基于MSP430G2553单片机的循迹避撞小车(循迹模块+超声波模块)

沈阳理工大学学士学位论文I摘要随着现代科技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化的趋势。同时，随着汽车工业的飞速发展，汽车的产量和保有量都在急剧增加。但公路发展、交通管理相对落后，导致了交通事故与日俱增，城市交通拥堵成为城市管理的难题。本设计在汽车前端放置超声波检测装置，通过对前方汽车车距的检测，送到中心控制器作出判断，进行车辆车速控制，从而达到车辆主动安全行驶，避免不必要的碰撞。设计利用智能小车来模拟真实车辆行驶环境，采用红外对管检测黑线实现循迹,超声波传感器测距实现避障，采用MSP430G2553作为主控制芯片，电动车电机驱动采用L298N芯片，根据内置的程序分别控制小车四个直流电机运转，实现小车自动识别路线循迹行驶，能较有效的控制其在碰上障碍物时能及时停车。本设计结构简单，较容易实现，具有一定的智能性。这个系统安装在汽车上，能探测车辆前方的行人、车辆或周围障碍物，能向司机提前发出即将发生撞车危险的信号，促使司机采取应急措施来应付特殊险情，避免损失，在日常交通环境中提高了车辆行驶安全性，具有一定的市场推广价值。关键词：智能小车；msp430单片机；L298N；超声波传感器；红外传感器沈阳理工大学学士学位论文IIAbstractAlongwiththeprogressofmodernscienceandtechnology,thetrendofhighwaytransportationisthetrendofhighspeedandtrafficflow..Atthesametime,withtherapiddevelopmentoftheautomobileindustry,theoutputandthequantityoftheautomobileareincreasingsharply..However,thedevelopmentofhighway,trafficmanagementisrelativelybackward,resultinginthetrafficaccidentgrowing,urbantrafficcongestionbecomethecitymanagementproblems.Thedesignatthefrontendofthecarplacedultrasonicdetectiondevice,throughthedistancetothefrontvehicledetection,senttothecentralcontrollertojudge,vehiclespeedcontrol,soastoachievevehicleactivesafetydriving,avoidunnecessarycollision.Designusingthesmartcartosimulatetherealvehicledrivingenvironment,usinginfraredtodetectblacklinepipetoachievethetracking,ultrasonicrangingsensortoachieveobstacleavoidanceandthemsp430g2553asthemaincontrolchip,motordriveusingL298Nchip,built-inproceduresaccordingtorespectivelycontrolcarfourDCmotorrunning,achieveautomaticcaridentificationroutetrackingdriving,canmoreeffectivelycontroltherunintoobstaclescanstopintime.Thisdesignissimpleandeasytoachieve,withacertainintelligence.Thesystemwasinstalledinthecar,candetectvehiclesinfrontofthepedestrians,vehicles,oraroundobstacles.,tothedriverinadvancefromtheimpendingcollisiondangersignal,tourgethedrivertotakeemergencymeasurestocopewiththespecialdanger,avoidlosses,indailytrafficenvironmentimprovesthevehicledrivingsafety,hasacertainmarketpopularizationvalue.Keywords:Intelligentcar;MSP430microcontroller;L298N;ultrasonicsensor;infraredtube沈阳理工大学学士学位论文III目录1绪论............................................................11.1课题背景.....................................................11.2课题研究意义.................................................21.3超声波技术...................................................31.3.1超声波测距原理...........................................31.3.2超声波传感器的分类.......................................41.3.3超声波测距的特点.........................................42元器件介绍......................................................52.1红外传感器TCRT5000..........................................52.2比较器LM393.................................................62.3LM7805稳压芯片..............................................72.4L298N电机驱动芯片...........................................83硬件系统设计...................................................103.1电源模块....................................................103.2电机驱动模块................................................113.3循迹模块....................................................123.4超声波模块..................................................133.4.1超声波测距基本工作原理..................................143.4.2HC-SR04主要技术参数....................................143.5MSP430单片机最小系统.......................................153.5.1电源电路................................................153.5.2晶振电路、复位电路及接口电路............................154软件系统设计...................................................174.1主程序......................................................174.2电机转向控制程序............................................18沈阳理工大学学士学位论文IV4.3红外循迹控制程序............................................214.4超声波测距程序..............................................225常用软件介绍...................................................245.1Proteus介绍................................................245.1.1电路图的绘制..........................................245.1.2Proteus仿真建立工程的流程..............................255.2CodeComposerStudio(CCSv5.1)软件...........................275.2.1CCSv5.1软件建立工程的流程..............................285.2.2CCSv5.1编写程序及调试的流程............................30结论..............................................................32致谢..............................................................33参考文献..........................................................34附录A英文文献...................................................35附录B汉语翻译...................................................38附录C源程序.....................................................41附录D硬件原理图.................................................47附录E实物图.....................................................48沈阳理工大学学士学位论文11绪论1.1课题背景随着汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化的趋势。同时，随着汽车工业的飞速发展，日常生活中，汽车的产量和保有量都在急剧增加。但公路发展、交通管理相对落后，导致了交通事故与日俱增，城市交通拥堵成为城市管理的难题。智能交通系统ITS（IntelligentTransportSystem）是目前世界上交通运输科学技术的高新技术，它在充分着发挥基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通堵塞，改善城市环境等方面有着卓越的效能，已得到各国政府的普遍关注。中国政府也高度重视智能交通系统的研究开发与推广应用。汽车主动安全防撞系统作为ITS发展的一个基础，它的成功与否对整个系统有着很大的作用。从传统上说，汽车的行驶安全可以分为两个主要研究方向：一是主动式安全技术，即防止事故的发生，该种方式是当前汽车安全研究领域的最终目的；二是被动式安全技术，即事故发生后对乘员的保护。目前汽车安全领域被动安全的方向研究较多，主要从安全气囊、ABS(防抱死系统)和悬架等方面着手，