移动小车自动避障系统设计与实现_论文

摘要最近这些年来，随着计算机技术和大规模集成电路的发展与成熟，计算机在社会中各个领域的渗透，计算机中的单片机正在不断地走向生活和工业，由于单片机的功能强，价格便宜，体积功耗小，工作简单可靠，容易上手，操作简单等特点，非常受各个行业的喜爱，越来越广泛的被应用于自动控制，智能化仪器仪表，军工产品以及家用电器，数据的自动采集，而且单片机特别适合于控制有关的系统，单片机作为一个主要的核心，根据不同硬件的特点，编写不同的控制软件，达到完成工作任务的目的。

3研究内容

智能避障小车自动避让系统的设计，由于这里探测装置必不可少，超声波又在距离检测方面的较准确定位，使用方便，结构算法简单。所以采用超声波传感器作为探测装置是一种非常理想实际的选择，超声波在空气中传播时，当遇到障碍物，就会发生像光一样的反射和散射，反射回的超声波又在经过多次发射之后再反弹回到超声波检测端口时，形成杂乱的超声波显示，就会产生比较严重的错误路程，进而影响到对障碍物距离的判断和检测，影响对障碍物的准确定位，使得小车不能正常的分辨障碍物。我们通过软件内部的校准和优化，消除外部超声波回弹等物理条件造成的误差，保留正确的反射波，从而达到检测系统对障碍物的较准确的定位。当小车遇到障碍物时，距离障碍物的距离大于40cm时，智能小车的避障功能程序中的PWM信号就会自动增加，中断减少，驱动小车两侧的电机加速，使得小车整体加速前进。当小车与障碍物的距离小于30cm时，那么智能检测系统中调节PWM信号自动减少，使得驱动小车电机减速使的小车减速前进，在这个过程中小车也会采取相应的避障措施。

摘要 I

引言 6

1研究背景与意义 6

2智能小车的发展历程 8

3研究内容 9

1.研究方法 10

2.开发平台及运行环境 10

3.开发前景 10

4.1超声波测距原理 11

4.2超声波测距特点 12

4.3超声波发生器 13

超声波研究的特点和使用超声波。超声波发生器已经设计并生产许多超声波发生器。一般来说，超声波发生器一般可以分为两类：一类是产生超声波的电路，第二，产生超声波的机械方式。 13

电气方法包括压电，磁致伸缩式和电动式等;机械系统一般有加尔笛，口哨和空中旋转流体长笛等。频率，功率和它们产生是不相同的超声波的声学特性，量纲使用会有所不同。目前比较常用的压电式超声波发生器。压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体谐振器发出的超声波的工作。它有两个压电晶片和一个反射板。当它被施加一个其频率等于压电晶片的固有振荡频率的双极脉冲信号，压电晶片现在将谐振，并驱动共振板开始振动，然后它们产生超声波。同样相反，如果电压施加在两个电极之间施加没有当探测板接收外部超声，会使振动抑制压电晶片，晶片压迫电气机械能转换成电信号，然后将其变成超声接收机。 13

5超声波避障系统 13

5.1方案概述 13

5.2电路图 14

5.3各功能模块的介绍 16

5.3.1障碍物测距模块 16

5.3.2显示模块 18

其控制四个数字位，数码管显示特定数据单片机软件，结果被计算，以控制对单芯片数据的距离，障碍物的实时显示。 20

测量的四个共阳极七段显示器的距离测量值，用于控制动态的MCU测距系统。并控制数码管段/ O端口通过微控制器中的人口，P3.34单个I / O端口，通过，的I P1选择以指示由P3.0测得的距离，其控制四个数字位，数码管显示特定数据单片机软件，结果被计算，以控制对单芯片数据的距离，障碍物的实时显示。 20

5.3.3电机控制模块 20

5.3.4速度自控模块 21

5.3.5信号提示模块 22

5.3.6单片机控制模块 22

计时器记录的时间差，通过超声波发射微控制器和接收T是由不同频率的输出，汽车与障碍物的距离S，这是因为在S=340 * T / 2，P1口控制，以控制的高和低，故障的数字显示并产生一个脉冲，用于控制计算到物体的距离的马达的操作。在车中最重要的部分，是本模块，微控制器，控制模块，数字显示模块，电机控制模块，速度模块和信号控制提示模块，在协调的各个模块之间的范围中的超声波工作。 23

5.3.7电源模块 23

6程序设计流程图 24

由主程序﹑电机驱动子程序﹑中断子程序、显示子程序、定时子程序、算法子程序构成系统化的结构模块。 24

6.1主函数及具体实施方案 25