多功能智能小车的设计
多功能智能小车课程设计
多功能智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多功能智能小车的基本构造，掌握其工作原理。
2. 学生能描述智能小车的主要组成部分，如传感器、驱动器、控制器等，并了解各部分的功能。
3. 学生能了解并运用基础的编程知识，实现对智能小车的控制。
技能目标：1. 学生能独立完成智能小车的组装，提高动手实践能力。
2. 学生能运用编程软件，编写程序，实现对智能小车的控制，培养编程技能。
3. 学生能通过团队合作，解决智能小车在实际运行中遇到的问题，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对科学探索保持好奇心和热情，激发创新意识。
2. 学生在团队协作中，学会互相尊重、支持和沟通，培养合作精神。
3. 学生通过多功能智能小车课程，认识到科技在生活中的应用，增强科技意识和社会责任感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与动手操作，培养学生的创新能力和实践能力。
学生特点：五年级学生，具备一定的认知能力、动手能力和团队协作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，关注学生的个体差异，鼓励团队合作，提高学生的综合能力。
通过本课程，使学生达到以上设定的课程目标，为后续学习奠定基础。
二、教学内容本课程教学内容围绕多功能智能小车的组装、编程与控制展开，包括以下部分：1. 智能小车基础知识：- 智能小车的基本构造与工作原理；- 主要组成部分（传感器、驱动器、控制器）的功能与原理；- 相关物理知识，如电路原理、电机工作原理等。
2. 智能小车组装：- 组装工具的使用与维护；- 智能小车各部件的安装方法；- 组装过程中的安全事项。
3. 编程与控制：- 编程软件的使用与基本操作；- 控制程序编写，实现智能小车的基本运动控制；- 传感器数据的读取与处理。
4. 实践应用：- 团队合作，完成智能小车的组装与调试；- 设计并实施智能小车在不同场景下的应用任务；- 问题分析与解决。
教学内容安排与进度：第一课时：智能小车基础知识学习；第二课时：智能小车组装与工具使用；第三课时：编程软件学习与基本控制程序编写；第四课时：智能小车调试与问题解决；第五课时：实践应用与展示。
多功能智能小车设计方案与实现
现代测控技术是建立在计算机信息基础上的一门新兴技术，包括计算机自动测量和计算机控制两大部分。它是自动控制、计算机科学与技术、微电子学和通信技术等多种学科、多种技术互相结合，互相渗透，综合发展的新学科领域。测控系统按任务的不同，可以分为三大类，即检测系统、控制系统和测控系统。
（1）检测系统。它单纯以测试或检测为目的，主要实现数据的采集，所以又称为数据采集系统。
（2）控制系统。它单纯以控制为目的，使控制对象实现预期的要求。控制系统又可分为开环控制系统和闭环控制系统。
（3）测控系统。它是以微机为核心，测控一体化的系统。
1.3
（1）系统功能的综合性。
（2）智能化。所谓智能，是指能随外界环境条件的变化，具有确定正确行动的能力，也即具有人的思维以及思维做出决策的能力。
关键字：MSP430寻迹避障PWMPID
Abstract
Independence’s responding type intelligence system is a kind of applied extensive control system. Analyzing electric circuit and verifying a work depends on the intelligence to complete, its efficiency is high. So its research and development is a very meaningful works.
本设计就把这一设想基本变成了现实，小车利用传感器实现了对小车的智能控制，使它可以沿地面黑线行走，还可以躲避前方的障碍物，实现了对现代机器的基本智能控制。利用无线模块实现了对智能小车的远程遥控，可以控制小车的前进，后退，左转弯，右转弯，暂停以及实现寻迹模式、避障模式、遥控模式三种不同模式之间的转换。它是一个相当典型的现代测控系统，是现代测控技术的典型应用。
智能小车设计方案
智能小车设计方案第1篇智能小车设计方案一、项目背景随着科技的不断发展，智能小车在物流、家用、工业等领域发挥着越来越重要的作用。
为了满足市场需求，提高智能小车在各领域的应用效果，本项目旨在设计一款具有较高性能、安全可靠、易于操控的智能小车。
二、设计目标1. 实现智能小车的基本功能，包括行驶、转向、制动等；2. 提高智能小车的行驶稳定性和操控性能；3. 确保智能小车的安全性和可靠性；4. 增加智能小车的人性化设计，提高用户体验；5. 符合相关法律法规要求，确保方案的合法合规性。
三、设计方案1. 系统架构智能小车采用模块化设计，主要分为以下几个部分：（1）硬件系统：包括控制器、传感器、驱动器、电源模块等；（2）软件系统：包括控制系统软件、导航算法、用户界面等；（3）通信系统：包括无线通信模块、车载网络通信等；（4）辅助系统：包括车载充电器、车载显示屏等。
2. 硬件设计（1）控制器：选用高性能、低功耗的微控制器，负责整个智能小车的控制和管理；（2）传感器：包括速度传感器、转向传感器、碰撞传感器等，用于收集车辆运行状态信息；（3）驱动器：采用电机驱动，实现智能小车的行驶和转向；（4）电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
3. 软件设计（1）控制系统软件：负责对硬件系统进行控制和管理，实现智能小车的各项功能；（2）导航算法：根据传感器收集的信息，结合地图数据，实现智能小车的自动导航；（3）用户界面：提供人性化的操作界面，方便用户对智能小车进行操控。
4. 通信设计（1）无线通信模块：实现智能小车与外部设备的数据传输，如手机、电脑等；（2）车载网络通信：实现车内各个模块之间的数据交换和共享。
5. 辅助系统设计（1）车载充电器：为智能小车提供便捷的充电方式；（2）车载显示屏：显示智能小车的运行状态、导航信息等。
四、合法合规性分析1. 硬件设计符合国家相关安全标准，确保智能小车的安全性；2. 软件设计遵循国家相关法律法规，保护用户隐私；3. 通信设计符合国家无线电管理规定，避免对其他设备产生干扰；4. 辅助系统设计符合国家环保要求，减少能源消耗。
智能小车的设计
引言:智能小车是一种带有自主移动和感知能力的，它有着广泛的应用领域，如无人驾驶汽车、物流和家庭助理等。
本文将深入探讨智能小车的设计，主要包括机械结构设计、电子控制系统、传感器应用、路径规划和智能算法等方面。
概述:智能小车的设计涵盖了多个关键领域，包括机械结构、电子系统、传感器和算法等。
本文将分析和讨论这些关键领域，并提供一些建议和解决方案，以帮助设计和开发人员开发出功能强大且可靠的智能小车。
正文内容:1.机械结构设计:1.1车体设计：合理的车体设计将保证小车的稳定性和机动性，建议采用轻量化材料，并考虑出色的悬架系统。
1.2轮胎设计：根据地面状况选择合适的轮胎类型，如全地形轮胎、橡胶轮胎等，以提供最佳的牵引力和抓地力。
1.3驱动系统：选择适当的驱动系统，如电动马达、液压系统或气压系统，以满足小车的不同需求。
1.4转向系统：设计合理的转向系统，包括转向轴、转向卡盘和转向机构，以实现精确的转向操作。
2.电子控制系统:2.1控制器设计：选择适当的控制器，如单片机、嵌入式处理器或微控制器，以实现小车的自主控制功能。
2.2电源系统：设计高效的电源系统，如锂电池或太阳能电池板，以提供稳定的电力供应。
2.3通信系统：集成无线通信模块，如WiFi、蓝牙或物联网技术，以实现与其他设备或云平台的数据交换。
3.传感器应用:3.1视觉传感器：使用摄像头或激光雷达等传感器，以感知周围环境，并识别障碍物、道路标志和行人等。
3.2距离传感器：采用超声波传感器或红外线传感器等，实现距离测量和避障功能。
3.3姿态传感器：使用加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器，以监测小车的姿态和动作。
4.路径规划:4.1地图构建：利用感知和定位技术，获取环境信息，并地图，以便智能小车能够自主导航。
4.2路径规划算法：采用最短路径算法、遗传算法或深度学习算法等，确定小车的最佳路径，以实现快速和安全的移动。
4.3避障策略：结合传感器数据，采取适当的避障策略，如绕道、减速或停车等，以防止与障碍物发生碰撞。
多功能智能小车的设计27页PPT
寻迹子程序
循迹检测开始
PINA&0X38=0X00 N
PINA&0X38=0X08 N
PINA&0X38=0X30 N
PINA&0X38=0X20 N
PINA&0X38=0X28 N
PINA&0X38=0X30 N
PINA&0X38=0X38
返回
Y 出界，后退探测 熄灭全部LED
Y 转右点亮右边 LED
MC33886驱动电机原理
电机 供电 电源
MC33886
电 机 驱 动
保护电路
左电机
+5V直 流逻辑电平
右电机
保护电路
元件安装
前 测障红外传感器
光敏电阻
跳绚霓虹灯
蜂鸣器 后
寻迹光电开关 车体中心
转向灯
数据采集原理
A/D转换技术——A/D转换器将电位器输入的模拟电 压转换成数字量，然后送入单片机进行处理。
Y 前 进 两 个 LED 点 亮
Y 转左点亮左边 LED
Y 直行点亮两个 LED
Y 前进点亮两个 LED
Y 十字线或终点转 左探测
硬件看门狗电路
MCU监控电路，即看门狗电路，时刻监视着单片机的运行状态， 当单片机进入死寻环或死机后，复位单片机，使系统重启，从而 保证系统的正常运行。它实际上是一个定时器，这个定时器只要 上电就开始运行，当外界给它一个跳变的脉冲时，定时器就清零。 如果外界超过一定时间没有跳变脉冲输入，则该定时器一直运行 到溢出，这时就会输出复位信号。在实际的系统中，单片机的一 个引脚接到看门狗电路的输入端，并每隔一段时间改变该引脚的 输出电平，使看门狗定时器清零，这叫做运行喂狗指令。当单片 机进入死寻环或死机而无法再持续执行喂狗指令时，看门狗就复 位单片机。
基于单片机的多功能智能小车设计
学科代码：学号：XXXXXXXXXXXXX 大学（本科）毕业论文题目：基于单片机的多功能智能小车设计学院：专业：年级：姓名：指导教师：完成时间：20 年月日、基于单片机的多功能智能小车设计摘要：近几年，我国经济的迅速的增长使得小车的销售量逐渐升高，2016年，我国新能源汽车的销售达到了51.7万辆，销售率同比增长了20.5%。
汽车数量的日益增多使得交通拥挤的现象越来越严重，因此，交通事故的发生的频率也在逐渐的增多。
为了提高小车运行的安全，本文提出了一种基于单片机的多功能智能型小车的设计。
本文以STC89C51的单片机为核心，设计了一款多功能的智能小车，由于STC89C51的单片机在市场上受到了消费者普遍的好评，利用它进行智能小车的设计，既满足了大众的需求，又提高了小车设计的性能。
同时，本文还结合了直流电机L298N型号的驱动芯片、E18-D80NK 红外避障传感器、TCRT5000红外反射式接近开关传感器对智能小车的整体进行了构架。
关键词：单片机；多功能；智能小车；设计AbstractIn recent years, China's rapid economic growth makes the car sales gradually increased, in 2016, China's new energy vehicle sales reached 517,000, sales rate increased by 20.5%. The increasing number of cars makes traffic congestion more and more serious, so the frequency of traffic accidents is gradually increasing. In order to improve the safety of car operation, this paper presents a multi-functional intelligent car based on single-chip design.In this paper, STC89C51 single-chip as the core, designed a multi-functional smart car, as STC89C51 microcontroller in the market by consumers generally praise, use it for intelligent car design, both to meet the needs of the public, but also improve The performance of the car design. At the same time, this article also combines the DC motor L298N model driver chip, E18-D80NK infrared obstacle avoidance sensor, TCRT5000 infrared reflector proximity switch sensor on the overall structure of the smart car.Key Words: Single-chip；multi-function；intelligent car；design目录Abstract (3)引言 (6)1方案选型 (6)1.1车体设计 (6)1.2电机驱动选择 (6)2.3 PWM调速技术 (8)2.4 循迹模块技术 (9)2.5 避障模块技术 (9)2.6 控制系统模块 (10)2.7电源选择 (10)2总体方案设计 (10)2.1设计任务描述 (10)2.2总体设计 (11)2.3需求分析 (11)2.4总体方案 (11)3硬件电路设计 (11)3.1电源电路设计 (11)3.2驱动电路设计 (12)3.3循迹避障部分电路 (13)4程序设计 (14)4.1主程序设计概述 (14)4.2 主程序流程图 (14)4.3 驱动程序流程图 (15)4.4 循迹程序流程图 (16)4.5 避障程序流程图 (17)5制作安装与调试 (18)5.1小车的安装 (18)5.2小车运动模式调试 (18)5.3小车循迹调试 (19)5.4小车避障调试 (19)5.3小车的功能 (19)结论 (20)参考文献 (21)引言当前，关于智能化小车的设计越来越成为当前学者们关注的热点问题，对于智能小车的设计，采用的方法也越来对多样，利用单片机的程序设计的智能小车也是其中的一种。
一种多功能智能小车设计
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多功能智能小车的设计与制作毕业论文
多功能智能小车的设计与制作毕业论文业论文目录1引言(1)2总体设计(2)2.1各模块分析选择(2)2.1.1主控单元方案比较与选择(2)2.1.2避障单元方案比较与选择(3)2.1.3寻迹单元方案比较与选择(3)2.1.4遥控单元方案比较与选择(3)2.1.5语音控制单元方案比较与选择(4)2.2总体设计框图(4)3硬件设计(6)3.1单片机控制模块(6)3.1.1时钟电路(7)3.1.2复位电路(7)3.1.3烧写接口电路(8)3.2无线遥控模块(8)3.2.1无线遥控工作原理(9)3.2.2PT2262/2272芯片(10).WORD版本.3.3红外对管寻迹模块(11)3.3.1模块系统分析(11)3.3.2LM393芯片介绍(13)3.4红外避障模块(14)3.4.1红外避障电路介绍(14)3.4.2555芯片工作原理(15)3.5电机驱动模块(15)3.6语音控制模块(16)4软件设计(18)4.1模糊控制算法(18)4.1.1模糊理论的发展(18)4.1.2模糊控制算法原理(18)4.1.3智能小车中的模糊控制算法(19) 4.2软件设计框图(19)4.3软件程序设计部分源程序(20)5制作和调试(24)5.1使用的仪器仪表及软件(24)5.2系统制作(24)5.3系统调试(24)5.3.1硬件调试(25)5.3.2软件调试(27).WORD版本.5.3.3联合调试(27)6结论与展望(28)致谢(29)参考文献(30)附录1系统实物图(31)附录2实验原理图(32)附录3毕业设计作品说明书(33).WORD版本.1引言智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题，开始着力研究智能化。
从概念的引进到实验室研究的实现，再到现在高端领域（航天航空、军事、勘探等）的应用，这一过程为智能化的全面发展奠定基石。
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多功能智能小车的设计
作者：冯惠秋吕宁黄帅峰
来源：《职业·下旬》2011年第01期
智能车辆是集中运用计算机技术、单片机技术、传感器技术、自动控制技术、机电一体化技术、通讯导航技术、人工智能及机器人学等高新技术的综合体。
笔者设计制作的多功能智能小车，就是这种综合体的一种尝试。
小车各部分采用模块化设计，以两电动机为主驱动，通过传感器采集各类信息，送入单片机，处理数据后完成相应动作，实现小车的多功能自动控制。
一、硬件设计
系统的硬件由单片机主控单元、寻迹模块、避障模块、铁片检测模块、寻光模块、调速模块、距离检测模块、显示模块、摄像模块和电脑终端遥控模块、电源模块等组成。
1.单片机主控单元
采用STC89C52单片机，主要任务是扫描无线/按键输入信号，启动/停止智能小车，在智能小车行走过程中不断读取各路传感器采集到的数据，将得到的数据进行处理后，根据不同的情况产生占空比不同的PWM脉冲来控制电机的转速，同时将相关数据送液晶显示器显示。
其中，P2口用于液晶显示，P1.0一P1.3控制左右两个电机，P1.4、P1.5、P1.6为三个按键接口，P0口接8路传感器，P3.2接黑白光栅码盘的输出信号，P3.3接检测铁片信号，P3.7接声光报警，P3.5、P3.6 、P3.7接LCD1602的RS、R/W和EN控制端。
小车车体采用了两个传统型车轮作为主动轮，为保持车体平衡，在小车的前方安装了一个万向轮，可以实现零半径旋转。
2.寻迹模块
采用5对红外线传感器RPR220，放置在小车车头的偏左、左、中、右、偏右五个方向，分别检测左侧车轮和右侧车轮的偏转情况，使小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线，进行沿直线行驶和沿弧线行驶。
3.避障模块
采用红外线避障方法。
由于红外线受外界可见光的影响较大，所以，采用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制，这样可以减少外界的干扰。
4.铁片检测模块
这一模块使用的是一体化电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX。
5.寻光模块
采用两对光敏三极管，用于检测远处200W灯泡发出的光线。
采用大功率管2383、1013组成的H型电路驱动直流电机，利用PWM技术进行调速。
6.距离检测模块
采用红外传感器照射黑白光栅进行检测。
将制作好的均匀黑白光栅（一圈为60条，其中白30条，黑30条）安装在小车车轮上，红外传感器置于靠近小车车轮处。
选用直径为4.8 cm 的自制塑料小轮，经过打磨使其周长为15cm。
黑白光栅随车轮高速转动，则红外线三极管接收到的就是一系列高低脉冲信号。
将该信号经施密特反相器进行整形后传输到单片机的内部计数器进行计数，单片机每检测到一个低电平，则小车行进了15cm÷30=0.5cm。
统计1秒时间里产生的低电平脉冲个数为N，则1秒里小车运行了（0.5×N）cm距离，转速为每秒（N÷30）转，即为（N÷30×60）（转/分）。
7.显示模块
采用一片1602液晶屏作为显示器，可以分别显示年、月、日、星期、时、分、秒（通过按键可以设定调整时间）和显示小车行驶的时间、距离、转速。
8.无线通讯模块
由上位机（计算机终端）串口调试软件、无线通讯模块、单片机子机控制主板、无线摄像头、云台舵机、直流电机等构成，进行数据、照片及视频的传输。
上位机（计算机终端）由操作人员控制串口调试软件做出决策，把命令通过串口传给PC端无线通讯模块发射，由单片机子机端的无线通讯模块接收命令，交给单片机子机控制主板STC89C52CPU处理后，调用智能小车直流电机驱动模块驱动直流电机动作。
单片机子机控制主板还可以控制云台舵机进行180°自由旋转，并采集无线摄像头拍摄的照片和图像，通过无线通讯模块反馈给上位机（计算机终端），操作者可通过传送回照片和图像做出决策。
9.电源模块
选用2节国产锂电池，每节3.7V容量，2000mAh，串接成额定电压7.4V来驱动电机，然后用7805稳压成5V供给单片机。
二、软件设计
系统软件用C语言编写完成，由主程序、定时器0服务子程序、定时器1服务子程序、避障子程序、检测铁片子程序（外中断1）、寻光子程序、液晶显示子程序、按键与修改子程序、测距测速子程序（外中断0）等模块构成。
小车各部分采用模块化设计，各个模块之间独立性强。
核心控制部件采用可在线编程的STC89C52单片机，可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发。
经过软硬件的多次设计和反复调试，已成功研制出样机。
（作者单位：江苏省常州技师学院）。