论文总字数：17315字

摘 要

随着当今社会的不断发展和科技的飞速进步，智能汽车登上了发展的舞台，形成了时代发展中不可阻挡的趋势。本设计为基于单片机的智能避障小车，其工作原理是小车在行进过程中超声波模块发射出超声波，超声波触及障碍物之后反射，将接收到的返回信号传到由STC89C52单片机组成的控制系统中，再对由L298N芯片控制的电机驱动模块发出控制指令，以此来控制小车前面两个轮子上电机的运行和停止，并以此来带动后轮转向完成避障功能。通过硬件实验，小车在遇障碍时可以实现自主避障，验证了该设计的可行性。

关键词：STC89C52单片机，超声波，避障

Abstract：With the continuous development of today"s society and the rapid advancement of science and technology, smart cars have entered the stage of development, forming an unstoppable trend in the development of the times. The design is an intelligent obstacle avoidance trolley based on single chip microcomputer. The working principle is that the ultrasonic module emits ultrasonic waves during the traveling process, and the ultrasonic waves reflect after the obstacles are received, and the received return signals are transmitted to the control system composed of the STC89C52 single chip microcomputer. Then, the motor drive module controlled by the L298N chip sends a signal command to control the running and stopping of the motor on the two wheels in front of the trolley, and thereby drive the rear wheel to complete the obstacle avoidance function. Through hardware experiments, the car can achieve autonomous obstacle avoidance in case of obstacles, which verifies the feasibility of the design.

Keywords：STC89C52 microcontroller,ultrasonic,avoidance

目 录

1 绪论 5

1.1 研究背景 5

1.2 研究意义 5

1.3 研究现状 6

2 智能避障小车设计方案 6

2.1 设计任务 7

2.2 设计方案 7

2.2.1 设计总框图 7

2.3 方案选择 7

2.3.1 主控制器模块的选择 7

2.3.2 电源模块的选择 8

2.3.3 电机驱动模块的选择 8

2.3.4 电机模块的选择 9

2.3.5 显示模块的选择 9

2.3.6 避障模块的选择 9

2.4 最终方案 9

3 硬件电路设计 10

3.1 单片机最小系统 10

3.1.1 晶振电路 11

3.1.2 复位电路 11

3.2 电源模块电路 12

3.3 电机驱动电路 12

3.4 超声波避障模块电路 13

3.5 超声波避障的工作原理 14

4 软件设计 14

4.1 超声波避障子流程图 15

4.2 超声波测距子流程图 16

4.3 按键电路子流程图 16

4.4 显示电路子流程图 17

5 系统调试与运行 18

5.1 实物概述 18

5.2 实物图 18

5.3避障小车工作演示 19

结 论 22

参 考 文 献 23

致 谢 24

附录1整体电路原理图 25

附录2元器件清单 26

附录3部分源程序 26

1 绪论

1.1 研究背景

21世纪是一个科技飞速发展的时代，智能化逐渐开始普及。汽车成了人们日常生活的代步工具。汽车的数量和种类也都相应变多。据统计，2018年汽车保有量增加了2285万辆，总数量达到2.4亿辆；驾驶人比较去年增加2455万人，总数达到4.09亿人。这样的科技进步虽然迎合了广大消费者的需求，适应了时代和科技的发展，但是这同样带来了诸多的隐患。首先带来的问题就是交通拥挤，马路的拓宽和调整速度难以与车流量激增速度相比，这就很容易导致交通承运负担过重，特别是早晚高峰，更加容易导致交通拥挤。其次直接带来的问题就是道路安全问题，当今世界是一个智能化的信息时代，智能手机早已经普及，人们的生活对于智能手机的依赖越来越强烈，更有甚者在等待红绿灯的几秒钟时间里也离不开智能手机，据统计，导致交通事故的最常见的原因分别是：开车玩智能手机、疲劳驾驶、酒驾，这直接导致的问题就是人身安全以及财产的损失问题。当然汽车数量的激增还有其他问题，例如：环境污染问题和能源消耗问题，但这些问题并不是仅能凭一人之力就可以解决的，所以本设计主要是为了交通事故问题而研究的智能避障小车设计。

同时，对于一些特殊的人群，比如残障人士和老年人，平时出行也会由于各种原因出现不便，但是出于对他们以及对社会交通系统安全的考虑，国家有很严格的法律条款来约束他们的交通出行方式。对于他们来说，智能汽车可以称得上是他们在日常生活中出行的既便捷又有安全保障的代步工具。

智能避障小车的设计可以视作无人驾驶汽车技术的初步实现。小车可以通过超声波测算出自身与障碍物之间的距离，自动控制行进来实现自动避障的功能^[1]。由此可以看出此次智能避障小车的设计就具有研究的意义了。

1.2 研究意义

首先，自古以来，衣食住行，“食”占了很重要的位置，更有古语“民以食为天”，所以饭桌对于中国人来说十分的重要。古人又有“以酒会友”的习惯，这种一贯一直延续至今，所以酒更是饭桌上必不可少的一样必需品，本设计国的酒桌文化由此盛行。至宴会结束时，人们早已酒醉而不自知，总是有人怀有侥幸心理在酒后驾车归家，这往往都会造成或轻或重的交通事故。

再者，在社会经济飞速发展的时代下，人们的生活压力越来越大，早出晚归更是日常化的生活。在这样快节奏且压力巨大的生活下，很容易导致的问题就是人们的睡眠时间被大大缩短，还会导致人的精神压力过大。这样导致的问题就是让人在汽车驾驶的过程中容易走神或者是犯困甚至是睡着，马路上的车况变化本来就十分快速，注意力不集中会使人们跟不上车流的节奏，容易导致交通安全问题。

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