避障小車(chē)設(shè)計(jì)書(shū) 哈工大 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

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1、HarbinInstituteofTechnology課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）設(shè)計(jì)題目：超聲波避障小車(chē)院系：電氣工程及自動(dòng)化班級(jí)：xxx設(shè)計(jì)者：xxx學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：2012.08.27-2012.09.07哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)考核表題目：超聲波避障小車(chē)學(xué)生姓名：xxx班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)部分考核考核內(nèi)容分值得分基本設(shè)計(jì)任務(wù)的完成情況40附加設(shè)計(jì)任務(wù)的完成情況10對(duì)教師提問(wèn)的回答情況10總結(jié)報(bào)告評(píng)分評(píng)分內(nèi)容分值得分內(nèi)容完整、字?jǐn)?shù)達(dá)標(biāo)20層次清晰、重點(diǎn)突出、分析透徹10書(shū)寫(xiě)規(guī)范、文字流暢5有獨(dú)特見(jiàn)解、有一定的創(chuàng)新5總成績(jī)：指導(dǎo)教師簽

2、字：哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓名：院（系）：專(zhuān)業(yè)：班號(hào)任務(wù)起至日期：2012年8月27日至2012年9月7日課程設(shè)計(jì)題目：超聲波避障小車(chē)已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：已知技術(shù)參數(shù)：1.工作電壓：5v2.工作電流：30mA典型，50mA最大3.工作頻率：38.5KHz4.最大探測(cè)距離：1.8m5.最小探測(cè)距離：3cm6.輸入觸發(fā)器：上升沿觸發(fā)7.回波脈沖：正TTL高電平脈沖寬度8.下一次測(cè)量的延時(shí)：20mS設(shè)計(jì)要求：實(shí)現(xiàn)小車(chē)自動(dòng)避障任務(wù)，采用超聲波模塊實(shí)現(xiàn)小車(chē)避障功能。工作量：總工作時(shí)間為10天；完成硬件電路的設(shè)計(jì)工作；設(shè)計(jì)程序流程圖并編寫(xiě)

3、、調(diào)試程序；硬件連接調(diào)試，完成設(shè)定的功能；最后撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告和結(jié)題報(bào)告各一份。工作計(jì)劃安排：1)2012.8.27——2012.8.28：任務(wù)布置、查閱資料，了解小車(chē)避障原理；2)2012.8.29——2012.8.30：根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能及采用的方法設(shè)計(jì)程序流程并編寫(xiě)程序；3)2012.8.31——2012.9.3：程序裝載、調(diào)試運(yùn)行各種擬實(shí)現(xiàn)的功能；4)2012.9.4——2012.9.5：完成設(shè)定要實(shí)現(xiàn)的功能，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；5)2012.9.6——2012.9.7：完成硬件調(diào)試、驗(yàn)收。指導(dǎo)教師簽字________________

4、___年月日教研室主任意見(jiàn)：教研室主任簽字___________________年月日*注：此任務(wù)書(shū)由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師填寫(xiě)哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）開(kāi)題報(bào)告1立項(xiàng)依據(jù)1.1立項(xiàng)目的（1）設(shè)計(jì)一輛利用超聲波傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)避障功能的小車(chē)，使小車(chē)對(duì)其運(yùn)動(dòng)方向受到的阻礙作出各種躲避障礙的動(dòng)作。（2）進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及其應(yīng)用，了解超聲波傳感器的工作原理。1.2立項(xiàng)意義在科學(xué)探索及緊急搶險(xiǎn)中經(jīng)常要對(duì)一些危險(xiǎn)或人類(lèi)不能直接到達(dá)的地域進(jìn)行探測(cè)，這就需要用機(jī)器人來(lái)完成。而機(jī)器人在復(fù)雜地形行進(jìn)時(shí)自動(dòng)避障是一項(xiàng)必不可少也是最基本的功能。因此，自動(dòng)

5、避障系統(tǒng)的研發(fā)也就應(yīng)運(yùn)而生。自動(dòng)避障小車(chē)就是基于這一系統(tǒng)開(kāi)發(fā)而成的。隨著科技的發(fā)展，對(duì)于未知空間和人類(lèi)所不能直接到達(dá)的地域的探索逐步成為熱門(mén)，這就使機(jī)器人自動(dòng)避障功能的研發(fā)有了重大意義。通過(guò)對(duì)自動(dòng)避障小車(chē)的設(shè)計(jì)，我們可以將其運(yùn)用于自動(dòng)避障小車(chē)，以作為地域探索機(jī)器人和緊急搶險(xiǎn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，讓機(jī)器人在行進(jìn)中自動(dòng)避過(guò)障礙物。1.3設(shè)計(jì)要求（1）在車(chē)前方?jīng)]有障礙物時(shí)，小車(chē)沿直線向前走。（2）在車(chē)前方有障礙物時(shí)，小車(chē)能避開(kāi)障礙物，避障方法如下：①先向左邊轉(zhuǎn)90度，如果前面沒(méi)有障礙物，再沿直線向前走；②如果前面仍有障礙物，則向右轉(zhuǎn)180度，如果

6、前面沒(méi)有障礙物，則直線行走；③如果前面仍有障礙物，則向右90度，然后直線行走2課題設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原理該智能車(chē)系統(tǒng)可分為四個(gè)主要模塊：傳感器避障模塊，單片機(jī)主控核心模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，USB下載模塊。鑒于電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、USB下載模塊已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室直接提供了，我們對(duì)于傳感器避障模塊和單片機(jī)主控核心模塊進(jìn)行了討論。（1）傳感器避障模塊。智能車(chē)避障系統(tǒng)中的傳感器一般分為接觸型和非接觸型兩種，接觸型相對(duì)比較簡(jiǎn)單。這里我們使用了超聲波傳感器進(jìn)行測(cè)量，也即非接觸型傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生震動(dòng)產(chǎn)生的，在碰

7、到雜質(zhì)獲分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射從而形成反射回波，超聲波傳感器就是根據(jù)超聲波在障礙物界面上的反射來(lái)判斷檢測(cè)物體的存在以及距離的。超聲波頻率高，波長(zhǎng)短，繞射現(xiàn)象小，方向性好，再加上信息處理簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉，所以這里我們使用28015-PING-v1.6超聲波傳感器對(duì)小車(chē)行進(jìn)前方路況進(jìn)行探測(cè)以及判斷，它能實(shí)現(xiàn)從3cm到1.8m距離的測(cè)量，從而識(shí)別出范圍內(nèi)的障礙物。我們將其作為傳感器避障模塊，利用其返回的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)避障的功能。哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）圖2.1.1超聲波傳感器（2）單片機(jī)主控核心模塊。在這次設(shè)計(jì)中我們選用已經(jīng)學(xué)過(guò)的

8、MCS-51單片機(jī)為核心作為控制模塊。MCS-51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司于1980年推出的產(chǎn)品，MCS-51系列單片機(jī)的影響及其深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，使MCS-51內(nèi)核成為一個(gè)8位單