湖南工业职业技术学院学生毕业设计
湖南工业职业技术学院
课题名称
系（院）名称 专业及班级 学生姓名 学 号 指导教师
毕 业 设 计
基于51与单片机的智能小车控制系统
电气工程系
完成日期年11月19日
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摘 要
随着我国科学技术的进步，智能化作为现代社会的新产物开始越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种高薪技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，可以涉及到当今许多前沿领域的技术。
整个小车平台主要以51单片机为控制核心，通过无线遥控实现前进后退和转向行驶，通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。从电机车体，最小系统到无线遥控，红外线对管的自动寻迹再到红外线自动避障和语音控制，完成各模块设计。通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。
关键字：智能小车，单片机，红外传感器。
湖南工业职业技术学院学生毕业设计
目录
第一章 绪 论 ......................................................................................................................... - 1 -
1.1.1智能循迹小车概述 .................................................................................................... - 1 - 1.1.2课题研究的目的和意义 ............................................................................................ - 2 - 1.1.3智能循迹小车智能循迹分类 .................................................................................... - 2 - 1.1.4智能循迹小车的应用 ................................................................................................ - 3 - 第二章 方案设计 ....................................................................................................................... - 4 -
2.1 主控系统 ..................................................................................................................... - 5 - 2.2单片机最小系统 ............................................................................................................ - 6 -
2.2.1 STC89C52简介 .................................................................................................. - 6 - 2.2.2 时钟电路 ........................................................................................................... - 7 - 2.2.3复位及复位电路 ................................................................................................ - 8 - 2.3 电机驱动模块 ............................................................................................................. - 10 - 2.4 循迹及避障模块 ....................................................................................................... - 11 - 2.5 机械系统 ................................................................................................................... - 11 - 2.6电源模块 ...................................................................................................................... - 11 - 第三章 硬件设计 ................................................................................................................... - 11 -
3.1总体设计 ...................................................................................................................... - 11 -
3.1.1主板设计框图 .................................................................................................. - 12 - 主板设计框图如图3-1，所需原件清单如表3-1 ................................................... - 12 - 3.2驱动电路（参考文献[4]） ........................................................................................ - 12 - 3.3信号检测模块 .......................................................................................................... - 13 - 3.4主控电路 ...................................................................................................................... - 14 - 第四章 软件设计 ..................................................................................................................... - 15 -
4.1程序功能描述与设计思路 .......................................................................................... - 15 -
4.1.1程序功能与设计思路 ...................................................................................... - 15 - 4.1.2程序设计思路 .................................................................................................. - 15 - 4.2程序流程图 .................................................................................................................. - 15 - 第五章 调试与总结 ..................................................................................................................... 18
5.1 调试 ................................................................................................................................. 18
5.1.1 调试工具 ............................................................................................................. 18 5.1.2调试过程 .............................................................................................................. 18 5.2 总结 ................................................................................................................................. 18 附录......................................................................................................................................... 22
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湖南工业职业技术学院学生毕业设计
第一章 绪 论
1.1.1智能循迹小车概述
自智能循迹小车又被称为Automated Guided Vehicle，简称AGV，是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。智能循迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶，安全的运输车。工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。AGV的另一个特点是高度自动化和高智能化，可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变行驶路径，而且改变运行路径的费用与传统的输送带和传送线相比非常低廉。AGV小车一般配有装卸机构，可与其它物流设备自动接口，实现货物装卸与搬运的全自动化过程。此外，AGV小车依靠蓄电池提供动力，还有清洁生产、运行过程中无噪音、无污染的特点，可用在工作环境清洁的地方。
随着社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，人们希望创造出一种来代替人来做一些非常危险，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就诞生了机器人这门学科。世界上诞生第一台机器人诞生于1959年，至今已有50多年的历史，机器人技术也取得了飞速的发展和进步，现已发展成一门包含：机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多学科为一体的性尖端技术。循迹小车共历了三代技术创新变革：第一代循迹小车是可编程的示教再现型，不装载任何传感器，只是采用简单的开关控制，通过编程来设置循迹小车的路径与运动参数，在工作过程中，不能根据环境的变化而改变自身的运动轨迹。支持离线编程的，第二代循迹小车具有一定感知和适应环境的能力，这类循迹小车装有简单的传感器，可以感觉到自身的的运动位置，速度等其他物理量，电路是一个闭环反馈的控制系统，能适应一定的外部环境变化。第三代循迹小车是智能的，目前在研究和发展阶段，以多种外部传感器构成感官系统，通过采集外部的环境信息，精确地描述外部环境的变化。智能循迹小车，能独立完成任务，有其自身的知识基础，多信息处理系统，在结构化或半结构化的工作环境中，根据环境变化作出决策，有一定的适应能力，自我学习能力和自我组织的能力。为了让循迹小车能独立工作，一方面应具有较高的智慧和更广泛的应用，研究各种新机传感器，另一方面，也掌握多个多类传感器信息融合的技术，这样循迹小车可以更准确，更全面的获
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