基于51单片机的红外自动避障小车（lunwen+任务书+开题+文献综述+翻译及原文+避障程序）

目录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1国外智能车辆研究现状 2
1.2.2发展前景 3
1.3 课题主要研究内容 4
2 工作原理及总体设计 5
2.1 工作原理 5
2.2 总体设计 5
3 硬件设计 7
3.1 小车车体设计 7
3.2 电源模块 7
3.3 电机驱动模块 8
3.4 电机模块 9
3.5 检测模块 9
3.6 最终方案 9
4 硬件实现及单元电路设计 11
4.1 主控制模块 11
4.2 单片机的复位电路与振荡电路设计 11
4.3 电源设计 13
4.4 驱动电路 14
4.5 E18-D50NK光电开关避障模块 15
4.6 红外光电开关传感器的安装 17
4.7 小车车体总体设计 17
5 软件设计与仿真调试 18
5.1 主程序流程 18
5.2 Keil uVision3环境 19
5.3 单片机程序烧写 22
5.4 系统的安装与调试 23
结束语 24
致谢 25
参考文献 26
附录 28
附录A 整体电路图 28
附录B 部分源程序 29
1.3 课题主要研究内容
系统采用STC89C52单片机作为核心控制单元，小车车体前方的红外线传感器检测前方障碍物，用于判断是否需要转弯，防止小车碰到障碍物。
本设计题目为基于单片机的自动避障小车设计，主要研究小车的避障功能，小车遇到障碍物时，当距离障碍物大于25cm，PWM信号自增，驱动电机加速，小车加速前进，当小于15cm时，PWM信号自减，驱动电机减速，小车减速前进，并且小车采取相应的避障措施。这里探测装置必不可少，因为红外在距离检测方面的准确定位。所以采用红外线传感器作为探测装置。运用单片机搭建控制电路，把红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的检测和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。
2 工作原理及总体设计
2.1 工作原理
在这里我们采用STC89C52作为控制电路，把两个红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的接收和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。通过为微控制芯片对数据进行处理，处理速度远远满足小车的运行和避障的需求。也可以通过编写不同的程序，增加模块来增加小车的功能。
本小车使用STC89C52单片机作为主控芯片，它通过红外线传感器获知前方的障碍物情况，若不存在障碍物，小车直线前进；若左前方发现障碍物，左前放的红外传感器将信号传给单片机，单片机作出处理后控制小车向右转弯以躲开障碍物；若右前方发现障碍物，右前放的红外传感器将信号传给单片机，单片机作出处理后控制小车向左转弯以躲开障碍物；若正前方发现障碍物，则两个红外传感器将信号传给单片机，单片机作出处理后控制小车倒车至合适距离后，通过传感器传来的信号决定转弯方向，以躲开障碍物。
2.2 总体设计
通过学习相关技术资料可了解到，红外测模块是系统的关键模块之一，红外检测方案的好坏直接关系到整体性能的优劣，因此确定红外检测方案是总体方案的关键。
检测使用的红外传感器是专业的红外避障传感器，当有障碍物时，它能够反映出电平高低的变化，而且更加廉价易得，适合简单的避障。系统总体设计方框图如图2-1所示。

图2-1 系统总体设计方框图
根据系统方案设计，系统包括以下模块：STC89C52主控模块、L298N电机驱动模块、电源模块、红外检测模块等。各模块作用如下：
STC89C52主控模块，作为整个智能小车的“大脑”，将根据传感器的信号，控制算法做出控制决策，驱动直流电机等完成对智能小车的控制。
电源模块，为整个系统提供合适而又稳定的电源。
红外检测模块，检测障碍信号，为单片机提供前方道路信息。
电机驱动模块，驱动直流电机完成智能车的加减速和转向控制。

#include <reg52.h>          //调用单片机头文件
#define uchar unsigned char  //无符号字符型 宏定义   变量范围0~255
#define uint  unsigned int   //无符号整型 宏定义    变量范围0~65535sbit biz_l = P1^1;          //左边避障
sbit biz_r = P1^0;         //右边避障/********************LN298电机驱动IO口定义*********************************/
sbit qu_ll = P2^1;    //左边电机控制IN1
sbit qu_zl = P2^0;    //左边电机控制IN2
sbit qu_zr = P2^2;    //右边电机控制IN1
sbit qu_rr = P2^3;    //右边电机控制IN2/*********************1ms 延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{uint i,j;for(i=q;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--);
}/***********************小车前进函数************************/
void go()
{qu_ll = 1;  qu_zl = 0; qu_zr = 0; qu_rr = 1;
}/***********************小车后退函数************************/
void back()
{qu_ll = 0;  qu_zl = 1; qu_zr = 1; qu_rr = 0;
}/***********************小车左转函数 只有一个轮子动************************/
void left()
{qu_ll = 0;  qu_zl = 0; qu_zr = 0; qu_rr = 1;
}/***********************小车左转函数 左边轮子后退 右边轮子前进************************/
void left_s()
{qu_ll = 0;  qu_zl = 1; qu_zr = 0; qu_rr = 1;
}/***********************小车停下函数************************/
void stop()
{qu_ll = 0;  qu_zl = 0; qu_zr = 0; qu_rr = 0;
}/***********************小车右转函数 只有一个轮子动************************/
void right()
{qu_ll = 1;  qu_zl = 0; qu_zr = 0; qu_rr = 0;
}/***********************小车右转函数 左边轮子前进 右边轮子后退************************/
void right_s()
{qu_ll = 1;  qu_zl = 0; qu_zr = 1; qu_rr = 0;
}/*********************红外避障头避障*****************************/
void hongwai_bizhang()
{if((biz_l == 1) && (biz_r == 1))     //没有障碍物时就前进{go();}else if((biz_l == 0) && (biz_r == 0))//两个传感器都有障碍物时，先后退然后再右转{stop();delay_1ms(100);back();delay_1ms(500);right_s();delay_1ms(380);}else if(biz_l == 0)                   //左边传感器都有障碍物时，先停下然后再右转{stop();delay_1ms(100);right_s();delay_1ms(200);} else if(biz_r == 0)                   //右边传感器都有障碍物时，先停下然后再左转{stop();delay_1ms(100);left_s();delay_1ms(200);    }go();
}/***************主函数*****************/
void main()
{while(1){delay_1ms(150);   hongwai_bizhang();  }
}

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