基于AT89S52单片机的超声波避障智能小车设计

本科毕业论文（设计）题目：基于单片机的超声波测距智能小车避障设计姓名：宋富冉学号：1042051127专业：10电子信息工程院系：电子通信工程学院指导老师：徐荃职称学位：讲师/硕士完成时间：2014年5月11日教务处制安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文（设计）作者签名：宋富冉日期：2014年5月16日安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）I基于单片机的超声波测距智能小车避障设计摘要本论文主要是基于单片机的超声波测距智能避障小车的研究，其用在行车过程中智能控制车距、车速、行驶方向，避免小车与障碍物碰撞。本设计的超声波测距系统的确定条件是超声波在空气中的传播速度，采取发射超声波和反射波时间上的差计算距离，用以作为单片机做出判断并发出相应指令的判断信号源。在研究超声波测距原理的基础上，本文完成了基于单片机超声波测距系统的设计，主要包括单片机最小系统、超声波测距系统和电机驱动控制电路。设计中，单片机最小系统是为整个系统提供基础运行服务，超声波测距系统在单片机的控制下，发射并接收超声波，为单片机提供外部中断信号源，从而为单片机作出判断提供依据，驱动系统则是在单片机做出判断后给予其相应的指令代码，来控制驱动系统的运行；最终达到智能避障的目的。该系统各个模块都能正常实现预期的功能，而且保证小车在行驶过程中的安全系数，同时实现了超声波在智能控制车距车速方面的应用。设计完成并实现后分析，该智能小车的电路结构非常之简单，调试方便，设计方案正确、可行，各项指标稳定、可靠。关键词：单片机；超声波；测距；避障；安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）IIDesignofsuperlivingwaverangeofintelligentobstacleavoidancecarbasedonsinglechipmicrocomputerAbstractThisthesisismainlybasedonsinglechipultrasonicrangingintelligentobstacleavoidancecarresearch,itsuseintheprocessoftrafficintelligentcontrolvehiclesdrivingdistance,speedanddirection,toavoidthecarcollisionswithobstacles.Thedeterminationofthedesignofultrasonicrangingsystemonconditionthattheultrasonicvelocityinair,takeonthesideoflaunchultrasonicwaveandreflectedwavetimedifferencecomputingdistance,usedtomakejudgmentsasasinglechipmicrocomputerandacorrespondinginstructionjudgmentsignalsource.Basedonthestudyoftheultrasonicrangingprinciple,thispapercompletedthedesignoftheultrasonicrangingsystembasedonsinglechipmicrocomputer,includingsinglechipmicrocomputerminimumsystem,ultrasonicrangingsystemandmotordrivecontrolcircuit.Inthedesignofsinglechipmicrocomputerminimumsystemistoprovidebasicoperationserviceforthewholesystem,theultrasonicrangingsystemunderthecontroloftheMCU,transmitandreceiveultrasonic,provideexternalinterruptsignalsourceforSCM,soastoprovidebasisfortheMCUtojudge,thedrivesystemisthesinglechipmicrocomputerafterthejudgetogiveitscorrespondinginstructioncode,tocontroltheoperationofthedrivesystem.Ultimatelyachievethegoalofintelligentobstacleavoidance.Everymoduleofthesystemcanrealizetheexpectedfunctionnormally,andguaranteethesafetyfactorintheprocessofthecarontheroad,atthesametimerealizetheultrasonicapplicationinintelligentcontrolvehiclesisapartfromthespeed.Designedandimplementedafteranalyzingthesmartcarcircuitstructureissimple,convenientdebugging,thedesignschemeiscorrectandfeasible,andtheindicatorsisstable,reliable.Keywords:singlechipmicrocomputer;Ultrasound;Range;Obstacleavoidance;安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）目录1绪论..........................................................11.1背景及意义...................................................11.2研究内容.....................................................11.3设计思路及各模块功能.........................................21.4超声波测距的应用前景及一些场合...............................22小车硬件设计...................................................32.1硬件总体设计.................................................32.2单片机硬件电路设计...........................................32.2.1单片机选择注意事项.........................................42.2.2STC89C52双列直插式引脚分布................................42.2.3单片机引脚及原理图设计.....................................42.3超声波测距系统...............................................62.3.1超声波测距原理.............................................62.3.2超声波速度计算方式.........................................62.3.3超声波发射电路.............................................62.3.4超声波接收电路.............................................72.4电机驱动控制电路.............................................82.4.1L298N内部电路图及引脚.....................................82.4.2驱动系统电路设计...........................................92.5小车整体硬件连接框图设计....................................10安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）3小车软件设计..................................................113.1软件总体设计................................................113.2软件设计模块设计............................................123.2.1主程序执行设计............................................123.2.2子程序功能设计............................................133.3软件调试及功能实现..........................................134系统调试......................................................144.1调试步骤....................................................144.2调试单个模块................................................144.2.1L298N驱动模块检测调试....................................144.2.2超声波测距模块调试检测....................................144.3整体调试总结................................................145所得结论及展望................................................165.1论文所得结论及总结..........................................165.2超声波测距应用的展望........................................17致谢.........................................................18参考文献........................................................19附录.........................................................20安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）11绪论智能在今天的社会中、生活中均已得到了普遍的应用和普及，可以说已经是遍地都是了，智能是以后发展的必然方向，它完全遵照预先设定的程序和模式在预设和特定的环境里自动智能化的执行指令和运作，不需要人一直呆在某处进行管理操作，就可以完成预期所要目的以及目标。1.1背景及意义本设计主要体现小车的智能模式，设计中的创新点和方案可以为自动机器人及半自动机器人的设计与