答辩提纲
基于51单片机的循迹避障小车的设计
1.选题背景及意义
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。
世界各国在智能微型车领域进行了很多研究,己经应用于各个领域,在探测和军事领域使用特别多。近年来,我国也开展了很多研究工作,以满足不同用途的需要。世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。单片机的应用领域越来越广泛,无论是在生活,生产上,单片机无处不在。
世界上诞生第一台循迹小车诞生于1959年,至今已有50多年的历史,机器人技术也取得了飞速的发展和进步,现已发展成一门包含:机械、电子、计算机、自动控制、信号处理,传感器等多学科为一体的性尖端技术。
循迹避障小车的是其中一种应用方向,是现代智能化的产物,未来也必将成为主流技术。如现在谷歌、特斯拉、百度等各大科技公司纷纷投入无人驾驶汽车的研发,将给智能小车带来更广阔的应用前景,将给人类生活带来翻天覆地的变化。
2.论文结构
对智能循迹小车的现状、研究意义和设计要求进行简单阐述。
介绍了该智能循迹小车系设计方案比较和选择,分析了各模块的功能。 阐述了智能小车系统的硬件电路的设计,其中包括单片机最小系统模块 电路、电机驱动模块电路、循迹避障电路等。
介绍了该系统程序调试过程中所用到的程序调试软件及其调试环境。 总结说明了本论的主要内容,举出了在系统测试过程中所发现的问题。
3.系统设计
3.1系统总设计图
本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块判断黑线路经,然后由AT89C51单片机通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态,最后实现小车循迹和避障。
(1)硬件部分
3.2 电机驱动电路
L298N是一个内部有两个H桥的驱动芯片,这样电机的运转只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果OUT1信号为“0”,OUT2信号为“1”,并且使能信号是“1”,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机;如果OUT1信号变为:“1”,而OUT2信号变为“0”,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。
3.3复位电路和晶振电路
晶振:在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件,内部振荡器就产生自激振荡。 复位:当系统上电后,由于电容充电,使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时,按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平,从而实现上 电且开关复位的操作。
3.4 循迹电路
Signal端为检测信号输出,当遇到黑线,黑线吸收大量的红外线,反射的红外线很弱,光敏三极管不导通,Signal输出高电平;当遇到白线,与黑线相反,反射的红外线很强,使光敏三极管导通,Signal输出低电平。
(2)软件部分
3.3程序设计流程图
4.研究展望
研究的的不足:①、系统方案的研究内容还比较肤浅,对硬件电路以及软件系统只做了简单介绍,没有进行深入研究和仿真。②、功能设计简单,只能进行简单的循迹避障功能。
有待继续研究的问题:①、如何进一步提高小车避障的灵活性和避障形式多样性。②、随着智能化的发展,如何进一步提高并完善该系统的智能化,使其紧跟发展的潮流。③、考虑该系统适用范围,能否转变成适用的工具,为人类创造价值。
答辩提纲
基于51单片机的循迹避障小车的设计
1.选题背景及意义
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。
世界各国在智能微型车领域进行了很多研究,己经应用于各个领域,在探测和军事领域使用特别多。近年来,我国也开展了很多研究工作,以满足不同用途的需要。世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。单片机的应用领域越来越广泛,无论是在生活,生产上,单片机无处不在。
世界上诞生第一台循迹小车诞生于1959年,至今已有50多年的历史,机器人技术也取得了飞速的发展和进步,现已发展成一门包含:机械、电子、计算机、自动控制、信号处理,传感器等多学科为一体的性尖端技术。
循迹避障小车的是其中一种应用方向,是现代智能化的产物,未来也必将成为主流技术。如现在谷歌、特斯拉、百度等各大科技公司纷纷投入无人驾驶汽车的研发,将给智能小车带来更广阔的应用前景,将给人类生活带来翻天覆地的变化。
2.论文结构
对智能循迹小车的现状、研究意义和设计要求进行简单阐述。
介绍了该智能循迹小车系设计方案比较和选择,分析了各模块的功能。 阐述了智能小车系统的硬件电路的设计,其中包括单片机最小系统模块 电路、电机驱动模块电路、循迹避障电路等。
介绍了该系统程序调试过程中所用到的程序调试软件及其调试环境。 总结说明了本论的主要内容,举出了在系统测试过程中所发现的问题。
3.系统设计
3.1系统总设计图
本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块判断黑线路经,然后由AT89C51单片机通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态,最后实现小车循迹和避障。
(1)硬件部分
3.2 电机驱动电路
L298N是一个内部有两个H桥的驱动芯片,这样电机的运转只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果OUT1信号为“0”,OUT2信号为“1”,并且使能信号是“1”,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机;如果OUT1信号变为:“1”,而OUT2信号变为“0”,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。
3.3复位电路和晶振电路
晶振:在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件,内部振荡器就产生自激振荡。 复位:当系统上电后,由于电容充电,使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时,按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平,从而实现上 电且开关复位的操作。
3.4 循迹电路
Signal端为检测信号输出,当遇到黑线,黑线吸收大量的红外线,反射的红外线很弱,光敏三极管不导通,Signal输出高电平;当遇到白线,与黑线相反,反射的红外线很强,使光敏三极管导通,Signal输出低电平。
(2)软件部分
3.3程序设计流程图
4.研究展望
研究的的不足:①、系统方案的研究内容还比较肤浅,对硬件电路以及软件系统只做了简单介绍,没有进行深入研究和仿真。②、功能设计简单,只能进行简单的循迹避障功能。
有待继续研究的问题:①、如何进一步提高小车避障的灵活性和避障形式多样性。②、随着智能化的发展,如何进一步提高并完善该系统的智能化,使其紧跟发展的潮流。③、考虑该系统适用范围,能否转变成适用的工具,为人类创造价值。