摘 要

伴随者微型计算机、微电子、信息技术的快速发展，以及智能化技术越来越快的研发速度，还有越来越高的智能化程度，使得智能化的应用范围得到了极大的扩展。智能作为现代的一种新理念，奠定了往后人类社会的发展方向。这种理念是指外物能够按照预先设定好的工作模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理操控，其可应用于科学勘探，灾害救援等用途。智能小车是其中的一种具现，作为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。

本设计主要以AT89S52单片机为控制核心，通过超声波传感器利用超声波探测法实现小车的自主避障功能，并且利用多路红外发射器和一体化红外接收头实现小车的红外遥控功能，使小车不但具备自主寻迹避障功能，也能够进行人工控制，使小车的功能得到进一步的完善。详细介绍该智能小车的控制模块、避障模块、寻迹模块、红外接收模块、电机驱动模块。给出各功能实现的程序设计流程图，并进行寻迹、避障、红外遥控及相关实验，整个系统的电路结构简单，可靠性能高。通过实验发现基于AT89S52单片机的智能小车系统结构简单，性价比高，易于推广和移植，具有广阔的应用前景。

关键词：单片机 传感器 避障小车

ABSTRACT

With the rapid progress of computer, microelectronics and information technology, the development speed of intelligent technology is faster and faster, the intelligence is higher and higher, and the application scope has been greatly expanded. Intelligent as a modern new invention, is the future direction of development, it can be in accordance with the model in an automatic environment in the operation, no artificial management, can be applied to the use of scientific exploration. Smart car is the one with as a to complete the specific task of small-sized robot by means of programming, it has low production cost, simple circuit structure, program debugging is convenient wait for an advantage. Because it has a very strong interest, the smart car by the majority of robot enthusiasts and college students love.

This design mainly AT89S52 SCM as control core, by ultrasonic sensors using ultrasonic detection method to achieve autonomous car obstacle avoidance function, and to receive the first realization of the car with the multichannel infrared emitter and infrared integrated infrared remote control function make the car not only has the autonomous tracing obstacle avoidance function, can also manually control, so that the function of the car has been further improved. Details of the smart car control module, obstacle avoidance module, search module, infrared receiving module, motor drive module. The program design flow chart of each function is given, and the circuit structure of the whole system is simple and the reliability is high, and the tracking, obstacle avoidance, infrared remote control and related experiments are carried out. The experimental results show that the smart car system based on AT89S52 single chip has a simple structure, convenient debugging, high cost performance, easy to spread and transplantation, and has broad application prospects.

Key words: single chip computer sensor obstacle avoidance car

目 录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2系统总体方案 2

1.3论文的工作安排 2

第2章 系统结构及组成 3

2.1系统结构 3

2.2系统组成 3

第3章 硬件设计 6

3.1控制器模块 6

3.1.1 AT89S52单片机简介 6

3.1.2 AT89S52各引脚功能介绍 7

3.1.3 定时器与外部中断 9

3.1.4最小系统图 11

3.2测速模块 11

3.2.1 霍尔元件 11

3.2.2 测速电路原理 12

3.3超声波避障模块 13

3.4电机驱动模块 15

3.5显示模块 16

3.5.1 1602字符型LCD简介 16

3.5.2 1602的基本参数及引脚功能 16

3.6 循迹模块 18

3.7红外遥控模块 19

3.7.1 红外遥控的实现原理 19

3.7.2 红外发射器 20

3.7.3 红外接收器 21

第4章 软件设计 21

4.1 PWM控制 23

4.2 总体软件流程图 23

4.3小车循迹及避障流程图 24

4.4中断程序流程图 24

第5章 仿真 25

5.1 Proteus简介 27

5.2仿真过程 28

结 论 30

致 谢 31

参 考 文 献 32

附 录 33

第1章 绪论

智能小车是一种可移动的轮式机器人，其内容涵盖机械、电子、汽车、计算机、传感技术和自动控制等领域^[1]。随着汽车工业的快速发展，汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，可应用于工厂自动料车、固定场地搬运车等技术领域，也可应用于复杂、恶劣的工作环境，具有良好的应用前景^[2][3]。目前，超声避障实现简便、数据处理量小、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到实用的要求，因此，成为常用的避障方法^[4]。在此，采用红外寻迹，使小车沿着预定路径行驶，对行驶途中障碍物，利用超声波传感器来实现小车避障，通过控制小车与障碍物的距离，实现了小车多角度检测障碍物，从而控制小车转向、后退或前进，使小车能成功躲避障碍物。

1.1目的及意义

在80年代中，设计和制造机器人的浪潮席卷全球。而自90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术、高适应的控制技术为标志，开展了移动机器人的更高层次研究，自动避障小车正是轮式机器人的一种。

从20世纪50年代开始，智能车辆的研究在国外就开始了，其发展历程大致经历了探索起步阶段、小有成就的研究和高歌猛进的大量研究。探索起步阶段：在20世纪的50年代美国出现了自主引导车系统。小有成就的阶段：20世纪80年代中后期，欧洲和美洲的一些国家主要进行智能车辆的可行性研究和如何让智能车辆实用化的研究。高歌猛进的阶段：从20世纪90年代开始，各个国家尤其是欧洲的德国和美洲的美国等都对智能车辆进行了广泛地、大量地研究。尤为突出的是美国的Navlab系列的自主车的研究，该研究在卡内基-梅陇大学机器人研究所进行，取得的成绩显著。