智能小车控制系统电路设计与开发目录毕业设计（论文）............................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要.. (3)第1章前言 (4)第2章智能小车的概述 (5)2.1研究的目的和意义 (5)2.2智能小车的现状 (6)第3章智能循迹小车总体设计方案 (7)3.1系统方案设计 (7)3.2主要元件的选择 (7)3.2.1 主控器 (7)3.2.2供电单元 (8)3.2.3驱动电机选择 (8)3.2.5传感器 (10)第4章硬件电路 (11)4.1主控设置（AT89C51） (11)4.2复位电路 (13)4.3时钟电路 (13)4.4循迹模块 (14)4.5避障模块 (15)4.6电源模块 (15)4.7系统整体电路 (16)第5章系统软件部分设计 (17)5.1软件调试平台 (17)5.2软件程序流程设计 (17)5.3系统仿真实现 (18)五结论................................................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢....................................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献................................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要随着我国社学技术的发展，智能化越来越作为现代社会的新产物开始越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，是智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高薪科技的集成体，它融入了机器、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，可以设计到当今许多前沿领域的技术。
整个小车平台主要以514单片机为控制核心，通过无线遥控实现前进后退和转向行驶，通过红外线传感器，实现小车的自适应巡航、避障等功能。
设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。
通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出相关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。
从电机车体，最小系统到无线控制，红外线对管的自动寻迹再到红外线自动避障和语音控制，完成各模块设计。
通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。
最后将各个模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。
关键词：智能化；高薪科技；无线控制第1章前言进入二十一世纪，随着计算机技术和科学技术的不断进步，机器人技术较以往已经有了突飞猛进的提高，智能循迹小车即有视觉的触觉的小车就是其中的典型代表。
第2章智能小车的概述智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。
智能小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像等功能。
智能小车可以分为三部分--传感器部分、控制器部分、执行器部分。
控制器部分:接收传感器部分传递过来的信号，并根据事前写入的决策系统(软件程序)，来决定机器人对外部信号的反应，将控制信号发给执行器部分。
好比人的大脑。
执行器部分:驱动机器人做出各种行为，包括发出各种信号(点亮发光二极管、发出声音)的部分，并且可以根据控制器部分的信号调整自己的状态。
对机器人小车来说，最基本的就是轮子。
这部分就好比人的四肢一样。
传感器部分:机器人用来读取各种外部信号的传感器，以及控制机器人行动的各种开关。
好比人的眼睛、耳朵等感觉器官。
2.1研究的目的和意义随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现机电一体化、智能化、小型化趋势。
各类智能化小车在市场玩具中也占一个很大的比重。
根据美国玩具协会的调查统计，近几年来全球玩具销售增幅与全球平均GDP增幅大致相当。
而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大改变：传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。
美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增加52%，而全统玩具的年销售额仅增长3%。
英国玩具零售商协会选出的2001圣诞节最受欢迎的十大玩具中，有7款玩具配有电子元件。
从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩家行业发展的主流。
如今只是工程、计算机科学、机电一体化和工业一体化等许多领域在讨论智能系统，人们要求系统变得越来越智能化。
显然传统的控制观念是无法满足人们的需求，而智能控制与这些传统的控制有机的结合起来取长补短，提供整体的优势更好的满足人们的需求。
随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。
计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。
因此遥控加智能的技术研究、应用都是非常有意义而且有很高的市场价值的。
人类的研究活动已经摆脱了地球生活圈的束缚而广泛地进入外层空间和海洋深处。
对月球和太阳系其他行星的探测，对太阳系以外的宇宙进行考察。
对数千米以下的海底的研究，都是目前单靠人力所不能及的。
自动控制系统设计正在代替人们完成这些工作。
在战场上的军事活动中，在恶劣环境条件下的生产劳动中，凡不宜由人直接承担的任务，均可由自动控制系统代替，如智能小车可以适应不同环境、不同温、湿度等条件的影响，完成危险地段、人类无法介入等特殊情况下的任务。
高科技自动控制系统及装置已日益成为现代社会活动中离不开的自动智能设备。
2.2智能小车的现状随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也越来越受人关注，全国电子科技大赛和省内电子科技大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义重大。
本设计就是在这样的背景下提出的。
本设计采用了比较先进的C51为控制核心，C51采用CHOMS工艺，功耗很低。
该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗机械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与实际想结合，显示意义很强。
第3章智能循迹小车总体设计方案3.1系统方案设计为此以AT89C51为主控芯片，主要包括避障模块、电源模块、声控模块、电机驱动模块等，系统框图如图2.0所示。
通过寻迹及避障传感器来采集周围环境信息来反馈给CPU，通过主控的处理，来控制电机的运转，从而实现循迹与避障，达到智能行驶。
且本设计添加了声控效果，通过声音传感器来对小车发出指令，让其行驶与停止。
为了能够更好的完成本次设计任务，我们采用三轮车，其前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万象轮，起支撑的作用，并通过软件程序控制，与硬件架构相结合，从而实现自动循迹、避障的功能。
系统总体图如图3.1所示图3.1 系统总体图3.2主要元件的选择3.2.1 主控器按照题目要求，控制器主要用于控制电机，通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理，并将处理信号传感给控制器，然后控制器做出相应的处理，实现电机的前进和后退，保证在允许范围内实践循迹避障。
方案一：可以采用ARM为系统的控制器，优点是该系统功能性强大，片上外设集成度密度高，提高了稳定性，系统的处理速度也提高，适合作为大规模实现系统的控制核心。
而小车的行进速度不可能太高，那么对系统处理信息的要求也就不会太高，若采用该方案，必将在控制上遇到许许多多不必可增加的难题。
方案二:使用51单片机作为整个智能车系统的核心。
用其控制智能小车，既可以实现预期的性能指标，又能很好的操作改善小车的运行环境，且简单易上手。
对于我们的控制系统，核心主要在于如何实现小车的自动控制，对于这点，单片机就拥有很强的优势—控制简单、方便、快捷、单片机足以应对我们设计需求。
51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，功耗低、体积小、技术成熟，且价格低廉。
综合考虑，本设计选择选用AT89C51单片机做控制器。
3.2.2供电单元方案一:采用单电源供电，通过单电源同时对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少机身的重量，操作简单，其缺点是，这样会使单片机的波动变大，影响单片机的性能，稳定性比较弱。
方案二;采用双电源供电，通过两个独立的电源分别对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少波动，稳定性比较好，可以让小车更好的运作起。
3.2.3驱动电机选择方案一:采用直流电机，优点在于硬件电路设计简单。
当外加额外直流电压时，转速几乎相等，调速性能较好，且性价比高，对于小车的行驶，能够很好的控制。
方案二:采用步进电机，步进电机可以实现精确的转角输出，只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向连续的转动，便于控速，但是软件程序的编写较直流电机稍显复杂。
电机性能对比如表3.1所示表3.1总结考虑，本智能车设计决定采用直流电机作为智能车的动力电机3.2.4电机驱动器方案一：如果电机的开启和关闭控制通过继电器的来控制，该方案的优点是电锯较简单，但响应速度很慢，且易损坏，使用寿命短，可靠性不是很高。
方案二：采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。
但数字电阻元件比较昂贵，且电阻网络实现的调速很有限。
更主要的问题在于一般的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅回降低效率，而且实现很困难。
方案三：采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。
线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的H型桥式电路（如图2.2）。
用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速，这是一种普通使用的PWM技术，该电路由于在饱和截止模式下工作，效率很高，H桥电路保证速度和方向的简单控制。
H桥电路如图3.2所示图3.2 H型桥式电路H桥电路的调速特性好，且调速范围宽，过载能力好，且能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的武技快速启动、制动和反转。