摘要：作为新时代的产物，智能化设备正在对人类的生产生活产生潜移默化的影响。作为移动智能设备的代表，基于单片机的智能避障小车应运而生。随着5G基站的铺设和物联网技术的不断发展，无人驾驶已经出现在了人们可以预见的未来，而智能小车的研究无疑就是向无人驾驶技术探索道路上迈出的第一步，这必将对无人驾驶技术的发展具有重要的指导意义。与此同时，智能小车也可以作为现代智能玩具的极具潜力的发展对象，从而为我国的智能玩具市场注入新鲜的活力。因此，智能小车的研究不仅可以推动智能玩具市场的发展，对我国无人驾驶技术的研究和发展也同样具有重要的指导意义。

本文的主要研究工作是设计并开发一款基于红外传感技术和超声波测距技术的智能避障小车。在设计上，我们主要采用的是一款四驱玩具电动车作为整个智能小车系统的载体；在控制上，采用的是宏晶科技公司的宏晶系列STC89C52RC型号的单片机作为智能小车系统的控制芯片；在功能上，利用红外线传感器和超声波传感器来检测障碍物，从而实现智能避障。实际上，智能小车的系统是一个多学科，多技术，多领域的结合体，除了红外线检测技术以外，还有超声波测距技术，电机控制技术等等，为了便于智能小车的设计和开发，现将智能小车系统模块化，即将其大致分为四个部分，包括电源模块，检测模块，驱动模块和电机模块。通过相关技术结合小车的硬件设计和软件设计，我们就可以增强小车的运动功能，并可以实现最主要的功能，即在一定距离内的规避障碍物。

-小车系统的整体设计方案采用的是模块化的思路，这样不仅便于分析小车的系统的功能需求，也将对小车各部件的功能的实现提供了巨大的便利。除此之外，小车的系统还具有反应迅速、轻巧灵活、开发成本低，调试方便等特点，不仅功耗低，可实施性也很好，因此完全可以满足正常的实验需求。

 

关键词：单片机；红外检测；超声波测距；智能避障

 

目录

摘要

Abstract

1. 引言-1

1.1  研究背景-1

1.2  研究意义-1

1.3  国内外研究现状-2

1.4  研究内容-2

1.5  论文结构-3

2  相关技术-4

2.1  单片机技术-4

2.2  智能玩具电动小车技术-5

2.3  红外传感技术-6

2.4  超声波测距技术-7

2.5  本章小结-7

3  系统需求分析-8

3.1  功能分析-8

3.1.1  主控模块-8

3.1.2  检测模块-9

3.1.3  电机驱动模块-10

3.1.5  电源模块-11

3.1.6  机械系统模块-11

3.2  性能分析-12

3.2.1  硬件系统可靠性措施-12

3.2.2  软件系统可靠性措施-13

3.3  本章小结-14

4  硬件电路设计-15

4.1  主控电路设计-15

4.1.1  STC89C52RC单片机硬件结构-15

4.1.2  最小应用系统设计-17

4.1.3  主控电路-17

4.2  信号检测电路设计-19

4.2.1  红外检测电路的设计-20

4.2.2  超声波测距电路的设计-20

4.3  驱动电路设计-22

4.4  电源电路设计-23

4.5  本章小结-23

5  控制软件设计-24

5.1  概述-24

5.1.1  应用软件的一般要求-24

5.1.2  应用软件的设计过程-25

5.1.3  应用软件的设计注意事项-25

5.2  软件的结构设计-26

5.3  主要模块实现-26

5.3.1  电机驱动流程图及程序-26

5.3.2  红外避障流程图及程序-29

5.3.3  超声波避障程序-33

5.4  本章小结-38

6  系统功能测试-39

6.1  测试仪器及设备-39

6.2  系统功能测试-39

6.2.1  电池电压检测-39

5.2.2、舵机归中-40

6.2.3  测试PWM程序-40

6.2.4  红外避障实验-40

6.2.5  超声波避障实验-40

6.3  测试结果及分析-41

6.4  本章小结-41

7  结论和展望-42

7.1结论-42

7.2展望-42

参考文献-43

附录-45