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智能小车设计与开发毕业论文 目 录 摘要 1. 设计任务 1 2.设计要求及原理分析 1 2.1基本要求： 1 2.2原理分析 1 2.2.1电控系统分析 1 2.2.2机械系统分析 1 2.2.3传感器设置与布局分析 1 3.传感器和总控电路的选型与工作方式选取 2 3.1红外探测器的选型与工作方式 2 3.1.1红外探测器的选型 2 3.1.2主动式红外探测器的工作方式选取 3 3.2超声探测器的选型与工作方式 3 3.2.1超声探测器的选型 3 3.2.2用超声波探测器测距的工作方式的选取 3 3.3总控电路的选型 3 4.方案比较与选择： 4 4.1引导线识别模块 4 4.2显示模块： 5 4.3测速模块： 5 4.4控速模块： 6 4.5障碍探测模块方案分析与比较 7 4.6刹车机构功能方案比较 8 4.7复位电路模块： 8 4.7遥控模块: 8 5最小系统图： 9 6最终PCB板图： 10 7程序框图： 10 8系统程序： 12 9调试 16 致谢 17 参考文献 17 附录一 17 附录二: 18 附录三： 26 附录四： 27  1. 设计任务 任务1：小车能够实时测出与障碍物间的距离，并通过液晶实时显示。 任务2：小车在启动后的一段距离内加速，达到最大速度后匀速行驶，在距离障碍物一定距离后减速，要求不能碰到障碍物。 2.设计要求及原理分析 2.1基本要求： 小车能够实时测距，可以考虑采用超声波测距； 小车的状态能够实时通过液晶显示； 小车能够实现自动控制； 小车可遥控； 注：带下划线的部分为学生发挥部分。 2.2原理分析 2.2.1电控系统分析 根据设计要求，我们认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题，并且输入量属于低速开关量，对于低速开关量复杂程序控制应用单片机技术比较合适，初步计划使用单片机作为核心器件来完成本设计。 2.2.2机械系统分析 在题目中没有要求精确的转弯因此我们对前轮转弯节构不必进行改造 2.2.3传感器设置与布局分析 通过对题目的分析我们得出如下几大需要检测的物理量：（1）障碍物位置；（2）地面轨迹的位置；（3）小车行走里程。对于这几大物理量我们分别使用（1）红外探测器；（2）红外对管；（3）霍尔元件。 在传感器的布局上我们拟采用以下方案： 前左侧红外探测器、前右侧红外探测器、后左侧红外探测器、后右侧红外探测器，为电动小汽车规避障碍物提供近距位置参数。 超声波探测器测远距离物体，与红外线探测器构成避障系统。 霍尔元件，为小车记录行驶路程。 中央红外对管，为小汽车寻找轨迹提供开关量信息。 3.传感器和总控电路的选型与工作方式选取 3.1红外探测器的选型与工作方式 3.1.1红外探测器的选型 红外探测器以其发射功率大、抗干扰能力强而在工业生产中有着广泛的应用，红外探测器按其工作模式可大致分为主动式与被动式，主动式红外探测器自带红外光源，通过对光源的遮挡、反射、折射等光学手段可以完成对被探测物体位置的判别。被动式红外探测器本身没有光源，通过接受被探测物体的特征光谱辐射来测量被探测物的位置、温度或进行红外成像。在本体中我们要利用红外探测器检测黑白两种不同的灰度和障碍物的距离，显然选用主动式红外传感器比较合适，系统的造价可以降低可靠性可以提高。 主动式红外传感器又可分为分立元件型、透射遮挡型和反射型（如图3.1示），分立元件型发光管与接收管相互独立，用户在使用时可以根据需要灵活的设定发光管与接受管的位置，并可利用棱镜、透镜等完成特殊的目的，缺点是装置麻烦。透射遮挡型和反射型通过塑料模具将发光管与接收管封装在一起，非常方便用户使用，在本题中“码盘红外探测器”我们使用透射遮挡型而对黑白灰度和障碍物的检测我们使用反射型。 3.1.2主动式红外探测器的工作方式选取 主动式红外探测器常用的驱动方式可分为直流直接驱动方式和交流调制方式，直流直接驱动方式装置简单但检测距离和抗干扰能力都比较差；交流调制方式由于可以采用交流耦合方式解决了放大器的直流漂移问题从而可以大大提高检测的距离，同时由于环境光产生的干扰多数情况是信号的直流或低频分量可以由滤波器加以隔绝，因此交流调试方式抗干扰能力也比较强，缺点是系统相对复杂。 在本题中对障碍物的检测受到环境光（特别是200W白炽光源）的干扰比较大，因此我们选用抗干扰能力较强的交流调制工作方式；而对黑白灰度的检测由于在车的底部干扰相对较弱，为简化设计我们选用直流直接驱动方式。 3.2超声探测器的选型与工作方式 3.2.1超声探测器的选型 超声探测技术主要用于中程测距、结构探伤等领域，超声波换能器是其核心部件，换能器按其工作介质可分为气相、液相和固相换能器；按其发射波束宽度可分为宽波束和窄波束换能器；按其工作频率又可分为38KHz、40KHz等不同等级。 按题目要求我们选