單片機課程設(shè)計--超聲波避障小車

1、<p>　　課程設(shè)計說明書（論文）</p><p>　　設(shè)計題目：超聲波避障小車 </p><p>　　院 系：電氣工程及自動化學(xué)院 </p><p>　　班 級：XXXXXXX </p><p>　　設(shè) 計 者：XXX </p>

2、<p>　　學(xué) 號：XXXXXXXXXX </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計時間：2013.09.02.-2013.09.11 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　*注：此任務(wù)書由課

3、程設(shè)計指導(dǎo)教師填寫</p><p><b>　　開題報告</b></p><p><b>　　一.立項依據(jù)</b></p><p><b>　　1.1課題目的</b></p><p>　　進一步熟練掌握單片機的使用方法、提高程序的編寫能力</p><p>

4、;　　掌握單片機系統(tǒng)外擴器件的連接與使用</p><p>　　掌握軟件和硬件調(diào)試的基本技巧與方法</p><p>　　提高器件說明書以及時序過程的閱讀、理解能力</p><p><b>　　1.2立項目的</b></p><p>　?。?）設(shè)計一輛利用超聲波傳感器來實現(xiàn)避障功能的小車，使小車對其運動方向受到的阻礙作出各種

5、躲避障礙的動作。</p><p>　　（2）進一步學(xué)習(xí)單片機原理及其應(yīng)用，了解超聲波傳感器的工作原理。</p><p><b>　　1.3立項意義</b></p><p>　　在當今社會，汽車成為了越來越普遍，人們不可缺少的交通工具。但汽車的不斷增加，隨之而來就是越來越多的交通事故。交通事故成為了現(xiàn)在越來越嚴重的安全隱患。所以隨著汽車工業(yè)的快速

6、發(fā)展，我們必須加強對汽車安全性能的考慮。所以，智能汽車概念應(yīng)運而生，他既是汽車產(chǎn)業(yè)的機遇也是汽車產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)。汽車的智能化必將是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，在這樣的背景下，我們開展了基于超聲波的智能小車的避障研究。</p><p>　　超聲波作為智能車避障的一種重要手段，以其避障實現(xiàn)方便，計算簡單，易于做到實時控制，測量精度也能達到實用的要求，在未來汽車智能化進程中必將得到廣泛應(yīng)用。我國作為一個世界大國，在高科技領(lǐng)域也

7、必須占據(jù)一席之地，未來汽車的智能化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然的，在這種情況下研究超聲波在智能車避障上的應(yīng)用具有深遠意義，這將對我國未來智能汽車的研究在世界高科技領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位具有重要作用。</p><p><b>　　二．課題設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計要求</b></p><p>　?。?）在車前方?jīng)]有

8、障礙物時，小車沿直線向前走。</p><p>　?。?）在車前方有障礙物時，小車能避開障礙物，避障方法如下：</p><p>　?、傧认蜃筮呣D(zhuǎn)90度，如果前面沒有障礙物，再沿直線向前走；</p><p>　?、谌绻懊嫒杂姓系K物，則向右轉(zhuǎn)180度，如果前面沒有障礙物，則直線行走；</p><p>　?、廴绻懊嫒杂姓系K物，則向右90度，然后直

9、線行走</p><p><b>　　2.2設(shè)計原理</b></p><p>　　該智能車系統(tǒng)可分為四個主要模塊：傳感器避障模塊，單片機主控核心模塊，電機驅(qū)動模塊，USB下載模塊。鑒于電機驅(qū)動模塊、USB下載模塊已經(jīng)由實驗室直接提供了，我們對于傳感器避障模塊和單片機主控核心模塊進行了討論。</p><p>　?。?）傳感器避障模塊。智能車避障系統(tǒng)

10、中的傳感器一般分為接觸型和非接觸型兩種，接觸型相對比較簡單。這里我們使用了超聲波傳感器進行測量，也即非接觸型傳感器。 超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生震動產(chǎn)生的，在碰到雜質(zhì)獲分界面會產(chǎn)生顯著反射從而形成反射回波，超聲波傳感器就是根據(jù)超聲波在障礙物界面上的反射來判斷檢測物體的存在以及距離的。</p><p>　?。?）單片機主控核心模塊。在這次設(shè)計中我們選用已經(jīng)學(xué)過的MCS-51單

11、片機為核心作為控制模塊。MCS-51系列單片機是美國Intel公司于1980年推出的產(chǎn)品，MCS-51系列單片機的影響及其深遠，許多公司都推出了兼容系列單片機，使MCS-51內(nèi)核成為一個8位單片機的標準，其典型產(chǎn)品有8031、8051、8751等等。</p><p>　?。?）電機驅(qū)動模塊。電機驅(qū)動模塊是由兩個伺服電機組成，伺服電機控制原理如下所示：控制電機運動轉(zhuǎn)速的是高電平持續(xù)的時間，當高電平持續(xù)時間為1.3m

12、s時，電機順時針全速旋轉(zhuǎn)，當高電平持續(xù)時間1.7ms時，電機逆時針速旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.3程序設(shè)計流程圖</p><p><b>　　2.4關(guān)鍵問題 </b></p><p>　　學(xué)會使用超聲波測距器件，利用圖像讀懂超聲波器件的工作時序，根據(jù)時序以及超聲波測距器件的工作信號特點，并且結(jié)合單片機的定時器/計數(shù)器等功能，來順利的完成小

13、車對于前方障礙物距離的測量。</p><p>　　另外就是確定小車的避障方案，根據(jù)上方的主程序流程圖，在接下的設(shè)計中，需要對于該方案能否正確躲避障礙進行驗證，并且需要不斷思考，提出更多的更好的更有效的避障方案。</p><p><b>　　三．預(yù)期設(shè)計結(jié)果</b></p><p>　　組裝出來的避障小車圖3.1所示。將編寫好的C語言程序轉(zhuǎn)換成.