(2021年整理)基于51單片機的智能循跡避障小車+C源程序

1、基于51單片機的智能循跡避障小車+c源程序基于51單片機的智能循跡避障小車+c源程序 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（基于51單片機的智能循跡避障小車+c源程序）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為基于51單片機的智能循跡避障小車+c源程序的全部內(nèi)容。20項目名稱：智能小車系別： 信息工程系專業(yè)：

2、11電氣工程及其自動化姓名：劉亮、崔占闖、韓康指導(dǎo)老師: 王蕾崔占闖聯(lián)系郵箱：1308253761qq。com目錄摘要：。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。3關(guān)鍵詞:.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.3緒論：.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.3一、 系統(tǒng)設(shè)計。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.41.1、任務(wù)及要求.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。

3、.。.。.。.。.。.41。2車體方案認證與選擇.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.4二、硬件設(shè)計及說明.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.52.1循跡+避障模塊.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.52。2主控模塊.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。62.3電機驅(qū)動模塊。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。62。4機械模塊。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.72.5 電源模塊。.。.。.。.。.。.。.。.

4、。.。.。.。.。.。.。.。7三、自動循跡避障小車總體設(shè)計.。7四、軟件設(shè)計及說明。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。84.1系統(tǒng)軟件流程圖.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。94。2系統(tǒng)程序.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。9五、系統(tǒng)測試過程.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。12六、總結(jié).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.13七、附錄：系統(tǒng)元器件.。.。.。.。.。.。.。.。

5、.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。13摘要本設(shè)計主要有三個模塊包括信號檢測模塊、主控模塊、電機驅(qū)動模塊。信號檢測模塊采用紅外光對管，用以對有無障礙與黑線進行檢測.主控電路采用宏晶公司的8051核心的stc89c52單片機為控制芯片。電機驅(qū)動模塊采用意法半導(dǎo)體的l298n專用電機驅(qū)動芯片，單片控制與傳統(tǒng)分立元件電路相比,使整個系統(tǒng)有很好的穩(wěn)定性。信號檢測模塊將采集到的路況信號傳入stc89c52單片機，經(jīng)單片機處理過后對l298n發(fā)出指令進行相應(yīng)的調(diào)整。通過有無光線接收來控制電動小車的轉(zhuǎn)向,從而實現(xiàn)自動循跡避障的功能。關(guān)鍵詞：智能循跡避障小車，stc89c52單片機，l298n驅(qū)動芯片

6、，信號檢測模塊，循跡避障緒論(一）智能小車的作用和意義自第一臺工業(yè)機器人誕生以來,機器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領(lǐng)域。近年來機器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式.人們在不斷探討、改造、認識自然的過程中，制造能替代人勞動的機器一直是人類的夢想。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機器人的感系統(tǒng)，對于視覺的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機器視覺需要通過大量的運算也只能識別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡單的目標(biāo)。視覺傳感器的核心器件是攝像管或ccd，目前的ccd已能做到自動聚焦.但ccd傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢,因此在不要求清晰圖像

7、只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應(yīng)用領(lǐng)域為自主式智能導(dǎo)航一種實用有效的方法.機器人要實現(xiàn)自動導(dǎo)引循跡功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物,感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機器人一個視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動導(dǎo)引小車系統(tǒng),基于它的智能小車實現(xiàn)自動識別路線，判斷并自動避開障礙，選擇正確的行進路線.使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動作。該智能小車可以作為機器人的典型代表.它可以分為三大組成部分:傳感器檢測部分、cpu、執(zhí)行部分。機器人要實現(xiàn)自動循跡避障功能，感知導(dǎo)引線和障礙物。可以實現(xiàn)小車自動識別路線，選

8、擇正確的行進路線，并檢測到障礙物自動躲避?；谏鲜鲆?傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可,所以可以舍棄昂貴的ccd傳感器而考慮使用價廉物美的紅外光電傳感器來充當(dāng)。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進方向。單片機驅(qū)動直流電機一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機資源,直接選擇有pwm功能的單片機，這樣可以實現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬pwm輸出調(diào)制，需要占用單片機資源，難以精確調(diào)速，但單片機型號的選擇余地較大.考慮到實際情況,本文選擇第二種方案。cpu使用stc89c52單片機，配合軟件編程實現(xiàn)。（二）智能小車的現(xiàn)狀現(xiàn)智能小車發(fā)展很快,

9、從智能玩具到其它各行業(yè)都有實質(zhì)成果。其基本可實現(xiàn)循跡、避障、檢測貼片、尋光入庫、避崖等基本功能，這幾節(jié)的電子設(shè)計大賽智能小車又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展.比較出名的飛思卡爾智能小車更是走在前列。我此次的設(shè)計主要實現(xiàn)循跡避障這兩個功能一、系統(tǒng)設(shè)計本組智能小車的硬件主要有以stc89c52單片機作為核心的主控器部分、自動循跡+避障部分、電機驅(qū)動部分。電機驅(qū)動部分和其他部分由一個電源通過串聯(lián)供電。小車硬件系統(tǒng)示意圖如下:自動循跡+避障模塊電機驅(qū)動模塊stc89c52單片機電源5v供電途徑功能控制1.1、任務(wù)及要求設(shè)計一個基于直流電機的自動循跡避障小車,使小車能夠自動檢測地面黑色軌跡和道路兩側(cè)的擋板（沒有黑線時

10、），并沿著黑色軌跡和擋板行駛。檢測（黑線）驅(qū)動電機軟件控制控制小車1。2、車體方案認證與選擇方案一:自己動手制作電動車，一方面材料缺少，另一方面制作過程要花費大量的時間,而且同學(xué)中手藝也不好，制作出來的小車還可能機械性能不好。考慮到時間與性能這兩方面，我們放棄了這一方案方案二：購買小車全套零件，購買的小車全套零件具有組裝完整的車架車輪、電機及其驅(qū)動電路。易改裝，好控制。機械性能有保障.小車圖片如下:綜合考慮，最終選擇方案二二、硬件設(shè)計及說明2.1循跡+避障模塊我們選擇四路紅外探測 尋跡光電傳感器此模塊是為智能小車、機器人等自動化機械裝置提供一種多用途的紅外線探測系統(tǒng)的解決方案。使用紅外線發(fā)射和

11、接收管等分立元器件組成探頭，并使用lm339 電壓比較器(加入了遲滯電路更加穩(wěn)定）做為核心器件構(gòu)成中控電路。此系統(tǒng)具有的多種探測功能能極大的滿足各種自動化、智能化的小型系統(tǒng)的應(yīng)用.此模塊的特點：易于安裝，使用簡便； 4 路分別獨立工作，工作時不受數(shù)量限制； 中控板與探頭分開，安裝位置不受限制; 模塊高度10 毫米；安全工作電壓范圍在 3伏特至 6 伏特之間； 4 路全開工作電流 30 毫安至 55 毫安之間。2.2主控模塊我們采用宏晶公司的stc89c52單片機作為主控制器。stc89c52是一個高速,低功耗，超強抗干擾的8位單片機，片內(nèi)含32k 空間的可反復(fù)擦寫100,000 次flash

12、只讀存儲器，具有4k 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(ram），32 個i/o口,2個8位可編程定時計數(shù)器，且可在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調(diào)試.時鐘電路和復(fù)位電路（與單片機構(gòu)成最小系統(tǒng)）1）采用外部時鐘，晶振頻率為12mhz2）采用按鍵復(fù)位2.3電機驅(qū)動模塊電機電機采用直流減速電機,直流減速電機轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機提供原始動力，帶動變速(減速）齒輪組,可以產(chǎn)生較大扭力。可選用減速比為1：74 的直流電機，減速后電機的轉(zhuǎn)速為100r/min。若車輪直徑為6cm,則小車的最大速度可以達到v=2rv=23.14*0。03*100/60=0。3

13、14m/s能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求.驅(qū)動驅(qū)動模塊采用專用芯片l298n 作為電機驅(qū)動芯片,l298n 是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，其響應(yīng)頻率高，一片l298n可以分別控制兩個直流電機。以下為l298n的引腳圖和輸入輸出關(guān)系表。 圖l298n外部引腳 表1 l298n輸入輸出關(guān)系驅(qū)動電路的設(shè)計如圖2 所示：圖2 l298n電機驅(qū)動電路l298n 的5、7、10、12 四個引腳接到單片機上，通過對單片機的編程就可實現(xiàn)兩個直流電機的pwm調(diào)速控制。2.4電源模塊采用4節(jié)普通1.5v干電池單電源供電，采用串聯(lián)方式同時給單片機與電機供電。三、自動循跡避障小車總體設(shè)計31 總體電路圖四、軟件設(shè)計

14、及說明4.1系統(tǒng)軟件流程圖 開始前進否否掃描i/o口，是否檢測到黑線掃描i/o口，是否檢測到障礙是是左/右檢測到黑線左/右檢測到障礙右/左行進左/右行進4。2循跡避障程序includedefine uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char zkb1=0 ； /*左邊電機的占空比*/unsigned char zkb2=0 ; /*右邊電機的占空比*/unsigned char t=0； /*定時器中斷計數(shù)器*/sbit lsen2=p20;sbit lsen1=p21;sbit rsen1=p22;sbit rsen2=

15、p23； /*傳感器*/sbit in1=p10；sbit in2=p11；sbit in3=p12;sbit in4=p13；sbit ena=p14；sbit enb=p15； /*初始化定時器中斷*/void init（） tmod=0x01； th0=（65536100)/256； tl0=(65536100)%256； ea=1; et0=1; tr0=1； /*中斷函數(shù)+脈寬調(diào)制*/ void timer0（） interrupt 1 if（tzkb1） ena=1; else ena=0； if（tzkb2） enb=1; else enb=0； t+； if（t=50） t=0

16、; /*直行*/ void qianjin(） zkb1=50； zkb2=50； /*左轉(zhuǎn)函數(shù)1*/ void turn_left1() zkb1=0； zkb2=50； /*左轉(zhuǎn)函數(shù)2*/ void turn_left2（) zkb1=0; zkb2=50； /*右轉(zhuǎn)函數(shù)1*/ void turn_right1（) zkb1=50; zkb2=0； /*右轉(zhuǎn)函數(shù)2*/ void turn_right2(） zkb1=50； zkb2=0； /*循跡函數(shù)*/ void xunji（) uchar flag； if（rsen2=1）(rsen1=0)&（lsen1=0）&(lsen2=1) f

17、lag=0; /*直行*/ else if(（rsen2=1）&（rsen1=1)&(lsen1=0)&(lsen2=1） flag=1; /*左偏1，右轉(zhuǎn)*/ else if(（rsen2=1）&(rsen1=0)&（lsen1=1)&(lsen2=1） flag=2; /*右偏1,左轉(zhuǎn)*/ else if（(rsen2=0)（rsen1=0）&(lsen1=0）&（lsen2=1)） flag=3; /*右偏2,左轉(zhuǎn)*/ else if（(rsen2=1)（rsen1=0）&（lsen1=0)&（lsen2=0） flag=4； /*左偏2，右轉(zhuǎn)*/switch (flag) case 0

18、：qianjin(); break；case 1：turn_right1（); break;case 2:turn_left1（); break;case 3：turn_left2()； break；case 4:turn_right2(）; break；default: break； /*主程序*/ void main（) init（）; zkb1=50； zkb2=50； while（1） /*給電機加電啟動*/ in1=1; in2=0； in3=1； in4=0; ena=1； enb=1; while(1） xunji（）； /*尋跡*/ 五、系統(tǒng)測試過程本小車能實現(xiàn)循跡避障功能,它能沿著地面上黑色軌跡行駛實現(xiàn)循跡功能，也能檢測到跑道兩側(cè)的擋板，沿擋板行駛實現(xiàn)避障功能.尋跡避障小車軌跡圖介紹：軌道由循跡部分（黑線）和避障部分（道路兩側(cè)加擋板）兩部分組成，小車先進入循跡軌道,沿黑線行駛，到達兩部分連接處進入避障軌道沿擋板行駛,從而實現(xiàn)尋跡和避障功能的展示。軌道示意圖如下:為保證小車能正常行駛,循跡部