第一篇：毕业设计 无线遥控智能小车 Protues仿真 **程序
摘要:本设计就采用了比较先进的89C51为控制核心，89C51采用CHOMS工艺，功耗很低。这种方案能实现对智能小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用MCS-51系列中的89C51单片机。以89C51为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小车的自动避障、自动寻迹功能。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。关键词:单片机；避障；寻迹；89c51
I 避障传感器无线接收模块单片机直流电机太阳光检测传感器
图2-1系统硬件框图
三、硬件的设计
（一）系统硬件设计思路
按设计要求，根据超声波测距原理，以单片机AT89c51为核心的测液位系统。设计系统各部分电路功能。图3.1为89C51单片机的最小系统。
图3.1 89C51单片机最小系统
（二）行车起始、终点及光线检测
本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点（2cm宽的黑线），玩具车底盘上沿黑线放置一套，以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪，采用光敏三极管接收灯泡发出的光线，当感受到光线照射时，其c-e间的阻值下降，检测电路输出高电平，经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。
本系统共设计两个光电三极管，分别放置在电动车车头的左、右两个方向，用来控制电动车的行走方向，当左侧光电管受到光照时，单片机控制转向电机向左转；当右侧光电管受到光照时，单片机控制转向电机向右转；当左、右两侧光电管都受到光照时，单片机控制直行。见图3.2电动车的方向检测电路。
图3.2电动车的方向检测电路
采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体，红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通，发出一个电平跳变信号。
此套红外光电传感器固定在底盘前沿，贴近地面。正常行驶时，发射管发射红外光照射地面，光线经白纸反射后被接收管接收，输出高电平信号；电动车经的反应速度和灵敏度，它所采用的运放不但没有引入负反馈，有时甚至还加正反馈。因此比较器的性能分析方法与放大、运算电路是不同的。
(2)非线性。由于比较器中运放处于开环或正反馈状态，它的两个输入端之间的电位差与开环电压放大倍数的乘积通常超过最大输出电压，使其内部某些管子进入饱和区或截止区，因此在绝大多数情况下输出与输入不成线性关系，即在放大、运算等电路中常用的计算方法对于比较器不再适用。
(3)开关特性。比较器的输出通常只有高电平和低电平两种稳定状态，因此它相当与一个受输入信号控制的开关，当输入电压经过阈值时开关动作，使输出从一个电平跳变到另一个电平。由于比较器的输入信号是模拟量，而它的输出电平是离散的，因此电压比较器可作为模拟电路与数字电路之间的过渡电路。
由于比较器的上述特点，在分析时既不能象对待放大电路那样去计算放大倍数，也不能象分析运算电路那样去求解输出与输入的函数关系，而应当着重抓住比较器的输出从一个电平跳变到另一个电平的临界条件所对应的输入电压值（阈值）来分析输入量与输出量之间的关系。
如果在比较器的输入端加理想阶跃信号，那么在理想情况下比较器的输出也应当是理想的阶跃电压，而且没有延迟。但实际集成运放的最大转换速率总是有限的，因此比较器输出电压的跳变不可能是理想的阶跃信号。电压比较器的输出从低电平变为高电平所须的时间称为响应时间。响应时间越短，响应速度越快。
减小比较器响应时间的主要方法有：
(1)尽可能使输入信号接近理想情况，使它在阈值附近的变化接近理想阶跃且幅度足够大。
(2)选用集成电压比较器。
(3)如果选用集成运放构成比较器，为了提高响应速度可以加限幅措施，以避免集成运放内部的管子进入深饱和区。具体措施多为在集成运放的两个输入端联二极管。如图3.3电压比较器电路所示：
第二篇：毕业设计任务书(智能小车)
安徽建筑工业学院
毕业设计(论文)任务书
课题名称
系别
专业
姓名 基于单片机智能小车的设计 电子与信息工程学院 城建电子学号
2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指导教师签字
系主任签字 201日 年 1 月
一、毕业设计（论文）的内容
毕业设计（论文）是高等学校培养学生的最后一个环节。是锻炼和培养学生综合运用本专业学科的基础理论知识、专业知识和基本技能，提高综合分析问题和解决问题的能力，实现研发和技术人员的初步训练，使学生具有从事科学研究初步能力的重要环节，并且它是学生承担技术性工作前的一次理论联系实际的实践。学生通过设计(论文)综合运用所学的基础理论和专业知识，理论联系实际，提高分析问题和解决本专业从事研发和工程应用问题的能力，为以后走上工作岗位打下一定的基础。
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用光电等传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。
二、毕业设计（论文）的要求与数据
本课题的任务主要是设计采用以80C51 为控制核心，利用光电等传感器检测道路上的障碍，控制电动小车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
本课题由6位学生完成。现就6位学生的具体分工叙述如下：
1．同学负责主控制电路的方案设计和实现；
2．同学负责电机驱动电路及方案设计和实现；
3．同学负责传感器电路的设计和相关程序设计和调试；
4．同学负责小车控制策略程序设计和调试。
三、毕业设计（论文）应完成的工作
1． 查阅有关资料（51单片机、传感器技术、电机驱动与控制等）；
2． 熟练掌握51单片机开发系统；
3． 根据课题要求，分别进行硬件和软件的设计，使用Protel99SE设计出硬件原理图和PCB板图，并制作出印刷电路板，然后进行系统的安装与调试完成课题的设计功能；
4． 完成12000字左右的论文；
5． 翻译3000~5000字的英文资料。
四、毕业设计（论文）进程安排及实习安排
五、应收集的资料、主要参考文献及实习地点
[1] 何立民，单片机应用系统设计，北京：航天航空大学出版社，2～5,46～50
[2] 李广弟，单片机基础，北京：北京航空航天大学出版社，2001,56～64
[3] 何希才，新型实用电子电路400例，电子工业出版社，2000年,60～65
[4] 赵负图，传感器集成电路手册，第一版,化学工业出版社，2004,590～591
[5] 陈伯时，电力拖动自动控制系统，第二版，北京：机械工业出版社,2000年6月,127～
130
[6] 张毅刚，彭喜元，新编 MCS-51 单片机应用设计，第一版，哈尔滨工业大学出版社，2003,25～27,411～417
实习地点：校外
第三篇：基于51单片机的智能小车控制源代码(毕业设计)
/****************************************************// //***************************************************// // 智能小车控制器基于51单片机实现前进后退转弯与智能采样控制功能 #include
sbit red1=P1^3;sbit red2=P1^6;
void InitUART(void){
TMOD = 0x20;
SCON = 0x50;
TH1 = 0xFD;
TL1 = TH1;
PCON = 0x00;
ES
= 1;
TR1 = 1;EA
= 1;ENA = 1;ENB = 1;}
void delay(void)
//直线延时延时函数 {
unsigned char a,b;
for(b=255;b>0;b--)
for(a=38;a>0;a--);}
void delay1(void)
//转角延时函数 {
unsigned char w,y,c;
for(c=1;c>0;c--)
for(y=97;y>0;y--)
for(w=3;w>0;w--);}
void delay3(void)
//避障延时函数 {
unsigned char a,b,c;
for(c=98;c>0;c--)
for(b=100;b>0;b--)
for(a=40;a>0;a--);}
void delay2(void)
//手动控制延时函数 {
unsigned char a,b,c;
for(c=98;c>0;c--)
for(b=15;b>0;b--)
for(a=17;a>0;a--)
{
if(m)
{
break;
}
} } void qianjin()//前进 { unsigned char f;A1=1;A2=0;B1=1;B2=0;
for(f=0;f<155;f++){ A1=0;A2=0;B1=0;B2=1;} //直线校准语句
A1=1;A2=0;B1=1;B2=0;}
void zuozhuan()//左转 { A1=1;A2=0;B1=0;B2=1;}
void youzhuan()//右转 { A1=0;A2=1;B1=1;B2=0;}
void houtui(){ A1=0;A2=1;B1=0;B2=1;} void tingzhi(){ A1=0;A2=0;B1=0;B2=0;}
void main(){ unsigned char temp;InitUART();while(1){
if(flag)
{
flag=0;
for(temp=2;temp<8;temp++)//字符型转成整型函数
{
tata[temp]=tata[temp]%16;
}
//执行转角指令
Angle=10*(tata[2]*100+tata[3]*10+tata[4]);
m=0;
if(Angle<10)
//地面小角度摩擦校正函数
{
Angle++;
}
if(tata[1]=='L')
{
for(q=0;q { zuozhuan(); delay1(); if(m) { break; } } } else if(tata[1]=='R'){ for(q=0;q { youzhuan(); delay1(); if(m) { break; } } } tingzhi();delay();for(temp=2;temp<8;temp++)//字符型转成整型函数 { tata[temp]=tata[temp]%16;} //执行前进指令 length=100*(tata[5]*100+tata[6]*10+tata[7]);// m=0;if(!m){ for(q=0;q { qianjin(); delay(); delay(); if(m) { break; } if(!red1) { delay1(); if(!red1) { youzhuan(); delay3(); while(!red1); } } if(!red2) { delay1(); if(!red2) { zuozhuan(); delay3(); while(!red2); } } if((!red1)||(!red2)) { houtui(); delay3(); while((!red1)||(!red2)); } } } } if(flag3) { m=0; flag3=0; if(tata[1] =='W'){qianjin();} else if(tata[1]=='A'){A1=0;A2=0;B1=0;B2=1;} else if(tata[1]=='S'){houtui();} else if(tata[1]=='D'){A1=0;A2=1;B1=0;B2=0;} else if(tata[1]=='T'){tingzhi();} delay2(); } tingzhi();} } void UARTInterrupt(void)interrupt 4 { if(RI) { m=1; RI = 0; if(SBUF=='$') { flag2=1; } if(flag2) { } } } tata[n]=SBUF;n++; if(n==9&&tata[8]=='*'){ n=0;flag=1;flag2=0;} if(n==3&&tata[2]=='#'){ n=0;flag3=1;flag2=0;} 编号 南京航空航天大学 毕业设计 题 目 基于单片机的智能小车的设 计与实现 学生姓名 学 号 系 部 专 业 班 级 指导教师 计算机科学与技术 讲师 二〇一七年五月 南京航空航天大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：基于单片机的智能小车的设计与实现）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名： 年 月 日 （学号）： 毕业设计（论文）报告纸 基于单片机的智能小车的设计与实现 摘要 在以计算机技术为代表的高新技术的迅猛发展下，机械系统大步迈向智能化。轮式机器人是我们最常见到的智能化设备。从生产制造业的无人搬运车，到特种行业的灾难救援、排爆灭火机器人，再到军事领域的侦查和防御机器人以及航天领域的星球表面探测器，处处可以见到智能小车的身影。 本文针对智能小车硬件和软件的设计进行了详细的介绍。在硬件方面，提出由电源模块、车体模块、单片机控制模块、电机驱动控制模块、电机模块、传感器模块等构成智能小车硬件系统。在软件方面，利用Keil uVision 5集成开发工具进行C51高级语言的程序设计，开发出控制程序。智能小车利用搭载在车前端两侧的红外传感器，识别路况，并以STC11F32XE单片机为控制核心，根据接收的信息发出相应的控制指令，通过--L298驱动控制模块来驱动小车以实现循迹。本系统的硬件和软件均采取了模块化的设计结构，系统电路简单，可靠性高，拓展性强。在实际调试过程中（无人为干扰下），智能小车能适应直道、S弯、环形等路况，达到循迹智能小车设计的目的和要求。 关键词：智能小车，软件设计，单片机，循迹 i 毕业设计（论文）报告纸 Design and Implementation of Intelligent Car Based on Single-Chip Microcomputer Abstract With the rapid development of new technology which is symbolized by computer technology, mechanical system has taken a step towards the intelligence.Wheeled robots are the most common intelligent devices in our life.Ranging from the unmanned van of manufacturing industry , to the special industry disaster relief, and the detection and defense robots in the military field and the surface detector in the aerospace field , the smart car figure can be seen everywhere.This article introduces the hardware and software design of the smart car in detail.In terms of the hardware, the hardware system of intelligent car is made up of power module, body module, single chip microcomputer module, motor drive module, motor module and sensor module.In the aspect the software, C51 high-level language programming can be designed by the employment of Keil uVision 5 integrated development tools,.thus developing a control program.The intelligent car uses the infrared sensor mounted on both sides of the front end of the car to identify the road condition and uses the STC11F32XE single chip as the control core, sending out the corresponding control instruction according to the received information , through the 桥式吊车运动控制系统的建模及MATLAB仿真(附程序) 简介 桥式起重机是横架于车间、仓库及露天堆场的上方，用来吊运各种物体的机械设备，通常称为“天车”或 “吊车”。它是机械工业、冶金工业和化学工业中应用最广泛的一种起重机械。实际生产中的桥式吊车（天车）类似，是一个MIMO复杂控制系统。 桥式吊车系统由三部分组成：桥架驱动系统，车体驱动系统和重物装吊系统。其工作流程为：先将重物起吊至预先设定好的高度，然后吊车运动将重物运到想要放置的位置上方，最后把重物下放到想要放置的位置上。 确定要研究的系统为桥式吊车运动控制系统 桥式吊车系统工作示意图见下图1： p M m x z F θ mg 图1 桥式吊车工作示意图 对于如上桥式吊车控制系统，首先做如下假设： 1) 吊车的行走运动仅限于吊车一个自由度，即假设桥架不运动，只有吊车在桥架上行走。 2) 吊车行走时吊装重物的绳索长度不变。 图中，x坐标为水平方向，z坐标为垂直方向。重物的摆动是由吊车与重物的运动产生的，可以根据动力学有关规律建立吊车及重物的运动方程式。 1) 在水平方向，吊车和重物整体受力为F(t)，由牛顿第二定律得 （1） 2) 在垂直于绳索方向，重物受力为，由牛顿第二定律得 （2） 由吊车在行走时吊装重物的绳索长度不变的假设可得出下面两个关系式： （3） （4） 式中，为绳索长度。 由（3）可得 （5） （5）代入（1）得： （6） 同样由式（4）可得： （7） 将（5）（7）代入（2）得 （8） 又尽量小，所以有如下近似式：，将（6），（8）线性化可得： （9） （10） 由（9）和（10）计算得 （11） 和 （12） 3） 吊车驱动装置的方程式。吊车由电动机驱动，简化的认为电动机是一个时间常数为的一阶惯性环节，即它产生的驱动力F(t)与其控制电压v(t)之间满足方程式： （13） 其中K为放大系数。 选择系统的输入、输出变量和状态变量 选择5个状态变量分别为：，，； 输入变量为：； 两个输出变量为：。 建立状态空间描述 根据（11）（12）（13）式可得出描述吊车运动系统的状态空间表达式为： 选取适当参数:对一个实际的桥式吊车吊车运动系统，假定具有如下各具体参数：M=1000kg,m=4000kg,l=10m,K=100N/V。将它们代入上面的状态空间表达式得： 分析系统的稳定性 用特征值法。在MATLAB中输入以下程序： eig(A) ans = 0 0 0 + 2.2136i 0 2.2136i 系统的5个开环特征值不全位于S左平面上，有4个位于虚轴上，所以系统为临界不稳定。 系统输出仿真波形如下图所示： 判断系统的能控性 使用MATLAB判断系统的能控性，输入以下程序： A=[0 0 0 0;0 0 -39.2 0 0.001;0 0 0 0;0 0 -4.9 0 0.0001;0 0 0 0 -1]; B=[0;0;0;0;100]; C=[1 0 0 0 0;0 0 0 0]; rct=rank(ctrb(A,B)) rct = 根据判别系统能控性的定理，该系统的能控性矩阵满秩，所以该系统是能控的。 采用状态反馈进行系统综合因为系统是能控的，所以，可以通过状态反馈来任意配置极点。例如将极点配置在：s1=-0.16-j0.16 s2=-0.16+j0.16 s3,s4,s5=-1。 在MATLAB中输入： P=[-0.16+0.16i,-0.16-0.16i,-1,-1,-1]; K=acker(A,B,P) 求出状态反馈矩阵K： K = 0.52245 4.8327 -1420.7 -137.21 0.0232 在MATLAB中输入 A-B*K ans = 0 0 0 0 0 0 -39.2 0 0.001 0 0 0 0 0 0 -4.9 0 0.0001 -52.245 -483.27 1.4207e+005 13721 -3.32 因此综合后系统的状态空间描述为： 采用MATLAB编写m文件进行仿真。 运行仿真程序，得到仿真曲线如下图： 将极点配置在：s1=-0.2 s2=-0.2 s3,s4,s5=-1。计算出K=[0.40816 5.3061 -1438.1 -119.06 0.024]此时输出y的仿真曲线如下： 将极点配置在：s1=-0.16+0.16i s2=-0.16-0.16i s3=-1 s4=-2 s5=-3。计算出K=[3.1347 25.339 -2145.4 553.73 0.0532]此时输出y的仿真曲线如下： 实验结论 通过比较3组不同的极点配置下状态反馈系统的输出响应曲线和原系统的输出响应曲线可以看出，不同的极点配置对系统性能有一定的影响，但只要极点都配置在S左平面，就可以保证系统具有一定的动态和稳态性能。 附录：程序 %******************************************* %桥是吊车运动控制系统极点配置设计及仿真 2015.12.30 lwd %******************************************* %建立状态空间表达式 A = [0,1,0,0,0;0,0,-39.2,0,10^(-3);0,0,0,1,0;0,0,-4.9,0,10^(-4);0,0,0,0,-1] B = [0;0;0;0;100] C = [1,0,0,0,0;0,0,1,0,0] D = [0;0] %分析系统稳定性 eig(A) %求A的特征值，通过特征值在S平面分布判断系统稳定性 %系统仿真输出波形 [num,den] = ss2tf(A,B,C,D); sys1 = tf(num(1,:),den); sys2 = tf(num(2,:),den); figure step(sys1) figure step(sys2) %判断系统的能控性 rct = rank(ctrb(A,B)) obs = rank(obsv(A,C)) %如果能空则进行极点配置设计 if == rct %第一次极点配置设计 P = [-0.16+0.16*i,-0.16-0.16*i,-1,-1,-1]; K = acker(A,B,P) A1 = A-B*K [num,den] = ss2tf(A1,B,C,D); sys1 = tf(num(1,:),den); sys2 = tf(num(2,:),den); figure step(sys1) figure step(sys2) %第二次极点配置设计 P = [-0.2,-0.2,-1,-1,-1]; K = acker(A,B,P) A1 = A-B*K [num,den] = ss2tf(A1,B,C,D); sys1 = tf(num(1,:),den); sys2 = tf(num(2,:),den); figure step(sys1) figure step(sys2) %第三次极点配置设计 P = [-0.16+0.16*i,-0.16-0.16*i,-1,-2,-3]; K = acker(A,B,P) A1 = A-B*K [num,den] = ss2tf(A1,B,C,D); sys1 = tf(num(1,:),den); sys2 = tf(num(2,:),den); figure step(sys1) figure step(sys2) end第四篇：毕业设计论文-基于单片机的循迹智能小车的设计与实现
第五篇：桥式吊车小车运动控制系统的建模及MATLAB仿真（附程序）
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