小車(chē)實(shí)物圖 4系統(tǒng)功能測(cè)試</p><p>　　4.1測(cè)試儀器及設(shè)備</p><p>　　本設(shè)計(jì)所用到的儀器設(shè)備如表4

92、-1。</p><p>　　表4-1 測(cè)試儀器設(shè)備清單</p><p><b>　　4.2功能測(cè)試</b></p><p>　　通過(guò)測(cè)試，智能小車(chē)能按任意設(shè)定路線行駛，能實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　　（1）沿著直線軌跡行駛。</p><p>　?。?）沿著S型設(shè)定軌跡行駛。</p&g

93、t;<p>　?。?）沿著任何設(shè)置的軌跡行駛。</p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要講述了小車(chē)設(shè)計(jì)中用到的儀器，并對(duì)小車(chē)的功能測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)。 5總結(jié)與展望</p><p><b>　　5.1總結(jié)</b>

94、;</p><p>　　本文對(duì)智能車(chē)的尋跡、避障等功能進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)多功能的智能小車(chē)，給出了各功能模塊的具體設(shè)計(jì)，采用了具有豐富資源的ATMEGA 16L單片機(jī)和光電尋跡傳感器、紅外避障傳感器等，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)信號(hào)的檢測(cè)和小車(chē)的控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、具有較高的控制精度、抗干擾能力強(qiáng)，并在完成設(shè)計(jì)要求的前提下，充分考慮到了外觀、成本等問(wèn)題，在性能和價(jià)格之間作了較好的平衡。由于設(shè)計(jì)要求并不復(fù)雜，所以在電路

95、中沒(méi)有增加冗余的電路，但保留了各種硬件接口和軟件接口，方便以后擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)。</p><p><b>　　5.2展望</b></p><p>　　對(duì)智能小車(chē)的研究，加裝GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)），或者在小車(chē)上加裝太陽(yáng)能電板，智能小車(chē)將會(huì)具有更廣泛的應(yīng)用前景和使用價(jià)值，也會(huì)帶來(lái)更大的商機(jī)，這也是我以后的研究方向。

96、 參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1]徐國(guó)華，譚民．移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì)[J]．機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2001(3)：7～14．</p><p>　　[2]王建農(nóng)，吳捷.自主移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航研究[R].機(jī)器人,1997.19（6）：468～473</p><p>　　[3]Dickmanns，E．D，A．Zapp．Auto high speed road ve

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103、an Data Fusion Symposium，1996：83～89．</p><p>　　[15]陳瑾．智能小車(chē)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]．東南大學(xué)碩士論文．2005．附錄</p><p>　　附錄程序1 避障模塊程序</p><p>　　#include <iom16.h></p><p>　　#include <

104、macros.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　void Delay(int a) ;</p><p>　　void bz();</p><p><b>　　cha

105、r dat;</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int dat; </b></p><p>　　TCCR1A=0xa2;//9位 快速 無(wú)分頻 14.4K</p><p>　

106、　TCCR1B=0x09;</p><p>　　OCR1A=250;</p><p>　　OCR1B=250; </p><p>　　DDRB = 0xff;/* output */</p><p>　　PORTB = 0x55;/* all off */</p><p>　　DDRD = 0xFF;</p&g

107、t;<p>　　PORTD = 0Xff;</p><p><b>　　DDRA = 0;</b></p><p><b>　　while (1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　bz(); </p>

108、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　void bz()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　dat = PINA;</p><p

109、>　　dat&= 0x01;</p><p>　　switch(dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0x01:</p><p>　　OCR1A=250;</p><p>　　OCR1B=250;</p><p>　　

110、PORTB = 0x55;</p><p><b>　　break; </b></p><p>　　case 0x00:</p><p>　　PORTB = 0;</p><p>　　Delay(10);</p><p>　　OCR1A=400;</p><p>　　OC

111、R1B=400;</p><p>　　PORTB = 0X5F;</p><p>　　Delay(200);</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　default : break; </p><p><b>　　}</b></p&

112、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　void Delay(int a)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i,j;</b></p><p>　　for (i = 1; i < a; i++)&l

113、t;/p><p>　　for (j = 1; j<200; j++)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　附錄程序2 尋跡模塊程序</p><p>　　#include <iom16v.h>#include <macros.h>#define uchar unsign

114、ed char#define uint unsigned intvoid _delay_ms(int a);void main(){ int dat; DDRB = 0xff; PORTB = 0x55; DDRD = 0xFF; PORTD = 0Xff;TCCR1A=0xa2; TCCR1B=0x09; OCR1A=250; OCR1B=250;

115、 DDRA = 0;while(1){ dat=PINA ; dat&=0x07;switch(dat){ case 0x05: PORTB=0x55; OCR1B=300; OCR1A=300; break; case 0x06: