《智能避障车》教学设计
智能壁障小车,设计报告书
设计说明书《科学实践》课程设计设计题目智能避障小车设计所在系信息与机电工程系姓名学号指导老师专业年级电气工程及其自动化2009级2012年5月19 日智能避障小车摘要：利用三个（左、中、右）红外对管检测障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动避障的功能。
智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。
由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。
关键词：小车；STC89C52单片机；红外对管；L293D等。
一引言1.1智能壁障小车的意义和作用随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。
红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。
现在智能小车（机器人）得到很多人的关注和追捧，市场上五花八门的小车控制板和机器人控制板，价格昂贵，硬件自己动手的机率小，都是成品模块，学习电子应该先硬件后软件，这样你很快就能学会电子，我们的智能小车控制板可以搭载很多单片机和各种模块，接下来我会详细给大家介绍我们的智能小车控制板使用极其其他参数。
利用红外对管检测障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。
考虑到实际情况，本文选择第二种方案。
CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。
1.2、参数指标A. 充电输入电压 10-12V。
B. 充电电压最大8.4V 。
C. 5V 输出最大电流 2A 。
自动避障小车课程教学设计
单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：自动避障小车学院名称：电气工程学院专业班级：自动1105学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31-630设计时间：单片机系统课程设计课程设计名称：自动避障小车专业班级：自动1105学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：31-630课程设计时间：单片机系统课程设计任务书目录1概述 ----------------------------------------------------------------------- 41.1研究背景------------------------------------------------------------- 41.2设计思想及基本功能 ------------------------------------------------- 4 2总体方案设计 -------------------------------------------------------------- 52.1方案论证------------------------------------------------------------- 42.2系统框图------------------------------------------------------------- 52.3总体方案设计 -------------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计 -------------------------------------------------------------- 73.1电源电路------------------------------------------------------------- 93.2晶振电路------------------------------------------------------------ 103.3复位电路------------------------------------------------------------ 103.4键盘电路------------------------------------------------------------ 103.5显示电路------------------------------------------------------------ 103.6超声波测距电路----------------------------------------------------- 123.7舵机电路------------------------------------------------------------ 133.8电机驱动电路 ------------------------------------------------------- 133.9电机转速测量电路--------------------------------------------------- 153.10设计PCB和腐蚀电路板-------------------------------------------- 16 4系统软件设计 ------------------------------------------------------------- 184.1分模块程序设计----------------------------------------------------- 204.2主程序设计---------------------------------------------------------- 22 5系统调试 --------------------------------------------------------------- 22 6总结 -------------------------------------------------------------------- 24参考文献： --------------------------------------------------------------- 26附录A硬件电路图-------------------------------------------------------- 27附录B 源程序------------------------------------------------------------ 251概述1.1研究背景科技的发展趋势之一就是让几乎所有的东西具有一定的智能。
智能避障小车课程设计
广东技术师范学院光机电一体化课程设计题目：智能超声波避障小车院别：机电学院专业：机械电子工程（师范）姓名：路小娃学号：2013095444026同组人员：谢嘉玲欧嘉兴指导教师：杨永日期： 2016年6月16日智能超声波避障小车摘要本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。
信号检测模块采用超声波测距模块，用以对有无障进行检测。
主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。
电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片，单片控制与传统分立元件电路相比，使整个系统有很好的稳定性。
信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机，经单片机处理过后对L298N发出指令进行相应的调整。
我们设计的小车已经实现基本的避障功能。
关键词：智能避障小车，STC89C52单片机，L298N驱动芯片，信号检测模块，避障目录摘要 (2)目录 (3)1课程设计内容 (4)1.1项目研究的背景及意义 (4)1.2应用场合和功能： (4)1.3项目主要研究内容 (4)2总体方案论述 (6)2.1总体方案 (6)2.2总体功能及性能指标 (6)2.2.1总体功能 (6)2.2.2总体电路原理图 (6)2.3系统方案的比较与确定 (7)2.3.1系统方案的比较 (7)2.3.2系统方案的确定 (7)2.4最终实物图 (8)3硬件电路的设计 (9)3.1硬件系统的基本结构 (9)3.1.1障碍物测距系统： (9)3.1.2驱动模块： (10)3.1.3电源模块： (12)4.程序 (13)4.1 程序流程图 (13)5系统软硬件调试 (14)5.1 硬件调试 (14)5.2软件调试 (14)5.3 调试中遇到的问题 (14)结论 (14)参考文献 (15)附录 (16)附录一相关程序 (16)附录二使用元器件一览表 (23)附录三心得 (24)1课程设计内容1.1项目研究的背景及意义智能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。
智能循迹避障小车讲课教案
智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。
火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。
据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。
随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。
因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。
目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。
美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。
自动避障小车课程设计
自动避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动避障小车的基本原理，理解传感器的工作机制。
2. 使学生了解程序设计的基本流程，掌握基础的编程指令和逻辑控制。
3. 帮助学生理解自动避障小车在实际生活中的应用，了解相关技术的发展趋势。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行问题分析，设计简单的自动避障小车程序。
2. 提高学生动手实践能力，学会组装和调试自动避障小车。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 培养学生面对问题积极思考，勇于克服困难，解决问题的积极态度。
3. 培养学生关注社会热点，认识到科技发展对生活的影响，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和逻辑思维能力，对科技产品感兴趣，喜欢动手操作。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重引导学生自主学习，培养学生解决问题的能力。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍自动避障小车的基本原理，涉及传感器、电机驱动、控制单元等组成部分。
- 结合课本相关章节，讲解编程语言基础，如循环结构、条件判断等。
- 分析自动避障小车在实际应用中的例子，探讨其对社会生活的影响。
2. 实践操作：- 指导学生动手组装自动避障小车，熟悉各部件功能及安装方法。
- 教学编程软件的使用，教授如何编写和调试自动避障小车程序。
- 组织学生进行小组合作，共同完成自动避障小车的制作和调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：自动避障小车原理学习，占课程总进度的30%。
- 第二阶段：编程语言学习，占课程总进度的30%。
- 第三阶段：动手实践，占课程总进度的40%。
智能循迹避障小车设计
智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车的核心功能在于能够沿着特定的轨迹行驶，同时能够避开行驶过程中遇到的障碍物。
要实现这两个功能，需要在硬件和软件两个方面进行精心设计。
在硬件方面，首先是小车的车体结构。
通常选用坚固且轻便的材料，以保证小车的稳定性和灵活性。
车轮的选择也很重要，需要具备良好的抓地力和转动性能。
传感器是实现智能循迹避障功能的关键部件。
对于循迹功能，常用的是光电传感器或摄像头。
光电传感器通过检测地面上的反射光来判断轨迹，而摄像头则可以通过图像识别技术获取更精确的轨迹信息。
在避障方面，超声波传感器或红外传感器是常见的选择。
超声波传感器通过发射超声波并接收反射波来测量与障碍物的距离，红外传感器则通过检测障碍物反射的红外线来实现避障功能。
控制模块是小车的大脑，负责处理传感器采集到的数据，并控制电机的运转。
常用的控制芯片有单片机，如 Arduino 或 STM32 等。
电机驱动模块则用于将控制模块输出的信号转换为电机所需的驱动电流，以实现小车的前进、后退、转弯等动作。
电源模块为整个小车系统提供稳定的电力供应。
一般选择可充电的锂电池，其具有较高的能量密度和较长的续航能力。
在软件方面，编写高效可靠的程序是实现智能循迹避障功能的关键。
首先是传感器数据的采集和处理程序。
对于光电传感器或摄像头采集到的轨迹信息，需要进行滤波、放大等处理，以提高数据的准确性和可靠性。
对于超声波传感器或红外传感器采集到的避障数据，需要进行距离计算和障碍物判断。
控制算法是软件的核心部分。
对于循迹功能，常用的算法有 PID 控制算法。
通过不断调整电机的转速和转向，使小车能够准确地沿着轨迹行驶。
对于避障功能，通常采用基于距离的控制策略。
当检测到障碍物距离较近时，及时控制小车转向或停止，以避免碰撞。
电机控制程序负责根据控制算法的输出结果，精确控制电机的运转。
这需要对电机的特性有深入的了解，以实现平稳、快速的运动控制。
为了提高小车的性能和稳定性，还需要进行系统的调试和优化。
智能循迹避障小车讲课教案
智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。
火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。
据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。
随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。
因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。
目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。
美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。
智能避障小车课程设计报告
课程设计报告设计题目: 院系: 专业:学生:学号: 指导老师: 日期：目录第1章引言 (3)第2章总体方案 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 总体分析 (4)2.3 方案确定 (4)第3章硬件方案 (6)3.1 车体设计 (6)3.2 主控制器模块 (6)3.3 电源模块 (6)3.4 电机驱动模块 (6)3.5 点机模块 (8)3.6 壁障模块 (8)3.7 最终方案 (8)第4章硬件实现及单元电路设计 (8)4.1 主控模块 (8)4.2 电源设计 (9)4.3 驱动电路 (10)第5章系统软件设计方案 (11)5.1系统主程序流程图 (12)5.2 测距子程序流程图 (14)第6章系统的安装及调试 (15)6.1 安装步骤 (15)6.2电路的调试 (15)第7章心得与总结 (16)第8章问题补充 (16)附录一整机电路图 (17)附录二实物图 (17)第一章引言随着汽车工业的快速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们的关注。
智能汽车概念的提出给汽车产业带来机遇也带了挑战。
汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，在这样的背景下，我们开展了基于超声波和红外线的智能小车的避障研究。
超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。
我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波红外在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。
针对一种基于超声波和红外传感器的避障小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述小车通过传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。
超声波和红外传感器以其独有的特征而被青睐。
本文利用超声波传感器对障碍物进行定位从而使机器人顺利到达绕过障碍物的目标。
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《智能避障车》教学设计
一、教材分析
本节课是基于教科版《信息技术基础》第三章第二节《信息的编程加工》进行课程内容开发，以mbot教育机器人为载体，利用基于scratch的编程工具Mblock进行机器人编程教学。
本节内容在学习程序设计中，加入机器人硬件，通过实现智能避障车的过程，介绍机器人程序设计的方法。
二、学情分析
高一的学生思维活跃，已经有了一定的逻辑思维能力和自主探究能力，具备了本节课学习的能力要求。
虽然通过前一节课，学习了Mblock中的编程方法，但大多数学生还没形成程序设计思维，对于实际操作机器人和机器人编程来说，也还比较陌生。
因此，课堂教学中要注意降低起点，逐步引导。
三、教学目标
1、知识与技能：
知道程序的三种基本结构，能在程序设计中熟练运用选择结构和循环结构。
2、过程与方法：
能够将解决实际问题的方法转化为程序设计的流程图，并在程序中加以实现。
3、情感态度与价值观：
提高科技素养，激发创新精神、探究精神和团结协作精神。
四、教学重难点
教学重点：选择结构和循环结构应用、机器人程序设计方法。
教学难点：机器人程序设计方法。
五、教学方法
本课的设计贯彻“任务驱动”的教学思想，把学习的主动权交给学生，让学生置身于自主探究、解决问题的氛围中。
使用实物演示和启发式教学法引导学生分析并画出智能避障车流程图；使用小组竞赛的方法组织教学，以提高学生自主探究的积极性和效率；对学生探究过程中遇到的普遍性问题，通过讲授法统一指导。
六、教学媒体
1、mbot教育机器人
2、Mblock编程工具
3、知新网络教学评价系统
4、信息技术学习平台
5、多媒体机房
七、教学过程
八、教学反思
本堂课的教学设计始终坚持新课程理念的指导，以任务驱动和学生自主活动为着力点，注重学生解决问题能力的锻炼和编程思维的引导，教学的重难点都融入在智能避障车的实现过程中。
由于教学内容的客观情况，教学中还存在一些问题，比如：设备数量和时间限制，不能保证每个学生在课堂上都有调试机会；在“明确问题”环节，有的学生提出的问题超出教学内容范围，如何做到既能解决学生的疑问，又不偏离教学方向，还需要在今后的教学实践中继续探索。
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