论文总字数：16121字

摘 要

智能机器人作为新时代大学生竞赛提升能力的一个项目，是现代化的发展需求，它可以按照预先设定好的模式在某一个工作环境里自动的运行，而不再需要人为的干涉，可应用于危险行业勘探等等。智能小车就是其中的一种应用，本次设计的智能避障小车，以STC89C52单片机作为MCU，驱动由L298N驱动电路完成，通过超声波测距模块实现避障，设计出可以自动避障的小车。

关键词：单片机STC89C52、L298N、超声波

Abstract

Smart robot as a project of the new era to improve college students" competition ability, is the requirement of modern time, It can be in accordance with the predefined patterns automatically run in a work environment, without the need of human’s interference, it can be used in risk industry exploration and so on. Smart car is one of the application, the design of the obstacle avoidance car, the STC89C52 microcontroller as the Microprogrammed Control Unit ,designing this kind of obstacle avoidance car. Through the ultrasonic ranging module realize the obstacle avoidance. The car drivers performed by L298N drive circuit.

Key words: Microcontroller STC89C52 , L298N and Ultrasonic

目录

摘 要 I

Abstract II

1、智能小车概述 1

1.1国内外研究动态 1

1.2本课题的背景和意义 1

2、系统设计概述 2

2.1本设计完成工作 2

3、整体方案设计 2

3.1硬件部分设计 3

3.1.1 车体部分设计方案 3

3.1.2主控制器模块的选择 3

3.1.3电源模块方案选择 4

3.1.4 电机驱动模块方案选择 4

3.2电机模块方案选择 5

3.3显示模块的选择 6

3.4 避障模块方案选择 6

3.5最终方案确定 6

4、硬件功能实现及单元电路设计 7

4.1主控模块 7

4.2单片机的复位电路与时钟电路设计 7

4.3电机驱动电路设计 8

4.4电源模块电路设计 9

4.5避障模块电路设计 9

5、使用软件介绍 11

5.1 keil4软件使用简介 11

5.2 STC烧录软件使用简介 11

5.3 Proteus软件仿真 13

5.3.1仿真 13

5.3.2 电路的焊接 13

5.3.3 电路的检测与调试 13

总结 15

致谢 16

参考文献 17

1、智能小车概述

1.1国内外研究动态

单片机研究现状：单片机系统主要优势是其价格低廉，得以在电子市场中占据一席稳定地位。目前，单片机的使用已经普及到各行各业，小到玩具车里的控制器，达到航天电子，飞机上的各种仪表控制等等都离不开单片机。

智能小车研究现状：2016年5月4日结束的第十四届北京国际汽车展上我们可以看到，新时代的汽车越来越趋向于智能化、无人化，而这个目标的实现不得不以智能小车开发为前提，我们利用小车来开发它的自动寻迹功能、自动避障功能、寻找火源功能等等，这些技术的成熟应用，无一不使得汽车行业的发展更有前景。

1.2本课题的背景和意义

当今世界各国综合国力的比较，不仅仅局限于国防的比较，教育与科技占一席之地。智能小车作为中国大学生科技创新大赛的常客，可见其地位相当重要，大学生能综合独立完成智能小车的设计，也是对自己接受高等教育成果检验的满意回应。智能小车的设计综合性较强，考察范围广，涉及了单片机、数电、模电、自动控制原理、电机及拖动基础等理论知识，protel 99se、keil4、STC等软件的使用，要对此门学科融会贯通，扎实的基础对知识的灵活运用是必不可少的。

2、系统设计概述

2.1本设计完成工作

超声波智能避障小车设计与制作主要分为以下几个方面：硬件设计、软件设计、综合调试以及论文的编写。硬件设计就是先对系统整体构思，然后对元器件进行分析并选取，最后对模块进行安装组合；软件设计就是先根据所需画出系统的流程图，然后通过软件编写程序，最后输入到单片机；综合调试就是软件的仿真和硬件性能测试；在完成以上任务之后进行论文的撰写。

整体设计要求如下：

硬件设计，绘制原理图；

软件程序编写，满足小车避障功能需求；

综合调试测验小车是否能满足设计要求；

书写论文报告，拍摄小车运行视频。

3、整体方案设计

整体的设计方框图如图2-1所示。

图2-1 系统总体方框图

3.1硬件部分设计

3.1.1 车体部分设计方案

第1种：

购买成品玩具小车再开发，这类小车的优点是：技术成熟，布局精美，基本上所需功能都能满足。其缺点是：造型独特，封装结实，不易拆解再进行功能模块的添加，且此类玩具小车价格不菲，用于开发学习甚是浪费，故我放弃此方案

第2种：

选用学习用开发车模板。此类小车模板开发灵活，不受空间限制，功能模块按需求添加，价格经济实惠，使用者颇多，如果有技术上的难题，各种资源丰富，方便查找或询问，相比较商品玩具车，其涉及保密问题，故购买学习用开发车模版是本次设计方案中车体部分的最佳选择。

综上考虑，我选择了方案2。

3.1.2主控制器模块的选择

第1种：

选用复杂可编程逻辑器件（如EPM7128LC84-15）作为系统的主控模块，这种方案也只是在电子发烧友中有见过他人使用，毕业设计时间有限，无法更深入学习此元器件，若选用该方案，我必然会在控制上遇到许许多多不必要增加的难题而影响其他工作的进行，而且此方案知识我并未接触过，需投入大量的时间精力来攻克相关问题。

第2种：

根据设计的需求，此系统是输入量较少的控制方面的设计，对系统性能的要求不算太高，并且不需要太大的存储空间，但是又需要能够同时处理多路信号以及具有实时分析的能力，所以我们选用单片机作为设计系统的控制核心单片机本身就具有高增益、反相放大信号等功能，利用这些功能我们就可以组建成常见的振荡器，让单片机启震。STC89C52是一种低电压、高效的单片机，不仅如此还可以多次重复擦写内部存储的程序,由于这种单片机具有高密度和非易失性的功能，以及采用的是8位中央处理器（CPU）和存储单位，这样的性价比往往成为很多工程师或者公司的首选。其体积小适合更多的场合。石英晶体的选择需要考虑到外部电路所需要的频率，而我们一般常用的频率为11.0592MHz或12MHz，选用这些频率是为了更加方便编写中断和延迟等程序里的计算；电容一般选取30pF无极性瓷片电容。将单片机的18和19口的引脚分别接在石英晶体的两端上，再跟两个瓷片电容连接后接地，这样上电时就可以产生自激振荡，完成启动单片机的功能。

通常人们使用STC89C52和AT89S52这俩种型号的单片机。因为STC89C52相对ATS89C52价格更便宜，且下载简单方便,单片机价格非常低廉。

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