智能機(jī)器人小車-畢業(yè)設(shè)計論文

南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)題目智能機(jī)器人小車系部電氣自動化專業(yè)機(jī)電一體化姓名潘喬翔學(xué)號G1020744指導(dǎo)教師蔣雯2013年4月23日智能機(jī)器人小車摘要智能作為現(xiàn)代社會的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，他可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一個特定的環(huán)境里自動的運作，無需人為管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或是更高的目標(biāo)。本設(shè)計主要體現(xiàn)多功能小車的智能模式，設(shè)計中的理論方案、分析方法及特色與創(chuàng)新點有一定的參考意義。同時小車可以作為玩具的發(fā)展對象，為中國玩具市場技術(shù)含量的缺乏進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益，形成商業(yè)價值。整個小車平臺主要以51單片機(jī)為控制核心，通過自動控制實現(xiàn)前進(jìn)停止行駛；通過紅外線傳感器,實現(xiàn)小車的自適應(yīng)巡航、避障等功能。設(shè)計采用對比選擇，模塊獨立，綜合處理的研究方法。通過翻閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析整理出有關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上列出不同的解決方案，結(jié)合實際情況對比方案優(yōu)劣選出最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計。最后將各個調(diào)試成功的模塊結(jié)合到小車的車體上，結(jié)合程序，通過單片機(jī)的控制，將各模塊有效整合在一起，達(dá)到所預(yù)期的目標(biāo)，完成最終設(shè)計與制作，能使小車在一定的環(huán)境中智能化運轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：智能，紅外線傳感器，自動尋跡，AbstractSmartasanewproductofmodernsociety,isthefuturedevelopmentdirection,hecanfollowthepatternsetinadvanceinaspecificenvironmentwhereautomaticoperation,withouthumanmanagement,canachievetheexpectedhighergoal.Mainlyreflectedasmart-carmodelofthedesignscheme,designtheory,theanalysishascertainreferencesignificanceandcharacteristicandinnovation.Thiscarcanbeusedasatoydevelopmentobject,asthelackoftechnicalcontentintheChinesetoymarketmustmakeup,torealizeeconomicprofit,theformationofcommercialvalue.Thewholecarplatformmainlyby51singlechipmicrocomputerascontrolcore,throughtherealizationofstopsrunningautomaticcontrol;throughtheinfraredsensor,trolleyachieveadaptivecruise,functionssuchasobstacleavoidance.Thedesignusesacomparativeselection,moduleindependent,comprehensivetreatmentofresearchmethods.Throughalargenumberofrelevantliterature,analysisofsortingouttherelevantinformation,listofdifferentsolutionsonthebasisofthis,combinedwiththeactualsituationofcontrastandchoosethebestschemetodesign.Finally,thevariousdebuggingmoduletothebodyofthecar,withtheprogram,throughtheMCUcontrol,eachmoduleeffectivelyintegratetogether,achievethedesiredobjectives,thefinaldesignandproduction,canmakethecarintelligentoperationintheenvironment.Keywords:intelligent,infraredsensor,automatictracing,目錄TOC\o"1-3"\h\u1226摘要 215614Abstract 36712第一章緒論 426201.2課題的目的和意義 56025第二章系統(tǒng)方案比較與論證 6149182.1車體設(shè)計 625772.2控制器模塊 7273602.3電源模塊 7121172.4尋跡傳感器模塊 8263652.5電機(jī)模塊 9173732.6電機(jī)驅(qū)動模塊 9104702.7直流調(diào)速系統(tǒng) 9126122.8檢測放大器方案 11129122.9最終方案 1224070第三章硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計 1251533.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖 12134833.2微控制器模塊的設(shè)計 135583.3光電對管電路的設(shè)計 13259033.4單片機(jī)控制模塊 1437693.5時鐘電路 15150763.6復(fù)位電路 1668453.7紅外對管尋跡模塊 1629209第四章軟件設(shè)計 18234234.1程序設(shè)計總體思路 1851984.2小車狀態(tài)定義 181394.3程序主函數(shù)流程圖 21222114.4模糊控制算法 2198544.4.1模糊理論的發(fā)展 2157824.4.2模糊控制算法原理 22258954.4.3智能小車中的模糊控制算法 2399424.5軟件抗干擾技術(shù) 2331698第五章結(jié)束語 252101第六章結(jié)論與展望 2629873參考文獻(xiàn) 27第一章緒論1.1課題背景隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。可見其研究意義很大。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。本題目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。1.2課題的目的和意義在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電紅外傳感器實現(xiàn)對電動車的實時檢測和調(diào)節(jié)，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計采用MCS-51系列中的STC12C5410AD單片機(jī)。以STC12C5410AD為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。STC12C5410AD是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。它是第三代單片機(jī)的代表。第三代單片機(jī)包括了Intel公司發(fā)展MCS-51系列的新一代產(chǎn)品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,還包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色﹑與80C51兼容的單片機(jī)。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點是向外部接口電路擴(kuò)展，以實現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時器)﹑高速I/O口﹑計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式。Philips公司還為這一代單片機(jī)80C51系列8ｘC592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線CAN(ControllerAreaNetworkBUS).本設(shè)計就采用了比較先進(jìn)的STC12C5410AD為控制核心，STC12C5410AD采用CHOMS工藝，功耗很低。該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應(yīng)用到了超聲波傳感器進(jìn)行檢測。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強(qiáng)。第二章系統(tǒng)方案比較與論證根據(jù)設(shè)計要求，本系統(tǒng)主要由控制器模塊、電源模塊、尋跡傳感器模塊、直流電機(jī)及其驅(qū)動模塊、電壓比較模塊等模塊構(gòu)成。為較好的實現(xiàn)各模塊的功能，我們分別設(shè)計了幾種方案并分別進(jìn)行了論證。2.1車體設(shè)計方案1：購買玩具電動車。購買的玩具電動車具有組裝完整的車架車輪、電機(jī)及其驅(qū)動電路。但是一般的說來，玩具電動車具有如下缺點：首先，這種玩具電動車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。其次，這種電動車一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實現(xiàn)原地保持坐標(biāo)轉(zhuǎn)90度甚至180度的彎角。再次，玩具電動車的電機(jī)多為玩具直流電機(jī)，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負(fù)載性能差，不易調(diào)速。而且這種電動車一般都價格不菲。因此我們放棄了此方案。方案2：自己制作電動車。經(jīng)過反復(fù)考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動，后萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，車體尾部裝一個萬向輪。這樣，當(dāng)兩個直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時轉(zhuǎn)速相同時就可以實現(xiàn)電動車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎。在安裝時我們保證兩個驅(qū)動電機(jī)同軸。當(dāng)小車前進(jìn)時，左右兩驅(qū)動輪與后萬向輪形成了三點結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過低而使左右兩驅(qū)動輪驅(qū)動力不夠的情況。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐作用。對于車架材料的選擇，我們經(jīng)過比較選擇了有機(jī)玻璃。用有機(jī)玻璃做的車架比塑料車架更加牢固，比鐵制小車更輕便，美觀。綜上考慮，我們選擇了方案2。小車底盤如圖2所示：圖2車體底盤圖2.2控制器模塊方案1：采用可編程邏輯期間CPLD 作為控制器。CPLD可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。方案2：采用intel公司的AT89s52單片機(jī)作為主控制器。AT89s52是一個低功耗，高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)含32k空間的可反復(fù)擦些100,000次的Flash只讀存儲器，具有2Kbytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個IO口，2個8位可編程定時計數(shù)器，1個16位可編程定時計數(shù)器，四通道PWM，內(nèi)置8路10位ADC。且maga系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。從方便使用的角度考慮，我們選擇了方案2。2.3電源模塊由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下集中方案為系統(tǒng)供電。方案1：采用2節(jié)3.7V干電池供電，電壓達(dá)到7.5V，經(jīng)7805穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，然后將7.5V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大的不便，因此，我們放棄了這種方案。方案2：采用4節(jié)1.5V可充電式鋰電池串聯(lián)共6V給直流電機(jī)供電，經(jīng)過7805的電壓變換后給支流電機(jī)供電，然后將6V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。但鋰電池的價格過于昂貴，使用鋰電池會大大超出我們的預(yù)算，因此，我們放棄了這種方案。綜上考慮，我們選擇了方案2。2.4尋跡傳感器模塊方案1：用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。方案2：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。這樣自己制作組裝的尋跡傳感器基本能夠滿足要求，但是工作不夠穩(wěn)定，且容易受外界光線的影響，因此我們放棄了這個方案。方案3：用RPR220型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。RPR220采用DIP4封裝，其具有如下特點：塑料透鏡可以提高靈敏度。內(nèi)置可見光過濾器能減小離散光的影響。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光反射回來時，三極管導(dǎo)通輸出低電平。此光電對管調(diào)理電路簡單，工作性能穩(wěn)定。因此我們選擇了方案3。2.5電機(jī)模塊本系統(tǒng)為智能電動車，對于電動車來說，其驅(qū)動輪的驅(qū)動電機(jī)的選擇就顯得十分重要。由于本實驗要實現(xiàn)對路徑的準(zhǔn)確定位和精確測量，我們綜合考慮了一下兩種方案。方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實現(xiàn)小車前進(jìn)路程和位置的精確定位。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)。經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。方案2：采用直流減速電機(jī)。直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機(jī)提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。2.6電機(jī)驅(qū)動模塊方案1：采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。方案2：對于直流電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。因此我們選用了方案2。2.7直流調(diào)速系統(tǒng)方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。方案二：靜止可控整流器。簡稱V-M系統(tǒng)。方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)拖動直流電動機(jī)實現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變勵磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動機(jī)的轉(zhuǎn)向都隨著改變，所以G-M系統(tǒng)的可逆運行是很容易實現(xiàn)的。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺與調(diào)速電動機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺勵磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點。且技術(shù)落后，因此擱置不用。V-M系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，可實現(xiàn)平滑調(diào)速。V-M系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護(hù)運行麻煩。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運行時，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時，直流電源與電動機(jī)斷開，電動機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation），簡稱PWM。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。與V-M系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點：（1）由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000左右。由于電流波形比V-M系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。（2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)。（3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計采用了PWM驅(qū)動直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。PWM由單片機(jī)AT89S52直接調(diào)制輸出，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比來調(diào)制電機(jī)轉(zhuǎn)速。2.8檢測放大器方案方案一：使用普通單級比例放大電路。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、價格低廉。但是也存在著許多不足。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。方案二：采用差動放大電路。選擇優(yōu)質(zhì)元件構(gòu)成比例放大電路，雖然可以達(dá)到一定的精度，但有時仍不能滿足某些特殊要求。例如，在測量本設(shè)計中的光電檢測信號時需要把檢測過來的電平信號放大并濾除干擾，而且要求對共模干擾信號具有相當(dāng)強(qiáng)的抑制能力。這種情況下須采用差動放大電路，并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。但在實際操作中，往往滿足了高共模抑制比的要求，卻使運算放大器輸出飽和；為獲得單片機(jī)能識別的TTL電平卻又無法抑制共模干擾。方案三：電壓比較器方案。電壓比較器的功能是比較兩個電壓的大小，例如將一個信號電壓Ui和一個參考電壓Ur進(jìn)行比較，在Ui>Ur和Ui<Ur兩種不同情況下，電壓比較器輸出兩個不同的電平，即高電平和低電平。而Ui變化經(jīng)過Ur時，比較器的輸出將從一個電壓跳變到另一個電平。比較器有各種不同的類型。對它的要求是：鑒別要準(zhǔn)確，反應(yīng)要靈敏，動作要迅速，抗干擾能力要強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止因過電壓或過電流而造成器件損壞。方案四：選用集成運放構(gòu)成比較器，為了提高響應(yīng)速度可以加限幅措施，以避免集成運放內(nèi)部的管子進(jìn)入深飽和區(qū)。具體措施多為在集成運放的兩個輸入端并聯(lián)二極管。在本設(shè)計中，光電傳感器只輸出一種高低電平信號且伴有外界雜波干擾，所以我們嘗試采用了一種滯回比較器。簡單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說如果輸入信號因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會反復(fù)的從一個電平跳到另一個電平。如果用這樣的輸出電壓控制電機(jī)或繼電器，將出現(xiàn)頻繁動作或起?，F(xiàn)象。這種情況，通常是不允許的。而滯回比較器則解決了這個問題。滯回比較器有兩個數(shù)值不同的閾值，當(dāng)輸入信號因受干擾或其他原因發(fā)生變化時，只要變化量不超過兩個閾值之差，滯回比較器的輸出電壓就不會來回變化。所以抗干擾能力強(qiáng)。但是，滯回比較器畢竟是模擬器件，溫度的漂移是它無法消除的。綜合考慮，我們決定使用方案四，使用比較簡單和準(zhǔn)確，而且增幅比較大，同時價格也更加便宜。2.9最終方案經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定了如下方案：（1）車體用有機(jī)車架手工制作。（2）采用AT89s52單片機(jī)作為主控制器。（3）用穩(wěn)壓后為直流電機(jī)供電，將6V電壓經(jīng)7805降壓、穩(wěn)壓后為單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。（4）用RPR220型光電對管進(jìn)行尋跡。（5）三極管作為直流電機(jī)的驅(qū)動芯片。第三章硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計3.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖1.系統(tǒng)工作原理及功能簡介：本系統(tǒng)利用單片機(jī)AT89S52單片機(jī)作為本系統(tǒng)的主控模塊，該單片機(jī)可以將從傳感器的輸出信號得到外界的信息，然后在程序中控制單片機(jī)對電動車上的直流電機(jī)的輸出，從而實現(xiàn)電動車的前進(jìn)以及轉(zhuǎn)彎等循跡行駛。2.系統(tǒng)框架圖3.2微控制器模塊的設(shè)計本系統(tǒng)采用AT89S52作為核心控制部件，通過對小車前下端的左中右三對紅外對管組成的尋跡帶你路電路所采集的信號進(jìn)行分析使小車在行駛偏離正常軌道時及時進(jìn)行分析校正，以保證其直向行駛；用單片機(jī)控制電機(jī)專用驅(qū)動芯片驅(qū)動前后兩個電機(jī)是后輪做勻速行駛，前輪作為左右轉(zhuǎn)向輪；采用Atmel公司的AT89s52單片機(jī)，不用燒寫器而只用串口或者并口就可以往單片機(jī)中下載程序。3.3光電對管電路的設(shè)計我們設(shè)計并論證了兩種光電對管檢測及調(diào)理電路，電路原理圖分別如4和圖5所示：圖4光電對管檢測電路10圖10所示電路中，R1起限流電阻的作用，當(dāng)有光反射回來時，光電對管中的三極管導(dǎo)通，R2的上端變?yōu)楦唠娖?，此時VT1飽和導(dǎo)通，三極管集電極輸出低電平。當(dāng)沒有光反射回來時，光電對管中的三極管不導(dǎo)通，VT1截至，其集電極輸出高電平。VT1在該電路中起到濾波整形的作用。經(jīng)試驗和示波器驗證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。如果輸出加施密特觸發(fā)器就可以實現(xiàn)良好的輸出波形。但是這種電路用電量比較大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。究其原因，是因為光敏三極管和三極管VT1導(dǎo)通時的導(dǎo)通電流較大。因此我們考慮用比較器的方案?？烧{(diào)電阻R3可以調(diào)節(jié)比較器的門限電壓，經(jīng)示波器觀察，輸出波形相當(dāng)規(guī)則，可以直接夠單片機(jī)查詢使用。而且經(jīng)試驗驗證給此電路供電的電池的壓降較小。因此我們選擇此電路作為我們的傳感器檢測與調(diào)理電路。3.4單片機(jī)控制模塊本模塊采用51系列單片機(jī)作為核心處理器。單片機(jī)控制系統(tǒng)基本由最小系統(tǒng)和外圍信號I/O口組成，其中最小系統(tǒng)包括電源（地），CPU時序電路（一般使用11.0592M或者12M和30P電容組成），復(fù)位電路。有了以上三塊，單片機(jī)就能夠正常工作。

AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。其應(yīng)用范圍廣，性能良好，可用于解決復(fù)雜的控制問題。利用AT89S51的I／O端口對傳感器信號進(jìn)行實時判斷監(jiān)控來控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的反映。如圖4-1是較為常見的帶燒錄接口的單片機(jī)最小系統(tǒng)圖。圖4-1帶燒錄接口的單片機(jī)最小系統(tǒng)3.5時鐘電路單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生有兩種方法：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值通常取30PF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。3.6復(fù)位電路復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期中由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。所謂上電復(fù)位，是指計算機(jī)加電瞬間，要在RST引腳出現(xiàn)大于10MS的正脈沖，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。按鈕復(fù)位是指用戶按下“復(fù)位”按鈕，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)[5]。如圖4-1是上電復(fù)位及按鈕復(fù)位的一種實用電路。上電時，+5V電源立即對單片機(jī)芯片供電，同時經(jīng)電阻R對電容C3充電。C3上電壓建立的規(guī)程就產(chǎn)生一定寬度的負(fù)脈沖，經(jīng)反向后，RST上出現(xiàn)正脈沖使單片機(jī)實現(xiàn)了上電復(fù)位。按鈕按下時，RST上同樣出現(xiàn)高電平，實現(xiàn)了按鈕復(fù)位。在應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位。如果這些芯片復(fù)位端的復(fù)位電平和單片機(jī)一致，則可以與單片機(jī)復(fù)位腳相連，非門在這里不僅起了反向作用，還增大了驅(qū)動能力，電容C1，C2起慮波作用，防止干擾竄入復(fù)位端產(chǎn)生誤動作。3.7紅外對管尋跡模塊尋跡是指小車在白色地板上循黑線行走，本系統(tǒng)采取的方法是紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光[7]。由此過程來改變接收管的輸出電壓，單片機(jī)以電壓的變化為依據(jù)來執(zhí)行小車電機(jī)確定行走路線。圖4-8為紅外線尋跡安裝圖，圖3-9為尋跡模塊實現(xiàn)原理圖，分析如下：圖4-8紅外線尋跡安裝圖圖4-9尋跡模塊原理圖如圖4-9是整個紅外線尋跡過程實現(xiàn)的原理圖。四針接口處P3，P4的1，2腳是跟紅外線發(fā)射管連接，3，4則是跟接收管相連，放置插針是為了更容易實現(xiàn)紅外線管的放置。由于紅外線接收光的變化可以讓接收管上的電壓發(fā)生變化，相當(dāng)于可變電阻，這種特性為設(shè)計提供基本的保障。比較芯片LM358（LM393）可以根據(jù)接收管的電壓和參考電壓進(jìn)行比較后輸出相應(yīng)電平。此圖的比較接法為正接法，就是當(dāng)紅外線管遇到黑線時，反射減少，“+”斷輸入電壓增加，使的輸出端輸出電壓為高，經(jīng)上拉電阻R12（R20）上拉后達(dá)到單片機(jī)有效接收電平。小車進(jìn)入尋跡模式后，即單片機(jī)開始不停地掃描與探測器連接的單片機(jī)I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號，即進(jìn)入判斷處理程序,先確定2個探測器中的哪一個探測到了黑線，如果左面?zhèn)鞲衅鳎t燈亮）探測到黑線，即小車左半部分壓到黑線，車身向右偏出，此時應(yīng)使小車向左轉(zhuǎn)；如果右面?zhèn)鞲衅鳎S燈亮）探測到了黑線，即車身右半部壓住黑線，小車向左偏出了軌跡，則應(yīng)使小車向右轉(zhuǎn)。在經(jīng)過了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測黑線重復(fù)上述動作，實現(xiàn)方向控制，按照黑線行駛。其中， R11和R19為限流電阻，防止紅外線發(fā)生管因電流過大而燒壞；由R14和一個可變電阻組成的電路為參考電壓電路，由于檢測小車行駛的過程會因環(huán)境或則黑線材料的改變使輸出電壓成一個變化值，所以通過可變電阻來改變參考電壓，使能正常運行；同時R12和R20為上拉電阻，讓輸入單片機(jī)的電壓達(dá)到高電平；發(fā)光二極管則是能更直觀的判斷出哪對傳感器在起作用。第四章軟件設(shè)計4.1程序設(shè)計總體思路小車通過紅外傳感器獲得路徑信息。通過AT89S52進(jìn)行判斷小車所處的狀態(tài)，通過控制H橋驅(qū)動芯片來控制電機(jī)加速或減速及轉(zhuǎn)向進(jìn)行相應(yīng)的動作，小車的速度通過PWM控制進(jìn)行調(diào)速，小車轉(zhuǎn)彎的力度通過PWM控制。4.2小車狀態(tài)定義小車通過兩組傳感器獲得信息，因此可將小車分成5種狀態(tài)，不同的狀態(tài)下，小車有不同的動作。4.2.1黑線正中狀態(tài)傳感器黑線黑線處在中間位置時，中間兩個傳感器都能檢測到黑線存在，當(dāng)小車處于此狀態(tài)時，小車方向不變，如果小車沒有達(dá)到最大速度則逐漸加速到最大速度。4.2.2黑線偏左狀態(tài)只有左傳感器檢測到黑線存在，當(dāng)小車處于此狀態(tài)時，小車必須保證能尋找黑線而必須減速，并且小車略微左轉(zhuǎn)。4.2.3黑線偏右狀態(tài)傳感器黑線只有右傳感器檢測到黑線存在，當(dāng)小車處于此狀態(tài)時，小車必須保證能尋找到黑線而必須減速，并且小車略微右轉(zhuǎn)。避免左邊有傳感器壞掉，或防止左邊有一個傳感器檢測不到黑線存在，當(dāng)小車處于此狀態(tài)時，小車必須保證能尋找黑線而必須減速，并且小車盡最大可能向左轉(zhuǎn)。避免右邊有傳感器壞掉，或者右邊防止一個傳感器檢測不到黑線，所以右傳感器檢測到黑線存在，當(dāng)小車處于此狀態(tài)時，小車必須保證能尋找到黑線而必須減速，并且小車盡最大可能向右轉(zhuǎn)。4.3程序主函數(shù)流程圖小車初始化函數(shù)小車初始化函數(shù)開始獲得小車狀態(tài)函數(shù)根據(jù)得到的狀態(tài)實時調(diào)節(jié)小車的速度圖程序主函數(shù)流程圖4.4模糊控制算法4.4.1模糊理論的發(fā)展20世紀(jì)60年代，美國加利福尼亞大學(xué)著名教授扎德發(fā)表了一篇關(guān)于模糊集合的論文，由此提出了模糊理論。四十多年來，在模糊理論算法、模糊推理、工業(yè)控制應(yīng)用，以及穩(wěn)定性理論研究方面，都有不少研究論文發(fā)表。80年代后，自動控制系統(tǒng)隨著被控對象的復(fù)雜化，它不僅表現(xiàn)在控制系統(tǒng)具有多輸入、多輸出的強(qiáng)偶合性、參數(shù)時變性和嚴(yán)重的非線性等特性，更突出的是從系統(tǒng)對象所能獲取的知識信息量相對的減少，以及與此相反的對控制性能的要求卻日益高度化。如今，對模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模糊推理算法，以及模糊控制穩(wěn)定性等問題的研究成果已進(jìn)入實用化時期，其成果應(yīng)用主要集中于工業(yè)窯爐方面，如退火爐，電弧冶煉爐，水泥爐及造紙機(jī)的控制等。目前，模糊控制技術(shù)有了更大的發(fā)展，過去將大型機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程作為控制對象，而現(xiàn)在模糊控制技術(shù)已經(jīng)開始大量應(yīng)用在家用電器、交通工具等方面。4.4.2模糊控制算法原理模糊控制的關(guān)鍵和核心是模糊控制規(guī)則，即用人的自然語言對操作者的手動控制策略加以描述，得到一些不精確的、定性的、判定的規(guī)則，這些規(guī)則就是模糊控制技術(shù)中的模糊控制規(guī)則。這些模糊控制規(guī)則的來源是根據(jù)操作者對被控制對象的動態(tài)性的認(rèn)識、表達(dá)和對被控對象的控制經(jīng)驗，從這些抽出輸入和輸出關(guān)系，加以描述，實質(zhì)上就是被控對象的數(shù)學(xué)模型。在實際應(yīng)用中，特別是人工操作控制，并不需要建立被控對象的數(shù)學(xué)模型。為了模擬人工控制過程，對人工控制操縱的經(jīng)驗和策略進(jìn)行歸納、總結(jié)，建立一系列的模糊控制規(guī)則，將這些規(guī)則進(jìn)行一定的處理便產(chǎn)生相應(yīng)的模糊控制算法，利用計算機(jī)來實現(xiàn)這些模糊語句，此時就構(gòu)成了一個模糊控制器，而其中的模糊控制算法則描述了控制器的行為特征。對于模糊控制規(guī)則的建立方法很多，主要有：以專家知識、經(jīng)驗為依據(jù)建立模糊控制規(guī)則；以熟練操作者的手動操作策略、經(jīng)驗和測試數(shù)據(jù)來建立模糊控制規(guī)則，根據(jù)被控對象的模糊模型建立模糊控制規(guī)則以及根據(jù)學(xué)習(xí)算法建立模糊控制規(guī)則等。模糊控制的控制過程，如果由人來實現(xiàn)，都是按照這樣的一個順序進(jìn)行的：感覺器官的觀測（獲取信息）人腦的思維、判斷（存儲和處理信息）手動的調(diào)整（信息的實施）。4.4.3智能小車中的模糊控制算法本設(shè)計的模糊控制規(guī)則的建立方法是：智能小車通過經(jīng)驗和測試數(shù)據(jù)來建立模糊控制規(guī)則。其主要控制過程為：尋跡與避障的紅外發(fā)射裝置發(fā)送信息，由收裝置接收，接收裝置相當(dāng)于人的感覺器官獲取信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)相當(dāng)于人的大腦，可以存儲和處理信息，通過訓(xùn)練樣本庫，測試出小車尋跡最佳偏轉(zhuǎn)角度，最佳避障距離等，包括其他的遙控信號、語音信號等，從而命令智能小車執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成智能行駛。4.5軟件抗干擾技術(shù)提高玩具車智能控制的可靠性，僅靠硬件抗干擾是不夠的，需要進(jìn)一步借助于軟件抗干擾技術(shù)來克服某些干擾[6]。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，如能正確的采用軟件抗干擾技術(shù)，與硬件干擾措施構(gòu)成雙道抗干擾防線，無疑為了將大大提高控制系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術(shù)是數(shù)字濾波技術(shù)、開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)等。4.5.1數(shù)字濾波技術(shù)：一般單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的模擬輸入信號中，均含有種種噪音和干擾，它們來自被測量本身、傳感器、外界干擾等。為了進(jìn)行準(zhǔn)確測量和控制，必須消除被測信號中的噪音和干擾。對于這類信號，采用積分時間等于20ms的整數(shù)倍的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，可有效的消除其影響。后者為隨機(jī)信號，它不是周期信號。對于隨機(jī)干擾，我們可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或濾除。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。故實質(zhì)上它是一種程序濾波。數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比，有以下幾個優(yōu)點：數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好。數(shù)字濾波可以根據(jù)信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數(shù)，具有靈活、方便，功能強(qiáng)的特點。數(shù)字濾波可以對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。數(shù)字濾波器具有以上優(yōu)點，所以數(shù)字濾波在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。4.5.2開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)：干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，利用這一點，我們在采集某一開關(guān)量信號時，可多次重復(fù)采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上結(jié)果完全一致方為有效。若多次采樣后，信號總是變化不定，可停止采集，給出報警信號，由于開關(guān)量信號主要是來自各類開關(guān)型狀態(tài)傳感器，如限位開關(guān)、操作按鈕、電氣觸點等，對這些信號的采集不能用多次平均的方法，必須絕對一致才行。如果開關(guān)量信號超過8個，可按8個一組進(jìn)行分組處理，也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū)，按類似方法處理。在滿足實時性要求的前提下，如果在各次采集數(shù)字信號之間接入一段延時，效果會好一些，就能對抗較寬的干擾。輸出設(shè)備是電位控制型還是同步鎖存型，對干擾的敏感性相對較大。前者有良好的抗‘毛刺’干擾能力，后者不耐干擾，當(dāng)鎖存線上出現(xiàn)干擾時，它就會盲目鎖存當(dāng)前的數(shù)據(jù)，也不管此時數(shù)據(jù)是否有效。輸出設(shè)備和慣性（響應(yīng)速度）與干擾的耐受能力也有很大關(guān)系。慣性大的輸出設(shè)備（如各類電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)）對‘毛刺’干擾有一定的耐受能力。慣性小的輸出設(shè)備（如通行口、顯示設(shè)備）耐受能力就小一些。在軟件上，最為有效的方法就是重復(fù)輸出同一個數(shù)據(jù)。只要有可能，其重復(fù)周期盡可能短些。外設(shè)設(shè)備接受到一個被干擾的錯誤信息后，還來不及作出有效的反應(yīng)，一個正確的信息又來了，就可及時防止錯誤動作的產(chǎn)生。另外，各類數(shù)據(jù)鎖存器盡可能和CPU安裝在同一電路板上，使傳輸線上傳送的都是鎖存好的電位控制信號，對于重要的輸出設(shè)備，最好建立檢測通道，CPU可以檢測通道來確定輸出結(jié)果的正確性。4.5.3指令冗余技術(shù)：當(dāng)CPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。當(dāng)程序彈飛到某一字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。當(dāng)程序彈飛到三字節(jié)指令上時，因它有兩個操作數(shù)，繼續(xù)出錯的機(jī)會就更大。因此，我們應(yīng)多采用單字節(jié)指令（NOP)或?qū)巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這便是指令冗余。指令冗余無疑會降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下，CPU還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法還是被廣泛采用。在一些對程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。在某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)重要的指令前也可插入兩條NOP指令，以保證正確執(zhí)行。指令冗余技術(shù)可以減少程序彈飛的次數(shù)，使其很快進(jìn)入程序軌道，但這并不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無事了，解決這個問題必須采用軟件容錯技術(shù)。4.5.4軟件陷阱技術(shù)：指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的。首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到冗余指令。所謂軟件陷阱，就是一套引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進(jìn)行處理的程序。如果我們把這段程序的入口標(biāo)號記為ERR的話，軟件陷阱即為一條無條件轉(zhuǎn)移指令，為了加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加兩條NOP指令，因此真正的軟件陷阱由3條指令構(gòu)成：NOPNOPERR軟件陷阱安排在以下四種地方：(1)未使用的中斷向量區(qū)。(2)未使用的大片ROM空間(3)表格4.5.5程序區(qū)由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序執(zhí)行效率，在當(dāng)前EPROM容量不成問題的條件下，還是多多益善。第五章結(jié)束語我們的尋跡小車在完成設(shè)計要求的前提下，充分考慮到了外觀、成本等問題，在性能和價格之間作了比較好的平衡。由于設(shè)計要求并不復(fù)雜，我們沒有在電路中增加冗余的功能，但是我們保留了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴(kuò)展和進(jìn)一步的開發(fā)。在本次設(shè)計中，通過我們共同的努力，我們完成了機(jī)器人小車系統(tǒng)的設(shè)計與制作，本設(shè)計中的機(jī)器人小車能完成了題目要求的大部分功能，同時也提高了我們的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作意識，培養(yǎng)了我們認(rèn)真分析問題、獨立解決問題的能力，鞏固了我們對所學(xué)理論的實際運用。還鍛煉了我們的動手實踐能力，使我們更有信心在電子行業(yè)中繼續(xù)學(xué)習(xí)下去。另外，我們的車體底盤經(jīng)過充分的論證和專業(yè)的設(shè)計，兼顧了美觀、廉價、穩(wěn)固、可靠等各方面的因素，具有較高的穩(wěn)定性和推廣意義。致謝從中存在許多缺陷以及不足之處，敬請各位老師給予批評在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中，我遇到了許多意想不到的困難，如自己設(shè)計電路，進(jìn)行軟件編譯等等。不僅如此，很多從未遇見過的問題和現(xiàn)象困擾著我，比如在調(diào)試的過程中，時常出現(xiàn)問題，但每次經(jīng)過仔細(xì)反復(fù)查找，終于可以將這些問題針對性的找到并進(jìn)行合理的改正，確保其正常實現(xiàn)對應(yīng)的功能，在自己處理難題的過程中，真正學(xué)到了很多新的知識。我在專業(yè)知識、專業(yè)技能和解決問題方法方面得到很大的提高。更深入了解并掌握了傳感器的基本理論知識，并在單片機(jī)實際電路開發(fā)和常用編程設(shè)計思路掌握方面有了一定程度的掌握，盡管本次設(shè)計還不是很完善，但這為我以后的設(shè)計之路積累了寶貴的經(jīng)驗。在此，首先要衷心感謝的是我的指導(dǎo)教師蔣雯老師！在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。我愿借此機(jī)會向蔣老師表示衷心的感謝！其次，要感謝所有教育過我的老師！你們傳授給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎(chǔ)。此外，朋友們也給了很多的熱心幫助，是他們在我遇到難題的時候給了我啟發(fā)。我要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)心、支持和幫助！最后，衷心的感謝在百忙之中抽時間來對我的畢業(yè)設(shè)計論文進(jìn)行審閱、評議和參加論文答辯的各位老師！由于個人水平有限，設(shè)計改正。謝謝！第六章結(jié)論與展望本設(shè)計方案按照任務(wù)書的要求，以51單片機(jī)為控制核心，結(jié)合無線遙控模塊、紅外對管尋跡模塊、紅外線避障模塊、電機(jī)控制模塊和語音控制模塊實現(xiàn)小車的自動尋跡功能（按路面的黑色軌道行駛），自動避障功能，無線遙控和語音控制功能?；就瓿筛黜椫笜?biāo)，實現(xiàn)小車的智能化行駛。系統(tǒng)是通過軟硬結(jié)合的方式，得到硬件檢測信號后輸入單片機(jī)各個對應(yīng)的I/O接口，通過匯編程序控制過程，小車由遙控啟動后，自動尋跡，并不斷檢測遙控、避障和語音信號，只要得到其中任何一種信號都將轉(zhuǎn)入它們對應(yīng)的功能模塊，實現(xiàn)有效控制。由于時間不足以及客觀多方面的困難，整個小車相比任務(wù)書中的要求已經(jīng)簡化的比較多，伴隨著也出現(xiàn)多個地方的不足：遙控只能達(dá)到前進(jìn)后退左右轉(zhuǎn)向，不能控制停止；電機(jī)轉(zhuǎn)速過快使尋跡靈敏度不高；語音控制的麥克風(fēng)接收的擊掌聲需非常響才有效果等等。不過，這些一定的不足有利于激發(fā)我的興趣，不斷改進(jìn)完善小車：遙控達(dá)到以上功能外還將加入速度控制，停啟等；語音則應(yīng)用語音芯片實現(xiàn)人類語音智能控制；同時也可以加入里程計算顯示或則其他溫度、濕度、氣壓的控制檢測等多方面的功能，達(dá)到智能機(jī)器人的效果。這些也需從工作中學(xué)習(xí)實現(xiàn)，讓自己更上一個臺階。參考文獻(xiàn)【1】王秋爽，曾兆龍單片機(jī)開發(fā)基礎(chǔ)與經(jīng)典設(shè)計實例北京機(jī)械工業(yè)出版社2008年3月第一版【2】華成英童詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版高等教育出版社【3】吳錘紅 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