基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计_牛凤英.pdf

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数控技术牛凤英等:基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计

基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计

牛凤英1,2,张华1,刘继忠1,吴学沛1

(1.南昌大学江西省机器人与焊接自动化重点实验室江西南昌330031 ; 2 .南昌

大学机电工程学院江西南昌330031)

摘要:应用超声波传感器多路测距技术和凌阳大学的61单片机技术实现了普通轮椅各个方向上的自主避障,介绍了该避

障系统的多路测距模块、电机驱动模块、电源模块,给出了超声避障测距与控制程序,并进行了轮椅自主避障及相关实验,通过

实验发现基于S PCE061A的智能轮椅自主避障控制系统结构简单,性价比高,易于功能扩展和移植,具有广阔的应用前景。

关键词:超声波传感器;避障;SP CE061A;电机驱动模块

中图分类号:T P23文献标识码:B文章编号:1004-373X(2009)03-116-03

Design of Obstacle Avoidance Control System for Intelligent Wheelchair Based on SPCE061A

NIU Fengying1,2 , Z H AN G Hua1 , L IU Jizhong 1 , W U Xuepei1

(1 .Key Lab of Robot &Welding Autom ation of Jiangxi, Nanchang U niversity , Nanchang , 330031, China ;

2.Mechano-elect ronics Engineering College , N anchang University , Nanchang , 330031, China)

Abstract :U ltrasonic sensors and SPCE061A microcontroller technology is applied to achieve a common wheelchair autono-mous obstacle avoidance in each directions , the system module of measure distance , the drive module of electric motor and the module of pow er source are introdued .It designs obstacle avoidance , control procedures, auto obstacle avoidance and related ex-

periments.Experiment show s that the frame of obstacle avoidance control system based on SPCE061A is simple , the ratio of capability to price is high , the system can be enlarged in function and transplanted easily and has w ide application foreground .

Keywords:ultrasonic sensors;obstacle avoidance ;SPCE061A ;driver module of electric motor

0 引言超声波测距模块、微处理器模块、D/A驱动模块、电源模块,如图1所示。

全世界人口老龄化进程正在加快,今后50年内,

60 岁以上的人口比例预计将会翻一番, 由于各种灾难

和疾病造成的残障人士也逐年增加,他们存在不同程度

的能力丧失。如行走、视力、动手及语言等。为了给老

年人和残障人士提供性能优越的代步工具,帮助他们提

高行动自由度及重新融人社会,将智能机器人技术应用

于电动轮椅的智能轮椅被提了出来。智能轮椅又称轮图1自主避障总体结构框图

椅式移动机器人。可以灵活避障[1]是轮椅智能化的一 1 .1多路超声波测距[2]模块

个重要体现。

本智能轮椅自主避障系统采用超声波传感器测量避障就是指机器人根据获得的障碍物信息,做出相

障碍物的距离,工作时,由61单片机通过三路信号线选应的避障决策。本课题采用超声波传感器获取机器人

通多路模拟开关,由多路模拟开关负责每一路超声波传外部障碍物信息,再把障碍物信息传给上位机,由上位

感器的通断。每一路超声波传感器工作时,都由61单机根据得到的障碍物信息做出相应的避障决策。片机[3]的IOB9口发射出频率为40 kH z,幅值为5 V的1 智能轮椅自主避障硬件设计矩形脉冲信号,经过信号放大电路,变成稳定的12 V矩

智能轮椅自主避障系统的硬件结构主要包括多路形脉冲信号,由超声波发射换能器发射出超声波。超声波遇到障碍物返回,由超声波接收换能器接收,经过信号滤波放大集成电路,触发61单片机中断。由61单片

收稿日期:2008-07-07 116

《现代电子技术》2009年第3期总第290期测试·测量·自动化

机计算渡越时间,从而计算出障碍物的距离,总体结构别是数据串口DIN、时钟信号SCLK、片选信号CS。框图如图2所示。MC1403 只有 3 只脚有效, VDD , VSS 及供给 DA 2 .5 V

的参考电压。

TLV5618 与凌阳 61 单片机的 3 个 I/O 口相连, 分

图2超声波测距模块

1 .2微处理器模块

选用台湾凌阳16位单片机SPCE061A作为系统的

核心,SPCE061A主要包括通用I/O端口、定时器/计数

器、A/D转换器、D/A转换器、串行设备输入输出、通用

异步串行接口、低电压监测和低电压复位等部分,并且内

置了在线仿真电路ICE接口,SPCE061A具有体积小、

集成度高、可靠性好且易于扩展,较强的中断处理能力,

高性能价格比,功能强、效率高的指令系统,低功耗、低

电压等特点[3]。采用SPCE061A作为机器人系统的核

心部件,由61单片机处理障碍物数据信息,并根据数据

信息做出相应的避障决策。使智能轮椅灵活避障。

1 .3D/A 驱动模块[4]

系统采用直流永磁电动机DG-168A左右配对分

别来驱动轮椅左右轮,左、右配对使用DG-168系

列具有机械性能好、过载能力大、平衡性好、调速性

宽阔平滑、噪音低之优点。DG-168A电机功率为

168 W,使用电压为24 V。买回来的电动轮椅本

身自带手柄控制,经研究发现,手柄部分共六条线,

红、黑、黄、褐、兰、白,输出四路信号。黄、褐两

路控制轮椅前进后退;兰、白两路控制轮椅左转右转

(如表1所示)。每两路的电压加起来要等于5 V,当

黄线电冶高于褐线电压时,轮椅前进;反之轮椅后退,

同理,兰线电压高于白线电压时右转;反之左转。

本课题的D/A模拟电路的B1,A1,A2,B2的电

压输出分别代替了黄、褐、兰、白四条线的电压输出。

表1智能轮椅手柄控制电压解读表

电压

状态

U B1/ V U A1/ V U A2/ V U B2/ V

停止 2 .5 2 .5 2 .5 2 .5

前进2.5~3.8 2 .5~ 1 .2 2 .5 2 .5

后退2.5~1.2 2 .5~ 3 .8 2 .5 2 .5

左转 2 .5 2 .5 2 .5~ 1 .2 2 .5~ 3 .8

右转 2 .5 2 .5 2 .5~ 3 .8 2 .5~ 1 .2

所以通过两个D/A[4]转换器T LV5618的输

出,代替了手柄控制,具体转换电路如图3所示。

图 3 D/ A 转换电路图

1 .4 电源模块 电路驱动模块中用到了 24 V , 1

2 V , 5 V 三种电

源 , 选用 24 V , 24 Ah 的高能充电蓄电池作为动力能 源 , 它为电机直接提供 24 V 工作电压 , 12 V , 5 V 分别 通过 7812 , 7805 芯片由 24 V 转换得到。 2 智能轮椅自主避障软件设计

系统软件是在 61 单片机集成开发环境 IDE2 .0.0 上开发的 , 该集成开发环境集程序的编辑、编译、链接、 调试以及仿真等功能为一体 , 具有友好的交互界面 , 使 用户的编程、调试工作更加方便且高效。 主程序设计如下:

主程序主要是通过扫描键盘, 等候用户指令, 不

在 避障状态下扫描等候, 而进入避障状态后会根据探测到 的环境选择相应的避障策略。 在避障过程中若用户按 下停止键则退出避障循环 , 主程序采用键盘扫描, 节约 了 61 单片机的中断资源 , 同时也减小了对测距的干扰 , 增加了智能轮椅实时避障的灵敏度。主程序流程图如 图 4 所示。

图 4 自主避障主程序流程图

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数控技术牛凤英等:基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计

3 实验结果分析

选用实验室外空旷环境作为轮椅运动的测试环境,对轮椅的运动进行反复测试可知,轮椅的运动最低平均速度为16 cm/s,最高平均速度为41 cm/s;转弯半径为50 cm 左右 , 根据使用者对速度的要求 , 可以通过改变系统的特定参数来设置速度的范围。

利用介绍的方法对智能轮椅做自主避障实验,智能轮椅自主避障良好。

4 结语

智能轮椅自主避障具有很重要的实用价值,本文设计的基于SPC E061A的自主避障系统结构简单,性价比高,易于功能扩展和移植。系统测试结果表明该系统基本达到实用化要求。

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作者简介牛凤英女,1983年出生,在读硕士研究生。

张华男,1964年出生,教授,博士生导师。研究领域为移动机器人技术、机器人智能化、智能自动化技术、智能结

构快速制造技术。

刘继忠男,1974年出生,副教授。研究领域为超声检测,服务机器人。

(上接第 115 页)

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作者简介谭建军男,1960年出生,湖北利川人,教授,多年从事电子信息技术的教学与科研工作。研究方向为电子信息的处理与控制。

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智能超声波避障小车地设计与制作

江阴职业技术学院项目设计报告 项目:超声波避障小车的设计与制作 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期

摘要 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人,它具有制作成本低廉,电路结构简单,程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性,智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作(以下简称智能小车),论文对智能小车的方案选择,设计思路,以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。经实践验收测试,该智能小车的电路结构简单,调试方便,系统反映快速、灵活,设计方案正确、可行,各项指标稳定、可靠。

Abstract Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students' enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable.

超声波避障小车开题报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 设计题目:超声波避障小车 院系:电气学院自动化测试与控制系 班级: 设计者: 学号: 指导教师:周庆东 设计时间:9.2~9.13 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学课程设计任务书

*注:此任务书由课程设计指导教师填

开题报告 1立项依据 1.1立项目的 (1)设计一辆利用超声波传感器来实现避障功能的小车,使小车对其运动方向受到的阻碍作出各种躲避障碍的动作。 (2)进一步学习单片机原理及其应用,提高程序的编写能力。 (3)掌握单片机系统外扩器件的连接与使用,了解超声波传感器的工作原理。 (4)掌握软件和硬件调试的基本技巧与方法。 1.2立项意义 在当今社会,汽车成为了越来越普遍,人们不可缺少的交通工具。但汽车的不断增加,随之而来就是越来越多的交通事故。交通事故成为了现在越来越严重的安全隐患。所以随着汽车工业的快速发展,我们必须加强对汽车安全性能的考虑。所以,智能汽车概念应运而生,他既是汽车产业的机遇也是汽车产业的挑战。汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势,在这样的背景下,我们开展了基于超声波的智能小车的避障研究。 超声波作为智能车避障的一种重要手段,以其避障实现方便,计算简单,易于做到实时控制,测量精度也能达到实用的要求,在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国,在高科技领域也必须占据一席之地,未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的,在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义,这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。 2主要设计内容及方案 2.1总体方案 系统采用51单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制,在超声波检测到障碍物之后,主控芯片根据距离值控制直流电机的转动,在与障碍物距离较大的情况下,快速前进,在与障碍物距离较小但还未到达临界转弯方向值的时候,慢速前进。在与障碍物距离很近需要转向避障时,方案上将尝试进行转向,来进行避障。 2.2设计原理 该智能车系统可分为三个主要模块:单片机主控核心模块,传感器避障模块,电机驱动模块。系统主要原理是:通过超声波避障模块(即感测模块)实时监测路面情况并及时传输给单片机。由单片机主控核心模块根据感测模块给予的信息控制小车两电机转动工作状态。电机驱动模块驱动两电机转动,实现前进或者左、右转。

交通信号控制系统解决实施方案

交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统,是智能交通系统(ITS)在交通管理工作中的基本应用,也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统,实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制,有效减少车辆的停车次数,节省旅行时间;后台实时调整信号配时,采取多时段控制方式,必要时,可通过智能交通管理中心人工干预,直接控制路口交通信号机执行指定相位,有效的疏导交通,减少行车延误,提高通行能力,缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力,提高城区交通综合管理能力,减少汽车尾气排放,美化环境,提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级:分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。

(1)中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是: ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。(2)区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是: ?监控受控区域的运行。

?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 (3)路口控制级设备 路口控制级设备即信号机,其作用主要是: ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息,并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令,并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 (1)区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元,综合考虑子区内的交通运行状态(如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅)、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量,确定公共信号周期与相位差的决策模型,并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数,实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态,相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权,大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染,减少区域交通总的车辆燃油

基于51单片机设计智能避障小车

单片机设计智能避障小车 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物,并以STC89C51单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N 驱动电路完成,速度由单片机输出的PWM波控制。本文首先介绍了智能车的发展前景,接着介绍了该课题设计构想,各模块电路的选择及其电路工作原理,最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图,和本设计实物图,及完整的C语言程序。 关键词:智能小车;51单片机;L298N;红外避障;寻迹行驶 abstract Using infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program. Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

智能交通信号灯控制系统设计 摘要:本文对交通灯控制系统进行了研究,通过分析交通规则和交通灯的工作原理,给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件,采用双机容错技术,硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词:交通灯;单片机;双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速,给城市交通带来巨大压力,城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后,特别是街道各十字路口,更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全,防止交通阻塞,使城市交通井然有序,交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展,城市交通的智能控制也有了良好的技术基础,使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上,增加了容错处理技术(双机容错)、左右转提示和紧急情况(重要车队通过、急救车通过等)发生时手动控制等功能,增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术,以单片机89C51为控制核心,采用双机容错机制,结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前,先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别,对一个双向六车道的十字路口进行分析,共确定了9种交通灯状态,其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态,为全部亮红灯,进入正常工作阶段后有8个状态,大致分为南北直行,南北左右转,东西直行,与东西左右转四个主要状态,及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术,很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质,针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能,或者系统对整体运行的可靠性要求很高时,双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲,可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机,一台正常工作,一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示,中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要,在设计各单元时,通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换(切换)电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图

自动避障小车课程设计

单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题:自动避障小车 学院名称:电气工程学院 专业班级:自动1105 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计地点:31-630 设计时间:

单片机系统课程设计 课程设计名称:自动避障小车 专业班级:自动1105 学生姓名: 学号: 指导教师: 课程设计地点:31-630 课程设计时间:

单片机系统课程设计任务书

目录 1概述-------------------------------------------------------------- 4 1.1研究背景----------------------------------------------------- 4 1.2设计思想及基本功能------------------------------------------- 4 2总体方案设计------------------------------------------------------ 4 2.1方案论证----------------------------------------------------- 4 2.2系统框图----------------------------------------------------- 5 2.3总体方案设计------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计------------------------------------------------------ 7 3.1电源电路----------------------------------------------------- 7 3.2晶振电路----------------------------------------------------- 8 3.3复位电路----------------------------------------------------- 8 3.4键盘电路----------------------------------------------------- 8 3.5显示电路----------------------------------------------------- 9 3.6超声波测距电路---------------------------------------------- 10 3.7舵机电路---------------------------------------------------- 11 3.8电机驱动电路------------------------------------------------ 11 3.9电机转速测量电路-------------------------------------------- 13 3.10设计PCB和腐蚀电路板--------------------------------------- 14 4系统软件设计----------------------------------------------------- 16 4.1分模块程序设计---------------------------------------------- 18 4.2主程序设计-------------------------------------------------- 20 5系统调试 ------------------------------------------------------- 20 6总结 ----------------------------------------------------------- 22参考文献:------------------------------------------------------- 23附录A硬件电路图------------------------------------------------- 24附录B 源程序 ---------------------------------------------------- 25

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系(盖章) 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文(设计)中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误!未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误!未定义书签。 杨红宇 要: 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力,这些缺点体现在:红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制,随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

智能寻迹避障小车寻迹系统设计说明

第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计 1.任务 任务一:产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序; 任务二:产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序; 2.要求 (1)能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能; (2)行走过程中小车一直压着黑线走,不得冲出黑线圆圈之外或之; (3)智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈; 2.1 项目描述 该项目的主要容是:在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路,然后运用C 语言对系统进行编程,使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能,并且在行走过程中小车一直压着黑线走,不得冲出黑线圆圈之外或之;当人为将小车拿开,再从小于90度的任意方向放置小车,小车应能重新找回轨道,并沿黑线继续转圈。通过该项目的学习与实践,可以让读者获得如下知识和技能: 继续掌握单片机I/O端口的应用; 掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法; 掌握数码管的工作原理与控制方法; 掌握单片机C语言的编程方法与技巧; 能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数; 2.1 必备知识 2.1.1 关于红外线传感器 红外线定义:在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线,红外线是不可见光线。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类:近红外线与远红外线。 红外线发射器:红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段,如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异,850NM波长的主要用于红外线监控设备,875NM主要用于医疗设备,940NM波段的主要用于红外线控制设备。如:红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。 红外线对管应用:本项目中,小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。具体工作过程如下:两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底盘正前方,红外发射管一直发射信号,接收管时刻准备接收信号。两对对着地的红外管发射红外信号,信号在白色的地面上反射回接收管,通过接收管把信号送回单片机进行处理,完成相应的动作。假如在黑色的地面上,信号被地面吸收,就无信号返回,单片机检测到无信号,根据程序也会做出相应的动作。如图2.1所示为红外线收、发对管外型示意图。

红外避障小车课程设计报告报告

下载可编辑 前言 --------------------------------------------------- 随着生产自动化的发展需要,机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上,随着科学技术的发展,机器人的传感器种类也越来越多,其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。 红外的典型应用领域为自主式智能导航系统,机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物,感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统,采用红外传感器实现前方障碍物检测,并判断障碍物远近。 由于时间和水平有限,我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。 本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能,再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。

目录 前言------------------------------------------------------------------------------1目录------------------------------------------------------------------------------2摘要------------------------------------------------------------------------------3功能概述------------------------------------------------------------------------3硬件设计------------------------------------------------------------------------3 避障电路------------------------------------------------------------------------4单片机电路---------------------------------------------------------------------7电机转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------23

4智能避障小车系统的设计与实现

智能避障小车系统的设计与实现 电子信息工程 200709837 王小龙 罗维薇 摘要 本设计以单片机STC89C52为控制核心,设计实现具有避障和里程显示功能的智能小车。其主要由三部分组成:液晶显示模块、避障模块和电机驱动模块。 智能避障小车分别运用直接反射式红外传感器TCRT5000和霍尔传感器3144来进行路径检测和里程计算,并将实时数据传送到液晶显示模块和单片机分别进行显示和数据处理。并用L298N电机驱动芯片控制小车的运行状态。 Abstract This design based on the single chip computer STC89C52 as control core, design a car with obstacle avoidance and mileage display function. It mainly consists of three parts: the liquid crystal display module, obstacle avoidance module and motor driver module. Intelligence obstacle avoidance car detecting external environment by direct reflex respectively infrared sensor TCRT5000 and hall sensor 3144, transfer the real-time data to LCD module and single chip microcomputer to display respectively and data processing. And use L298N motor drive chip to control the operation status of the car. 一、绪论 1.课题背景介绍 随着单片机技术的迅速发展,其控制能力越来越强大。人们利用单片机强大的控制功能设计出各种各样的系统,全国电子设计大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。本设计就是在这样的背景下提出的,设计的智能小车能够通过光电开关完成避障功能,并且可以计算和显示出小车的行驶距离。 2.设计的主要内容 (1)采用STC89C52单片机作为控制小车的核心器件,用收发一体的红外传感器光电TCRT5000来检测和感应外界环境。 (2)用L298N驱动芯片控制电动小车的运行。 (3)用霍尔传感器计算小车行驶的距离并用1602液晶显示器显示。 这种方案能实现对智能小车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,可满足对系统的各项要求。 二、系统的总体设计 1.硬件总体设计 以AT89C51单片机为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用红外光电传感器、霍尔传感器,实现小车在行驶中自动躲避障碍物、测量里程等问题。并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。 在本系统中,反射式红外光电传感器检测障碍物,然后将信号传送到单片机系统进行处理,使小车沿轨道自主行走;通过霍尔元件测量小车行驶里程;采用L298N芯片控制电机的转向,实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯;采用1602液晶显示器显示小车行驶的路程。此系统采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化,各类功能易于实现,能满足系统的要求,其原理图如图1所示。

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现

基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现

诚信承诺书 本人郑重承诺:本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。 本人签名: 日期:年月日

基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 摘要 近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。 十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件,设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示,并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词:交通灯;单片机;显示;计时;车流量

Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light,SCM,Display,Timing,Traffic flow

红外避障小车课程设计报告.docx

随着生产自动化的发展需要,机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上,随着科学技术的发展,机器人的传感器种类也越来越多,其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。 红外的典型应用领域为自主式智能导航系统,机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物,感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统,采用红外传感器实现前方障碍物检测,并判断障碍物远近。 由于时间和水平有限,我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。 本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51 为核心的控制板可以达到其基本功能,再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555 组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。

目录 前言------------------------------------------------------ 1目录------------------------------------------------------ 2摘要------------------------------------------------------ 3功能概述-------------------------------------------------- 3硬件设计-------------------------------------------------- 3避障电路-------------------------------------------------- 4单片机电路------------------------------------------------ 7电机转速控制电路------------------------------------------ 7电源电路-------------------------------------------------- 8电机驱动电路----------------------------------------- 9主程序设计------------------------------------------------ 12小结----------------------------------------------------- 23参考文献------------------------------------------------- 23

红外避障小车课程设计报告

前言 --------------------------------------------------- 随着生产自动化的发展需要,机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上,随着科学技术的发展,机器人的传感器种类也越来越多,其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。 红外的典型应用领域为自主式智能导航系统,机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物,感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统,采用红外传感器实现前方障碍物检测,并判断障碍物远近。 由于时间和水平有限,我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。 本设计通过小车这个载体再结合由AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能,再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。

目录 前言------------------------------------------------------------------------------1目录------------------------------------------------------------------------------2摘要------------------------------------------------------------------------------3功能概述------------------------------------------------------------------------3硬件设计------------------------------------------------------------------------3 避障电路------------------------------------------------------------------------4单片机电路---------------------------------------------------------------------7电机转速控制电路------------------------------------------------------------7电源电路------------------------------------------------------------------------8电机驱动电路---------------------------------------------------------------9主程序设计--------------------------------------------------------------------12小结-----------------------------------------------------------------------------23参考文献-----------------------------------------------------------------------23

毕业设计智能循迹避障小车设计

毕业设计智能循迹避障 小车设计 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

单片机系统课程设计 轮式移动机器人的设计 学院:通信与电子工程学院 班级:电子131 姓名:初清晨 学号: 13 同组成员:孟庆阳张轩 指导老师:王艳春 日期:2015年12月24日

组员分工 1、组长:张轩,实物焊接,报告整理,程序设计 2、组员:孟庆阳,实物焊接,仿真测试,报告整理 3、组员:初清晨,实物焊接,报告整理,仿真测试

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摘要 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快,智能度越来越高,应用范围也得到了极大的扩展。智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、循迹、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示,无需人工干预。因此,智能电动小车具有再编程的特性,是机器人的一种。 本设计采用AT89S52单片机加电机驱动电路和红外遥控及循迹模块还有红外接收一体化传感器设计而成,采用模块化的设计方案,运用红外遥控器控制小车的前进、后退、左转、右转、启动和停止。 关键词:智能小车;STC89C52单片机;L9110;红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Abstract:Based infrared detection of black lines and the road obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode 第一章绪论 智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中,制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。 随着科学技术的发展,机器人的感觉传感器种类越来越多,其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统,对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达,而基于图像的理解技术还很落后,机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD,目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传

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