集合幾篇智能車文獻(xiàn)綜述(有51單片機(jī)的-飛思卡爾的).doc

信息與控制工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述CQWU/JL/JWB/ZY012-13重慶文理學(xué)院本科生文獻(xiàn)綜述情況表畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目基于MCS-51單片機(jī)智能小車控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué) 生 姓 名何建英學(xué) 號(hào)2002468006系（院）、專業(yè)物理與信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)年 級(jí)2002級(jí)研究方向單片機(jī)控制指導(dǎo)教師曾祥倫參考文獻(xiàn)情況國(guó)內(nèi) 15 篇，國(guó)外 1 篇，共計(jì) 16 篇收集參考文獻(xiàn)時(shí)間2006年01月 至2006年03月列出收集的參考文獻(xiàn)(閱讀量不少于15篇且至少含1篇外文文獻(xiàn))1 曹明揚(yáng)，單片機(jī)發(fā)展動(dòng)向及市場(chǎng)預(yù)測(cè)M，計(jì)算機(jī)世界,1996No12 吳炳勝，王桂梅等編著, 80C51單片機(jī)原理與應(yīng)用M，冶金工業(yè)出版社,20013 陳光東，趙性初,單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M,武漢：華中理工大學(xué)出版社,19934 何立民，單片機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)J，中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)，1995No305 王新賢，實(shí)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)手冊(cè)M，濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，1994：6917526 余永權(quán)，江明慧，黃英.單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M，北京：電子工業(yè)出版社,2003.107 靳桅，潘育山， 鄔芝權(quán).單片機(jī)原理及應(yīng)用C51編程技術(shù)M，西南交通大學(xué)出版社, 2004. 38 陳汝全，電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊(cè)第二版M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.109 楊建寧，單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)升降速控制M，中小型電機(jī), 199710 雷海波，用微機(jī)和單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的走動(dòng)M，微計(jì)算機(jī)信息, 2000.11 魏慶福，全新的工控機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)Compact PCIJ，計(jì)算機(jī)世界，1999No712 吉雷，Protel 99從入門到精通,西安電子科技大學(xué)出版社J， 2000，1013 高鵬年、安濤、寇懷成，電路設(shè)計(jì)與制版M,人民郵電出版社，200014 韓飛鵬，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)方式M，中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)，1995No3015 尹勇、王洪成，單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境uVision2使用指南及USB固件編程與調(diào)試M，北京：北京航空航天大學(xué)出版社,200416 M. J Potasek andGP. Agrawal,Single-Chip microcomputer data / Prepared by Technical Information Center. IEEE J.Quantum Electron, 1995, Vol. 3l, No. I, 183-189文獻(xiàn)綜述內(nèi)容：1 引言隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)由于體積小，功耗低兩個(gè)基本特征，在通訊，家電，工業(yè)控制，儀器儀表，汽車等產(chǎn)品中都可以看到單片機(jī)的身影。單片機(jī)技術(shù)也隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步在近幾年飛速的發(fā)展，這種發(fā)展可以分為兩方面1：一方面在硬件上單片機(jī)內(nèi)部集成了越來(lái)越多的功能部件，如A/D，D/A，PWM，WATCHDOG，LCD驅(qū)動(dòng)，串行口，大容量FLASH存儲(chǔ)器等；另一方面在開(kāi)發(fā)手段上從匯編語(yǔ)言向高級(jí)C語(yǔ)言過(guò)度，計(jì)算機(jī)仿真調(diào)試，IAP，ISP技術(shù)的應(yīng)用使單片機(jī)開(kāi)發(fā)周期大大的縮短，為各類產(chǎn)品更新，軟件的升級(jí)提供了可靠的技術(shù)保障。在設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，由于歷史的原因，目前在國(guó)內(nèi)仍然以8051系列單片機(jī)為主。作為電子專業(yè)的學(xué)生，非常有必要通過(guò)對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作，了解現(xiàn)代IT產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)全流程。全面提高機(jī)，電，光，算知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，掌握從系統(tǒng)級(jí)，電路級(jí)，到芯片級(jí)各個(gè)層次的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)手段?；谏鲜鲈?，我選擇此設(shè)計(jì)課題，在此設(shè)計(jì)過(guò)程中，將會(huì)用到多門學(xué)科的理論知識(shí)，復(fù)習(xí)和鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，還有鍛煉了動(dòng)手能力，是一次很好的實(shí)踐，對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作也會(huì)有所幫助。2 理論基礎(chǔ)2.1 理論的提出科技的進(jìn)步帶動(dòng)了產(chǎn)品的智能化，單片機(jī)的應(yīng)用更是加快了發(fā)展的步伐，它的應(yīng)用范圍日益廣泛，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的領(lǐng)域。小到玩具、信用卡，大到航天器、機(jī)器人，從實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制、模糊控制等智能系統(tǒng)到人類的日常生活，到處都離不開(kāi)單片機(jī),此設(shè)計(jì)正是單片機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。此設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)現(xiàn)了小車的無(wú)人駕駛，通過(guò)對(duì)路面的檢測(cè)，由單片機(jī)來(lái)判斷控制其小車的反應(yīng)情況，使其變得智能化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的前進(jìn)，轉(zhuǎn)彎，停止功能.此系統(tǒng)還不斷的完善后可以應(yīng)用到道路檢測(cè)，安全巡邏中，能滿足社會(huì)的需要。在設(shè)計(jì)上，使用兩個(gè)傳感器來(lái)檢測(cè)路面的情況，傳感器的信號(hào)比較微弱，采用一個(gè)放大器進(jìn)行比較放大，并將其信號(hào)輸入到控制器，在受控制端使用步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是用電脈沖進(jìn)行控制的，只要從控制器輸出滿足步進(jìn)電機(jī)工作的固定控制字即可。此外步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)作還要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，故電路中還要加入一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。各個(gè)功能模塊對(duì)電源電流的要求不同，對(duì)電源部分設(shè)置轉(zhuǎn)換電路，從而滿足各個(gè)部分的需要。經(jīng)過(guò)元件的比較選擇，設(shè)計(jì)出電路原理圖和電路板，并做好硬件的調(diào)試。系統(tǒng)往往是軟件和硬件兩者相結(jié)合的有機(jī)整體。軟件上，使用51單片機(jī)的定時(shí)器中斷來(lái)控制路面檢測(cè)間隔和小車的運(yùn)動(dòng)及速度。由于電路比較簡(jiǎn)單，就采用較為傳統(tǒng)的匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。對(duì)于程序設(shè)計(jì)的正確性，用較常用的keil c51仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最后便是軟硬件的綜合調(diào)試，證明本設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。2.2 硬件設(shè)計(jì)2.3 軟件設(shè)計(jì)3 調(diào)試3.1 硬件調(diào)試3.2 軟件調(diào)試4 結(jié)論本論文基于MCS-51單片機(jī)而開(kāi)發(fā)的智能小車系統(tǒng)，從總體的理論構(gòu)思到，到具體的軟硬件的設(shè)計(jì)，元件的采購(gòu)，PCB板的制作，整機(jī)的焊裝，系統(tǒng)的調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了小車的基本功能，即在傳感器的感應(yīng)下，實(shí)現(xiàn)了小車的前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停止的功能，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛的智能化。該系統(tǒng)還存在不完善之處，它只是實(shí)現(xiàn)了一些基本功能，其開(kāi)發(fā)潛力還很大，比如語(yǔ)音功能，測(cè)速，計(jì)時(shí)，計(jì)費(fèi)，蔽障等功能。這有待以后的繼續(xù)開(kāi)發(fā)。指導(dǎo)教師對(duì)文獻(xiàn)綜述的評(píng)價(jià)：指導(dǎo)教師簽名2006年03月25日 成績(jī)： 西安建筑科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)文獻(xiàn)綜述院 （系）： 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化0701 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 方 向 ： 綜述題目： 智能小車設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2011 年 3 月 日智能小車設(shè)計(jì)摘要：智能車技術(shù)以汽車電子為背景，涵蓋了控制、模式識(shí)別、傳感、電子、電氣、計(jì)算機(jī)和機(jī)械等多個(gè)學(xué)科，這對(duì)進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)、技術(shù)研究能力有著重要意義。智能小車系統(tǒng)以飛思卡爾16位單片機(jī)作為系統(tǒng)處理器，采用基于光電傳感器的信號(hào)采樣模塊獲取賽道黑線信息，通過(guò)算法控制策略和PWM控制技術(shù)對(duì)智能小車的轉(zhuǎn)向和速度進(jìn)行控制。使小車能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑色引導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。系統(tǒng)介紹了硬件和軟件兩個(gè)方面。在硬件方面，設(shè)計(jì)了具有電源管理、路徑識(shí)別、車速檢測(cè)、舵機(jī)控制和直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制的相關(guān)電路；在軟件方面，根據(jù)PID控制或模糊控制并使用CodeWarrior軟件編程和BDM調(diào)試實(shí)現(xiàn)小車行駛控制。關(guān)鍵詞：智能車；單片機(jī)；光電傳感器；路徑識(shí)別；1. 前言飛思卡爾智能車具體包括一種基于光電傳感器的智能尋跡小車的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。智能小車硬件系統(tǒng)由XS12微控制器、電源管理模塊、路徑識(shí)別電路、車速檢測(cè)模塊、舵機(jī)控制單元和直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元組成。本系統(tǒng)以飛思卡爾16位微處理器MC9S12XS128為控制核心，并采用CodeWarrior軟件編程和BDM作為調(diào)試工具。運(yùn)用紅外發(fā)射接收原理進(jìn)行道路信息采集，經(jīng)單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換后通過(guò)相關(guān)算法及控制策略和PWM控制技術(shù)對(duì)智能小車的轉(zhuǎn)向和速度進(jìn)行控制，使小車能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑色引導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。2.小車機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化車身機(jī)構(gòu)調(diào)整包括：底盤調(diào)整、前輪的調(diào)整、后輪距及后輪差速的調(diào)整、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整。3.硬件設(shè)計(jì)方案3.1電源模塊設(shè)計(jì)由于電路中的不同電路模塊所需要的工作電壓和電流容量不相同，因此電源模塊應(yīng)該包含多個(gè)穩(wěn)壓電路，將充電電池電壓轉(zhuǎn)換成各個(gè)模塊所需要的電壓。常用的電源有串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源兩大類。前者具有紋波小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是效率較低，功耗大；后者功耗小，效率高，但電路卻比較復(fù)雜，電路的紋波大。對(duì)于單片機(jī)，需提供穩(wěn)定的5V電源，故選用線性度好的串聯(lián)型穩(wěn)壓芯片對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行供電；而其它模塊如控制系統(tǒng)和執(zhí)行部分則需要通過(guò)較大的電流，利用轉(zhuǎn)換效率高、帶載能力大的開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓芯片對(duì)其供電，可以有效地防止各器件之間發(fā)生干擾以及電流不足的問(wèn)題，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地工作。 3.2 XS12單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)小車直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制直接影響到小車的速度控制。直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制效果影響直線路段速度及入彎速度。根據(jù)賽道的不同路段，可采用不同的速度控制策略，主要包括：直線段加速行駛、高速穩(wěn)定行駛，入彎制動(dòng)減速行駛、彎道低速行駛，S彎間斷制動(dòng)行駛。直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制由單片機(jī)的PWM信號(hào)完成。小車的速度控制算法可采用PID或模糊控制算法，均能滿足小車系統(tǒng)的控制要求。 通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端電壓可以使小車加速或制動(dòng)。常用電機(jī)驅(qū)動(dòng)有以下三類：3.3.1集成方案：33886驅(qū)動(dòng)采用飛思卡爾公司的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片MC33886。其驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，有過(guò)流保護(hù)功能，狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，通過(guò)pwm調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。1.單獨(dú)使用一片33886 優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便。缺點(diǎn)：芯片驅(qū)動(dòng)電流小，內(nèi)阻大，可能存在發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題，不好加散熱片。2.采用兩片或者四片MC33886并聯(lián) 優(yōu)點(diǎn)：可以增大驅(qū)動(dòng)能力，減少單片機(jī)發(fā)熱量。缺點(diǎn)：存在均流不佳的問(wèn)題，有礙提高整個(gè)裝置的輸出，甚至造成器件和裝置的損害。3.3.2 組合方案：33886 + 場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)采用MC33886或其他驅(qū)動(dòng)芯片與場(chǎng)效應(yīng)管設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電流理論上能達(dá)到74A，解決了33886的散熱問(wèn)題， 充分發(fā)揮33886的性能，場(chǎng)效應(yīng)管也不用加散熱片，使小車發(fā)揮更好的加速性能。缺點(diǎn)：電路復(fù)雜。3.3.3 分立元件方案：H橋驅(qū)動(dòng)采用大功率場(chǎng)效應(yīng)MOS管自行搭建H橋電路對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)阻極小、開(kāi)關(guān)速度快、加散熱片很方便，可發(fā)揮電機(jī)極限速度。缺點(diǎn)：電路連接和邏輯控制較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大。3.4舵機(jī)控制單元小車舵機(jī)扭力大，穩(wěn)定性好，控制角度精確，但是響應(yīng)靈敏度較差，存在嚴(yán)重的機(jī)械滯后。因舵機(jī)的工作電流變化大、干擾較大，舵機(jī)可采用單獨(dú)供電方式，并在電源正極和舵機(jī)之間串聯(lián)二極管，防止舵機(jī)影響電源電壓。這有效地減小了舵機(jī)的機(jī)械滯后，使小車的穩(wěn)定快速行駛。舵機(jī)的控制可使用開(kāi)環(huán)控制方式。3.4.1舵機(jī)安裝舵機(jī)轉(zhuǎn)向在整個(gè)控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)中延遲較大，可通過(guò)改變舵機(jī)的安裝位置減小時(shí)間常數(shù)。增大力臂長(zhǎng)度，可提高線速度。舵機(jī)的安裝方式可分為臥式和立式。立式的優(yōu)點(diǎn)是：1.改變了舵機(jī)的力臂，使轉(zhuǎn)向更靈敏2.舵機(jī)安裝在了正中央，使左右轉(zhuǎn)向基本一致 3.重心更靠后，減輕了舵機(jī)負(fù)載。3.5路徑識(shí)別傳感器模塊3.5.1 光電傳感器原理光電傳感器檢測(cè)路面信息的原理是由于紅外線在黑色和白色上反射系數(shù)不同，區(qū)分黑白路面。3.5.2 光電傳感器選擇1.紅外考慮智能小車的前瞻距離，可選擇發(fā)射功率大、探測(cè)距離遠(yuǎn)、接收靈敏度高的光電傳感器。獨(dú)立的紅外發(fā)射與接收管：一體化的選擇發(fā)射/接收管：2.激光發(fā)射/接收獨(dú)立激光傳感器發(fā)射/接收一體激光傳感器3.5.3傳感器安裝獨(dú)立傳感器與一體傳感器安裝有所不同。3.6速度檢測(cè)模塊為了使車在跑的過(guò)程中能快速加速，及時(shí)減速不僅要有好的控制算法，還要有可靠和精確的速度脈沖值。小車的實(shí)際速度與程序所給的值有所區(qū)別，采用測(cè)速模塊來(lái)檢測(cè)車速，進(jìn)行閉環(huán)控制。測(cè)速模塊有光電碼盤和光電編碼器。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。光電碼盤 優(yōu)點(diǎn)：成本低重量輕，為非接觸式測(cè)量 缺點(diǎn)：測(cè)量精度較低，高速時(shí)精度明顯下降。光電編碼器 優(yōu)點(diǎn)：輸出方波信號(hào)，反饋的信號(hào)波形不失真，精度較高，可提高測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：成本較高，電路較為復(fù)雜，需要增加外圍電路3.6.1 編碼器的固定依據(jù)小車實(shí)際情況安裝，使用萬(wàn)能膠或螺絲固定。3.7串行通訊接口電路3.8現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試模塊根據(jù)賽道情況各不相同：彎道、直道數(shù)量個(gè)不相等。設(shè)計(jì)人機(jī)接口電路可在不改變程序的前提下進(jìn)行參數(shù)的調(diào)試并監(jiān)控小車的各項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)提高小車對(duì)賽道的適應(yīng)性。調(diào)試的方式界面可有數(shù)字按鍵，撥盤開(kāi)關(guān)等，分別進(jìn)行參數(shù)選擇和速度控制。4 軟件設(shè)計(jì)方案4.1驅(qū)動(dòng)層軟件設(shè)計(jì)4.1.1系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)使用單片機(jī)內(nèi)部的鎖相環(huán)電路將外部的16MHz時(shí)鐘倍頻可以提高運(yùn)算速度和系統(tǒng)響應(yīng)速度。4.1.2主電機(jī)和舵機(jī)驅(qū)動(dòng)考慮舵機(jī)對(duì)PWM信號(hào)的要求較高，為了提高精度，可將單片機(jī)的8路8位的PWM輸出調(diào)整為4路16位的PWM輸出。在實(shí)際控制時(shí)，小車前輪的實(shí)際轉(zhuǎn)角與舵機(jī)轉(zhuǎn)角有偏差，需稍作補(bǔ)償。4.1.3 速度檢測(cè)的計(jì)數(shù)和處理速度檢測(cè)電路的輸出是頻率變化的矩形波。要測(cè)量小車的速度，主要方法有兩種：測(cè)周法和測(cè)頻法。測(cè)頻方案 缺點(diǎn)：對(duì)速度測(cè)量周期較長(zhǎng)。中斷周期直接影響算法對(duì)實(shí)時(shí)速度變化的響應(yīng)，對(duì)加速和減速極為不利。測(cè)周期方案 優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度高；測(cè)周的響應(yīng)周期由電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定4.1.4賽道檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集和處理紅外或激光傳感器采集賽道的模擬電壓，如果檢測(cè)到黑線，該路的傳感器模擬電壓應(yīng)偏高。將其送到A/D的輸入端，采集輸入的電壓。A/D轉(zhuǎn)換器用軟件將其設(shè)為10位轉(zhuǎn)換，每個(gè)序列8個(gè)通道，從通道0開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)換。4.2決策層軟件設(shè)計(jì)4.2.1尋跡算法4.2.2轉(zhuǎn)向控制策略4.2.3速度控制策略5 智能小車系統(tǒng)調(diào)試5.1開(kāi)發(fā)調(diào)試工具5.1.1 Freescale Codewarrior5.05.1.2 BDM5.2智能小車硬件的調(diào)試硬件調(diào)試是是保證系統(tǒng)的安全性的重要前提。此調(diào)試可確保小車硬件系統(tǒng)運(yùn)行良好。 5.2.1舵機(jī)的調(diào)試調(diào)試舵機(jī)，首先須看智能小車預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)向中點(diǎn)是否正確，車輪是否在中位。校正車輪偏差使其保持在至中位，查看舵機(jī)的尋跡是否正確，轉(zhuǎn)向是否靈活。5.2.2光電傳感器的調(diào)試傳感器的調(diào)試分為機(jī)械調(diào)試和電路調(diào)試。檢查光電管是否完好，同時(shí)保證傳感器組位于小車的最前端，并與地面保持合適的距離和夾角。電路調(diào)試可使各個(gè)傳感器的電壓輸出值均保持在一定值附近。5.2.3直流電機(jī)的調(diào)試通過(guò)調(diào)試可得到直流電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速。在軟件控制過(guò)程中須保證直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于此值。5.2.4 測(cè)速碼盤的調(diào)試測(cè)速碼盤的調(diào)試，主要是測(cè)試對(duì)車速脈沖的檢測(cè)是否可靠并看其在單位時(shí)間內(nèi)捕捉的脈沖數(shù)是否能較理想地滿足規(guī)律。5.3智能小車整體的調(diào)試5.3.1實(shí)驗(yàn)賽道環(huán)境及參數(shù)5.3.2智能小車整體調(diào)試與結(jié)果對(duì)智能小車在賽道上進(jìn)行試車調(diào)試，是對(duì)小車各方面性能的總體評(píng)估和檢驗(yàn)。主要的調(diào)試內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 1.舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制的調(diào)試 使小車對(duì)不同路線都能給出合適的轉(zhuǎn)角，在直道行駛時(shí)應(yīng)避免抖舵和振蕩，在彎道行駛時(shí)應(yīng)能夠準(zhǔn)確、順暢地跟蹤黑線。根據(jù)舵機(jī)的轉(zhuǎn)向采用的控制策略，調(diào)整必要的參數(shù)；提高小車的轉(zhuǎn)向性能及整體車速。 2.給定車速的調(diào)試 小車在比賽過(guò)程中要經(jīng)過(guò)直道、彎道、S彎等各種復(fù)雜賽段，為保證小車行駛穩(wěn)定，需在不同賽段設(shè)置該賽段的上限車速。3.速度控制調(diào)試 小車整體速度的提高應(yīng)該要能使在直道速度更高，但彎道又不可沖出賽道。因此對(duì)于車速控制的調(diào)試主要集中在小車直道入彎減速的情況。通過(guò)調(diào)試可得到不同參數(shù)值的情況下小車偏移的最大距離以及小車整體運(yùn)行的時(shí)間，以綜合比較小車的快速和穩(wěn)定性參數(shù)。6 總結(jié)通過(guò)這幾個(gè)周的學(xué)習(xí)，并在指導(dǎo)老師的幫助下，我對(duì)文獻(xiàn)綜述有了較深的體會(huì)。文獻(xiàn)綜述是將所收集到的文獻(xiàn)資料歸納、整理、分析比較，主要通過(guò)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題，綜合前人文獻(xiàn)中提出的理論和事實(shí)，比較各種學(xué)術(shù)的觀點(diǎn)，闡明所提出問(wèn)題的歷史，現(xiàn)狀以及今后發(fā)展的方向，以及對(duì)這些問(wèn)題的評(píng)述。實(shí)踐之后我學(xué)會(huì)了總結(jié)和概括，并能系統(tǒng)地闡述相關(guān)內(nèi)容。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)小車智能控制，這項(xiàng)看起來(lái)不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力。這幾天的文獻(xiàn)綜述對(duì)我來(lái)說(shuō)的意義，不僅僅是學(xué)習(xí)前人的知識(shí)，還須將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)不同方案論證并提出自己的觀點(diǎn)和看法。這樣提高了我們的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。其中最重要的是團(tuán)隊(duì)合作，相近課題或有相同部分同學(xué)可以分工合作，可大大提高了效率。雖然我前期資料準(zhǔn)備十分豐富，但拙于總結(jié)，自我感覺(jué)論述有些簡(jiǎn)單，文獻(xiàn)綜述完成得較倉(cāng)促。但我得到了很多遠(yuǎn)大于此的東西！參考文獻(xiàn)1 邵貝貝，單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開(kāi)發(fā)方法M.北京：清華大學(xué)出版社，2004.2 卓晴，黃開(kāi)勝，邵貝貝等 學(xué)做智能車挑戰(zhàn)“飛思卡爾”杯M. 北京：北京航空航天出版社，2007.33 王威 HCS12微控制器原理及應(yīng)用. 北京航空航天大學(xué)出版社 2007.4 郁有文，常健 傳感器原理及工程應(yīng)用. 西安：電子科技大學(xué)出版社，2008.75 梅麗鳳，王艷秋，汪毓鐸 張軍 單片機(jī)原理及接口技術(shù), 北京：清華大學(xué)出版社 20066 閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社7 童詩(shī)白，華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M北京：高等教育出版社20008 譚浩強(qiáng) C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社1999.9 老木Freescale CodeWarrior Development Studio for HC08 Version 5.0 Setup快速入門，200610 / 智能車制作論壇11 /飛思卡爾全國(guó)大學(xué)生智能車競(jìng)賽論壇12 MC33886 Technical Data, Freescale SemiconductorDB/OL.13 石端偉. 機(jī)械動(dòng)力學(xué)M. 北京：中國(guó)電力出版社，2007.14 蔡興旺. 汽車概論M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005-9.15 劉金琨. 智能控制M. 北京：電子工業(yè)出版社，2005-5.信 息 工 程 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述姓名： 張建科 學(xué)號(hào)： 5011207119 專業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班級(jí)： 計(jì)科11-1 電子智能小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)- 文獻(xiàn)綜述作者：張建科 指導(dǎo)老師：孟洪斌摘要：本次設(shè)計(jì)的智能循跡小車是以單片機(jī)89c51為主控制器。運(yùn)用反射式紅外傳感器來(lái)進(jìn)行路徑檢測(cè)和速度監(jiān)測(cè)模塊。將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳回單片機(jī)進(jìn)行處理，同時(shí)，用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波來(lái)控制小車的行進(jìn)速度，并實(shí)時(shí)控制小車的行進(jìn)狀態(tài)。另外，在小車上還擴(kuò)展了LCD作為人機(jī)交互界面，以便于實(shí)時(shí)了解小車個(gè)監(jiān)測(cè)傳感器的狀態(tài)機(jī)小車的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由于本次設(shè)計(jì)的是智能自動(dòng)循跡小車，整個(gè)任務(wù)過(guò)程無(wú)需人工的任何干預(yù)，故而沒(méi)有進(jìn)行鍵盤及遙控等的人工操作設(shè)備。用多路傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和算法的緊密配合來(lái)保證小車的順暢完成任務(wù)。關(guān)鍵字：80c51單片機(jī)，c/c+/匯編語(yǔ)言編程，電子智能小車，光電檢測(cè)器 一、 引言智能車輛是一個(gè)運(yùn)用計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、規(guī)劃決策和自動(dòng)行駛為一體的高新技術(shù)綜合體。它在軍事、民用和科學(xué)研究等方面已獲得了應(yīng)用，對(duì)解決道路交通安全提供了一種新的途徑。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(lái)越受人關(guān)注。全國(guó)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(guó)各高校也都很重視該題目的研究，許多國(guó)家已經(jīng)把電子設(shè)計(jì)比賽作為創(chuàng)新教育的戰(zhàn)略性手段。電子設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)學(xué)科，機(jī)械電子、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能控制、計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)等等，是眾多領(lǐng)域的高科技。電子設(shè)計(jì)技術(shù)，它是一個(gè)國(guó)家高科技實(shí)例的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，可見(jiàn)其研究意義很大。本次設(shè)計(jì)雖然只是一個(gè)演示模型，但是具有充分的科學(xué)性和實(shí)用性。首先我們根據(jù)交通路面的復(fù)雜情況，按照適當(dāng)?shù)谋壤谱鞒鲆粋€(gè)路況模型，包括彎道、直道以及路面上設(shè)置的障礙物等。在彎、直道上，小車沿著預(yù)定軌道自由行使，當(dāng)小車遇到障礙物時(shí)，脈沖調(diào)制的紅外線傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)控制小車自動(dòng)避開(kāi)障礙物，進(jìn)行倒車、前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作。二、 主題部分 智能車輛是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。它在軍事、民用、太空開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本次設(shè)計(jì)對(duì)智能小車的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于路徑規(guī)劃處理的智能小車控制系統(tǒng)。2.1 理論的提出科技的進(jìn)步帶動(dòng)了產(chǎn)品的智能化，單片機(jī)的應(yīng)用更是加快了發(fā)展的步伐，它的應(yīng)用范圍日益廣泛，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域。小到玩具、信用卡，大到航天飛機(jī)、機(jī)器人，從實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、模糊控制等智能系統(tǒng)帶人類的日常生活，到處離不開(kāi)單片機(jī)，此設(shè)計(jì)正是單片機(jī)的一個(gè)典型的應(yīng)用。此設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)現(xiàn)了小車的無(wú)人駕駛，通過(guò)對(duì)路面的檢測(cè)，由單片機(jī)來(lái)判斷控制其小車的反應(yīng)情況，使其變得智能化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的前進(jìn)，轉(zhuǎn)彎，停止功能，此系統(tǒng)還不斷的完善后可以應(yīng)用到道路檢測(cè)，安全巡邏中，能滿足社會(huì)的需求。在設(shè)計(jì)上，使用連個(gè)傳感器來(lái)檢測(cè)路面的情況，傳感器的心海比較微弱，采用一個(gè)放大器進(jìn)行比較放大，并將其信號(hào)輸入到控制器，在受控制端使用步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是用電脈沖進(jìn)行控制的，只要從控制器輸出滿足步進(jìn)電機(jī)功過(guò)的固定控制字即可。此外步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)作還要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，故電路中還要加入一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，各個(gè)功能模塊對(duì)電源電流的要求不同，對(duì)電源部分設(shè)置轉(zhuǎn)換電路，從而滿足各個(gè)部分的需要。經(jīng)過(guò)元件的比較選擇，設(shè)計(jì)出電路原理圖和電路板，并做好硬件的調(diào)試，系統(tǒng)往往是軟件和硬件兩者相結(jié)合的有機(jī)整體。軟件上，使用51單片機(jī)的定時(shí)器中斷來(lái)控制路面檢測(cè)間隔和小車的運(yùn)動(dòng)及速度。由于帶那路比較簡(jiǎn)單，就采用較為傳統(tǒng)的匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。對(duì)于程序設(shè)計(jì)的正確性，用較常用的keil c51仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，最后便是軟硬件的綜合調(diào)試，證明本設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。2.2 電子智能小車的設(shè)計(jì)要求電動(dòng)車能夠能夠按照行使路線跑完全程； 電動(dòng)車能存儲(chǔ)并顯示檢測(cè)到的金屬片數(shù)目以及金屬片至起跑線的距離； 要求電動(dòng)車行使完全程后能夠準(zhǔn)確的顯示電動(dòng)車全程行使時(shí)間； 電動(dòng)車在行使過(guò)程中不能與障礙物碰撞；2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)站的總體構(gòu)思采用89c51單片機(jī)作為小車的控制單元，在小車的前端就八路從外傳感器，作為小車進(jìn)入車庫(kù)過(guò)程中黑帶的檢測(cè)元件，在小車的后端在接上八路紅外線傳感器作為小車退出車庫(kù)時(shí)的黑帶檢測(cè)元件，采用LJ18A3-8-Z/BX電感式接近開(kāi)關(guān)作為車庫(kù)內(nèi)鐵片的檢測(cè)元件，單片機(jī)接受到傳感器檢測(cè)到的信號(hào)后通過(guò)相應(yīng)的程序控制小車的前進(jìn)，后退，轉(zhuǎn)彎，從而使小車的性能指標(biāo)滿足本次設(shè)計(jì)的要求。2.3.1 設(shè)計(jì)思路智能小車是智能車輛研究的一個(gè)分支。它以車輪作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)、能夠?qū)崿F(xiàn)自主行駛，所以我們稱之為智能小車。智能小車具有機(jī)器人的基本特征易于編程。它與遙控小車的不同之處在于，后者需要操作員來(lái)控制其轉(zhuǎn)向、啟停和進(jìn)退，比較先進(jìn)的遙控車還能控制其速度(常見(jiàn)的模型小車都屬于這類遙控車)；而智能小車則可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)小車啟停、行駛方向以及速度的控制，無(wú)需人工干預(yù)。操作員可以通過(guò)修改智能小車的計(jì)算機(jī)程序或者某些數(shù)據(jù)來(lái)改變它的行駛方式。這種可以通過(guò)編程來(lái)控制、改變小車行駛方式的特性是智能小車的最大特點(diǎn)。智能小車控制系統(tǒng)的研究目的是使得小車行駛具有更高自主性。如果任意給定小車一條無(wú)障路徑，通過(guò)該系統(tǒng)，小車就可以得到系統(tǒng)對(duì)路徑圖形處理后的數(shù)據(jù)(位移與轉(zhuǎn)角)，并能根據(jù)位移和轉(zhuǎn)角信息按照預(yù)定路徑行進(jìn)。2.3.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路，可將智能小車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為兩層：1、規(guī)劃層上位機(jī)控制系統(tǒng)，規(guī)劃層提供的是小車行駛的全局信息，包括路徑處理模塊和通信模塊。它要解決的基本問(wèn)題有：(1) 使用什么工具處理小車的路徑圖形；(2) 建立小車的運(yùn)動(dòng)模型，計(jì)算出小車行駛所需的數(shù)據(jù)；(3) 采用什么方式發(fā)送數(shù)據(jù)。2、行為層下位機(jī)控制系統(tǒng)，行為層是智能小車控制系統(tǒng)的底層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車行駛的實(shí)時(shí)控制，它包括通信模塊、電機(jī)控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。它要解決的基本問(wèn)題有：(1) 接收、處理上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；(2) 設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)；(3) 采集小車的位移和轉(zhuǎn)角信息，定位小車姿態(tài)，分析系統(tǒng)控制誤差；2.3.3 總設(shè)計(jì)方案由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到智能小車控制系統(tǒng)的命令流程：（1）啟動(dòng)AutoCAD，繪制或選擇一條封閉曲線為小車路徑，拾取小車的起始路徑圖元；（2）對(duì)選取的路徑圖形進(jìn)行處理，使小車轉(zhuǎn)彎處存在的棱角在最小轉(zhuǎn)彎半徑范圍外以圓弧方式過(guò)渡；（3）生成新的路徑圖形，模擬小車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程；（4）計(jì)算出小車行駛所需要的位移和車輪轉(zhuǎn)角，并將此數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī)；（5）下位機(jī)接收數(shù)據(jù)后，通過(guò)軟件編程控制小車車輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，使其按照預(yù)定路徑前進(jìn)。一個(gè)完整的控制系統(tǒng)要求系統(tǒng)的各功能模塊聯(lián)系緊密，根據(jù)上述命令流程和它們之間的關(guān)系，可得系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)方案2.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)站的主要模塊 設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)模塊組成：1、 信息采集模塊：信息采集部分是由光電檢測(cè)和運(yùn)算放大模塊組成，光電檢測(cè)有尋跡檢測(cè)和測(cè)速檢測(cè)兩個(gè)部分。將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)算放大模塊lm324放大整形后送給單片機(jī)處理，其核心部分是幾個(gè)光電傳感器。2、 控制處理模塊：控制處理模塊是一一片stc89c52單片機(jī)為核心，單片機(jī)將從采集到的信息進(jìn)行判斷后，按照預(yù)定的算法處理，把處理的結(jié)果送交電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液晶顯示模塊，使之做出相應(yīng)的動(dòng)作。3、 執(zhí)行模塊：執(zhí)行模塊是由液晶顯示、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及電機(jī)、蜂鳴器三部分組成。液晶主要是將單片機(jī)處理的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，方便及時(shí)用戶了解系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)根據(jù)單片機(jī)的指令對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，使之能夠根據(jù)需要作出相應(yīng)的加速、減速、轉(zhuǎn)彎、停車等的動(dòng)作，以達(dá)到預(yù)期的目的。蜂鳴器主要是根據(jù)要求在特定的位置作出出響應(yīng)來(lái)報(bào)告位置。2.5 開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路2.5.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)整個(gè)硬件系統(tǒng)可分為控制部分模塊、黑線軌跡探測(cè)模塊、金屬探測(cè)模塊、障礙探測(cè)模塊、光源探測(cè)模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、車燈顯示模塊、數(shù)碼顯示模塊等。如圖一。首先小車通過(guò)傳感器檢測(cè)黑線軌跡進(jìn)行直線行走，在行走過(guò)程中通過(guò)金屬傳感器來(lái)檢測(cè)金屬的數(shù)目以及小車起始點(diǎn)到金屬中點(diǎn)的距離，并且通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)；當(dāng)小車行駛到直線盡頭時(shí)，小車前部分的兩個(gè)傳感器會(huì)同時(shí)檢測(cè)到一條黑線，這時(shí)，小車便開(kāi)始進(jìn)行180度的轉(zhuǎn)彎，在轉(zhuǎn)彎方案的選擇上，我們采用以電機(jī)最大角度轉(zhuǎn)彎來(lái)驅(qū)使小車進(jìn)行180度的轉(zhuǎn)彎；當(dāng)小車轉(zhuǎn)彎完畢后，會(huì)檢測(cè)到一塊金屬片，這時(shí)小車就開(kāi)始尋找光源，進(jìn)行直走，當(dāng)在直走的過(guò)程中遇到前方的障礙物時(shí)，小車便向后行駛，再通過(guò)光敏電阻調(diào)整小車尋找光源的位置，繼續(xù)前進(jìn)。直到小車撞到光源，小車便完成了全部的行駛過(guò)程。主控制模塊數(shù)碼顯示模塊黑線軌跡探測(cè)模塊光源探測(cè)模塊障礙物探測(cè)模塊直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊車燈顯示模塊金屬探測(cè)模塊電流源圖一、系統(tǒng)框圖2.5.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)軟件編程是循跡小車的靈魂，小車精確地循跡基于合理的編程算法，為了便于調(diào)試結(jié)構(gòu)明朗，小車的軟件編程分為主函數(shù)、檢測(cè)循跡函數(shù)和控制函數(shù)。其中，主函數(shù)合理地分配調(diào)用各個(gè)模塊函數(shù)，主要負(fù)責(zé)各模塊間的總體協(xié)調(diào)。循跡檢測(cè)函數(shù)負(fù)責(zé)穩(wěn)定地判定各種信息，將信息值返回，以便主函數(shù)或別的函數(shù)調(diào)用處理?？刂坪瘮?shù)主要負(fù)責(zé)小車的狀態(tài)控制，根據(jù)傳感器返回的信息準(zhǔn)確地判定小車所處的位置，并做出相應(yīng)的響應(yīng)。其中控制函數(shù)中包含了各種算法以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。由于控制的數(shù)學(xué)模型不易建立。所有的函數(shù)算法均是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的調(diào)試而一步步的寫出來(lái)的。在此處也不好給出具體的數(shù)學(xué)模型來(lái)闡述，函數(shù)的設(shè)計(jì)流程如下圖。NO 右程序初始化設(shè)置初值小車前進(jìn)判斷傳感器向左處理向右處理是否轉(zhuǎn)彎是否有金屬是否走完直線開(kāi)始轉(zhuǎn)彎前進(jìn)是否有金屬是否有障礙障礙處理離開(kāi)障礙找光源尋找光源處返回左計(jì)算金屬與起始距離YESNONOYESNONOYES三、 參考文獻(xiàn)1徐國(guó)華 主編，移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì)J機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2001(3)2黨宏社 主編，智能車輛系統(tǒng)發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)概述J公路交通科技，2002(4)3尹念東 主編，智能車輛的研究及前景J上海汽車，2002(2) 4王榮本 主編，世界智能車輛研究概述J公路交通科技，2001(10)5王建農(nóng) 主編自主移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航研究R機(jī)器人，19976Dickmanns，ED，AZappAuto high speed road vehicle guidanceJcomputer,19877姚 佳 主編，智能小車的蔽障及路徑規(guī)劃D東南大學(xué)碩士論文20058徐國(guó)華 主編，譚民移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì)J機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2001(3)9白井良明同，機(jī)器人工程M北京：科學(xué)出版社，200110張毅剛 主編，新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，第一版,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,200311劉南平 主編，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作技術(shù)，科學(xué)出版社，2008 12楊 剛 主編，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，電子工業(yè)出版社，2009.313余祖俊 主編，微機(jī)監(jiān)測(cè)與控制應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 北方交通大學(xué)出版社，2001.1214溫志明 主編，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)分析與應(yīng)用，國(guó)防工業(yè)出版社，2008.215催維娜 主編，智能電子制作，科學(xué)出版社，200716李忠文 主編，實(shí)用電機(jī)控制電路，化學(xué)工業(yè)出版社，2003.417張紅潤(rùn) 主編，智能技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，北京航空航天出版社，2007.218陳鐵軍 主編，智能控制理論及應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，2009.119劉少?gòu)?qiáng) 主編，傳感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例，中國(guó)電力出版社，200820何立民 主編，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),北京：航天航空大學(xué)出版社,21李廣弟 主編，單片機(jī)基礎(chǔ),北京：北京航空航天大學(xué)出版社,200122何希才 主編，新型實(shí)用電子電路400例,電子工業(yè)出版社,200023趙負(fù)圖 主編,傳感器集成電路手冊(cè),第一版,化學(xué)工業(yè)出版社,200424陳伯時(shí) 主編，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng),第二版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000年6月25/表5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述浙 江 科 技 學(xué) 院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文 獻(xiàn) 綜 述 (2012屆)題 目 基于STC89C51單片機(jī)智能小車的設(shè)計(jì)學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2011年12月22日 一 本課題的研究意義隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、DVD、洗衣機(jī)、汽車等消費(fèi)類產(chǎn)品越來(lái)越呈現(xiàn)光機(jī)電一體化、智能化、小型化等趨勢(shì)。各種智能化小車在市場(chǎng)玩具中也占一個(gè)很大的比例。根據(jù)美國(guó)玩具協(xié)會(huì)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)全球玩具銷量增幅與全球平均GDP增幅大致相當(dāng)。而全球玩具市場(chǎng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)比重卻發(fā)生了重大改變：傳統(tǒng)玩具的市場(chǎng)比重正在逐步縮水，高科技含量的電子玩具則蒸蒸日上。美國(guó)玩具市場(chǎng)的高科技電子玩具的年銷售額2004年交2003年增長(zhǎng)52%，而傳統(tǒng)玩具的年銷售額僅增長(zhǎng)3%。英國(guó)玩具零售商協(xié)會(huì)選出的2001圣誕節(jié)最受歡迎的十大玩具中，有7款玩具配有電子元件。從這些數(shù)字可以看出，高科技含量的電子互動(dòng)式玩具已經(jīng)成為玩家行業(yè)發(fā)展的主流。如今知識(shí)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)電一體化和工業(yè)一體化等許多領(lǐng)域都在討論智能系統(tǒng)，人們要求系統(tǒng)變得越來(lái)越智能化。顯然傳統(tǒng)的控制觀念是無(wú)法滿足人們的需求，而智能控制與這些傳統(tǒng)的控制有機(jī)的結(jié)合起來(lái)取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高整體的優(yōu)勢(shì)更好的滿足人們的需求。隨著人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制必將迎來(lái)它的發(fā)展新時(shí)代。計(jì)算機(jī)控制與電子技術(shù)融合為電子設(shè)備智能化開(kāi)辟了廣闊前景。因此，遙控加智能的技術(shù)研究、應(yīng)用都是非常有意義而且有很高市場(chǎng)價(jià)值的1。智能小車，也稱輪式機(jī)器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多科學(xué)的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)，一般主要路徑識(shí)別、速度采集、角度控制及車速控制等模塊組成。一般而言,智能車系統(tǒng)要求小車在白色的場(chǎng)地上,通過(guò)控制小車的轉(zhuǎn)向角和車速,使小車能自動(dòng)地沿著一條任意給定的黑色帶狀引導(dǎo)線行駛。2二本課題的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)在80年代中期，設(shè)計(jì)和制造機(jī)器人的浪潮已席卷全球，世界上一些著名的公司開(kāi)始研制移動(dòng)機(jī)器人（此時(shí)的移動(dòng)機(jī)器人的主要用作大學(xué)實(shí)驗(yàn)室及研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)），并促進(jìn)了移動(dòng)機(jī)器人學(xué)多種研究方向的出現(xiàn)。90年代以來(lái)，以研制高水平的環(huán)境信息傳感器和信息處理技術(shù)、高適應(yīng)性的移動(dòng)機(jī)器人控制技術(shù)和真實(shí)環(huán)境下的規(guī)劃技術(shù)為標(biāo)志，開(kāi)展了移動(dòng)機(jī)器人的更高層次的研究。現(xiàn)在機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣，種類也越來(lái)越多，但大體上可分為輪式機(jī)器人和足式機(jī)器人。智能小車就是輪式機(jī)器人中的一種，雖然是最基本的機(jī)器人雛形，但其中已包含了大部分功能，綜合國(guó)內(nèi)外專家解釋，可普遍認(rèn)為機(jī)器人一般是具有如下功能的機(jī)器：（1）動(dòng)作機(jī)構(gòu)具有類似于人或其他生物體某些器官（肢體、感官等）的功能； （2）有通用性，工作種類多樣，動(dòng)作程序靈活易變；（3）有一定程度的智能，如記憶、感知、推測(cè)、決策和學(xué)習(xí)等； （4）有獨(dú)立性，完整的機(jī)器人系統(tǒng)在工作時(shí)不依賴于人的操縱。隨著人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制必將迎來(lái)它的發(fā)展新時(shí)代。機(jī)器人領(lǐng)域近幾年有如下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：（1）性價(jià)比逐步提高，性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單價(jià)不斷下降。（2）工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化。同時(shí)，器件集成度提高。從而，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維護(hù)性。（3）傳感器的作用日益重要，除傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多種傳感器的融合技術(shù)已用來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。（4）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操作機(jī)器人。（5）當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室走入實(shí)用化階段3。三本課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題及方法（1）主控單元的比較與選擇方案一：采用各類數(shù)字電路來(lái)組成小車的控制系統(tǒng)，對(duì)外圍避障信號(hào)，自動(dòng)尋跡信號(hào)，無(wú)線遙控信號(hào)，語(yǔ)音控制信號(hào)進(jìn)行處理。本方案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于小車智能化的擴(kuò)展，對(duì)各路信號(hào)處理比較困難。方案二：采用STC89C51單片機(jī)來(lái)作為整機(jī)的控制單元。紅外線探頭采用市面上通用的發(fā)射管與及接收頭，經(jīng)過(guò)比較芯片調(diào)制處理后由控制系統(tǒng)接收。路線尋找采用紅外線管對(duì)路面信號(hào)采集，送到單片機(jī)系統(tǒng)處理，同樣包括無(wú)線遙控信號(hào)和語(yǔ)音控制信號(hào)。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來(lái)解決復(fù)雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)潔化，各類功能易于實(shí)現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。比較以上兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，方案二簡(jiǎn)潔、靈活、可擴(kuò)展性好，更能達(dá)到題目的設(shè)計(jì)要求，因此采用方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)4。（2）避障單元的比較與選擇方案一：采用超聲波避障，超聲波受環(huán)境影響較大，電路復(fù)雜，而且地面對(duì)超聲波的反射，會(huì)影響系統(tǒng)對(duì)障礙物的判斷。方案二：采用紅外線避障，利用單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生38KHz信號(hào)對(duì)紅外線發(fā)射管進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，發(fā)射出去的紅外線遇到避障物的時(shí)候反射回來(lái)，紅外線接收管對(duì)反射回來(lái)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，輸出比較電平。外界對(duì)紅外信號(hào)的干擾比較小，且易于實(shí)現(xiàn)，價(jià)格也比較便宜，故采用方案二。紅外線避障方法，利用一管發(fā)射另一管接收，接收管對(duì)外界紅外線的接收強(qiáng)弱來(lái)判斷障礙物的遠(yuǎn)近，由于紅外線受外界可見(jiàn)光的影響較大，因此通過(guò)調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生38KHz