论文总字数：20543字

摘 要

本设计的智能追光避障小车的系统主要由STC12C5A60S2单片机、4WD电机驱动模块、光敏电阻寻光模块和HC-SR04超声波避障模块几大部分构成。小车寻光的控制可以通过光敏电阻与lm393电压比较器实现，并通过超声波特性进行距离检测从而判断是否需要避障。同时，采用了TB6612FNG驱动芯片实现对四轮电机驱动的控制。为了避免寻光与避障不发生冲突，在程序中避障的优先级大于寻光，同时遇到障碍与光源时，先避障后寻光。

关键词：传感器；单片机；追光；避障；智能车

Design and Realization of "zhuiri" Intelligent Lighting Vehicle

Abstract

The intelligent light-seeking and obstacle-avoiding car system designed in this paper is mainly composed of STC12C5A60S2 single chip computer, 4WD motor drive module, photosensitive resistor light-seeking module and HC-SR04 ultrasonic obstacle-avoiding module. The control of car light seeking can be realized by photoresistor and LM393 voltage comparator, and distance detection can be carried out by ultrasonic characteristics to determine whether obstacles need to be avoided. At the same time, TB6612FNG driver chip is used to realize the control of four-wheel motor drive. In order to avoid collision between light-seeking and obstacle-avoidance, the priority of obstacle avoidance in the program is greater than that in light seeking. When obstacles and light sources are encountered, obstacle avoidance is followed by light seeking.

Keywords: Sensor; Microcontroller; Tracing; Obstacle Avoidance; Smart Cars

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究背景 1

1.1.1 智能汽车概述 1

1.1.2 设计研究的时代背景 1

1.2 课题研究意义 2

1.3 课题方案研究分析 2

1.3.1 主控模块方案的选择 2

1.3.2 电源模块方案的选择 2

1.3.3 寻光模块方案的选择 2

1.3.4 避障模块方案的选择 3

1.3.5 电机模块方案的选择 3

1.4 课题内容 3

第二章 硬件电路设计 5

2.1 系统硬件架构 5

2.2 系统控制模块 5

2.2.1 STC12C5A60S2单片机 6

2.2.2 电机驱动模块 8

2.2.3 舵机与电机参数 9

2.2.4 超声波模块 10

2.2.5 寻光模块 11

2.2.6 电源模块 12

2.3 本章小结 12

第三章 系统软件设计 13

3.1 软件设计概念 13

3.1.1 编程软件 13

3.2 系统流程图 13

3.3 软件模块设计说明 14

3.3.1 PWM输出模块 14

3.3.2 追光模块 16

3.3.3 超声波模块 16

3.3.4 避障模块 17

3.4 本章小结 17

第四章 成果展示 18

4.1 成果图 18

4.2 功能实现与分析 19

第五章 结束语 26

5.1 设计的经验总结 26

5.2 设计的展望 26

致 谢 27

参考文献（References） 28

附 录 29

引 言

课题研究背景

时代在进步，当今社会比较先进的智能车已经可以实现自动驾驶。通过车内计算机来控制汽车的运动方向，通过观察车前路况，来判断如何行驶，达到自动避障的目的。智能车追光避障功能研究在近几年迅速发展，智能车具有体积小，带有传感器、控制器和电机。可以通自身所带的传感器反馈的信号来控制智能车的动力与转向，完全可以代替汽车做设计，实现智能汽车的发展。

智能汽车概述

AGV（Automated Guided Vehicle）这是世界上第一台自动导向车由美国Barrett Electric公司研发出来，它可以沿着仓库上方布置的电线运送货物。这也是第一辆智能车。智能车需要一套导航信息数据库，存储国家道路和服务设施的信息；一是通过定位系统精确定位车辆的位置，确定未来的行驶方向；二是连接网络，随时了解路况。如交通堵塞、交通事故等，必要时及时改道，当然还有车辆预防。碰撞系统是用于当检测到障碍物时做出相应的反应，使汽车与障碍物保持一定距离，防止碰撞，同时上报交通中心，提醒指挥其它车辆注意行驶，注意躲避。

设计研究的时代背景

智能机器人技术的飞速发展是科技发展的必然结果。电子技术、制造技术、计算机技术等相关应用技术提供了相关的技术保障，同时也对社会经济发展产生了独特的影响。智能机器人的发展归因于二战后各国的经济投入，智能机器人的研究成果显著提高了我国的经济发展水平。譬如，日本汽车工业战败后，由于国力的限制，机器人迫切需要进行大规模生产，提高生产效率，从而降低人们的劳动强度。这也是人类文明的表现。智能机器人可以代替危险和繁琐的体力劳动，达到对不可预知的世界探索与建造的目的，在技术发展过程中必不可少。^[1]

如今的社会是一个智能化的社会，智能化飞速发展离不开计算机和微电子技术发展，变得越来越智能，应用范围也越来越广。大部分发达国家为了提高创新教育，正在考虑着机器人设计和制造。太空船、外星探索、设备生产都与机器人技术的发展有不可分割的关系。同时，随着机器人技术的飞速发展，它在考古学、勘探、工厂等很多地方都可以运用。很多学科也都与它有关，如电子、计算机、机械和传感技术。国家级电子竞赛和省级电子竞赛几乎总是以智能车为主题。全国各高校对该项目的研究也十分重视。例如，之前的“飞思卡尔”杯智能赛车比赛。

课题研究意义

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