基于单片机的循迹避障小车（有完整资料）
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编号：
T4172204C
设计简介：
本设计是基于单片机的循迹避障系统，主要实现以下功能：
1、可遥控实现小车的前进、后退、左转、右转、加速、减速、停止等功能；
2、小车前进时遇到前方有人或者障碍物时，减速并发出提示音，并能自动避障；
3、小车运行时可自动实现黑线循迹功能；
4、通过显示模块显示相关运行状态参数与工作方式。
5、通过霍尔传感器测速，显示屏用来能够实时显示小车行驶的速度、路程等数据,
标签：51单片机、LCD1602、红外循迹模块、LCD12864
题目扩展：快递小车、运货小车
中控部分
- 核心控制器：STC89C52单片机，负责获取输入数据、处理数据并控制输出部分。
输入部分
- 蓝牙模块：ECB02蓝牙模块，通过蓝牙控制小车运行状态。
- 循迹模块：2个循迹模块，用于按照指定路线运行。
- 霍尔传感器：用于检测车速。
- 红外避障模块：由舵机带动转动的红外避障模块，用于检测是否有障碍物。
- 供电电路：为整个系统提供电力支持。
输出部分
- LCD12864显示模块：显示测得的速度和路程。
- 直流电机：4个SDC9150直流电机，用于驱动小车移动。
- 蜂鸣器：当检测到障碍物时，蜂鸣器进行报警。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分循迹避障模块，第十部分是蓝牙模块，通过无线通讯模块来传输数据，第十一部分是红外避障模块，十二部分是舵机模块。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 蓝牙控制
如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示当前的速度行驶的路程和当前的模式，通过蓝牙控制可以无线控制小车的状态，如前进后退。
图5-2自动循迹模块
5.3 避障模式测试
如图5-3所示，当我们通过蓝牙来切换我们的小车运行模式为自动避障模式，在小车前进过程中如果红外避障检测到了有障碍物小车就会自动停下然后进行左右的障碍物检测
图5-3避障模式测试
5.4 循迹模式测试
如图5-4所示，当我们通过蓝牙将小车的模式切换为循迹模式，把小车放在黑线上就可以进行循迹判断了，当小车未检测到黑线时就会进行左右的转弯判断让小车保持在一条直线上行进。
图5-4 循迹模式测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真总共包括四部分，分别为设计总体控制系统单片机，显示模块LCD12864，四个电机驱动模块，霍尔测试模块，串口输出模块，左右两边的循迹避障模块，蜂鸣器报警模块。如图6-1-1为整体仿真的设计。
图6-1-1 仿真总览
6.2 蓝牙控制测试
当我们开始仿真之后会在屏幕上显示路程速度和模式，然后我们通过串口的蓝牙控制小车状态，当我们给串口输入数字时对应小车就会进行相应动作的执行。如图6-2-1。
图6-2-1蓝牙控制
6.3避障模式
如图6-3-1所示，当我们用蓝牙切换模式为避障模式时，当在前进过程中，当红外避障模块检测到障碍物时就会进行自动避障，舵机带动红外避障进行左右检测然后判断左右哪边没有障碍物就会转向哪边。
图6-2-1 避障模式
6.4循迹模式
如图6-4-1所示，当我们通蓝牙来切换模式为循迹模式我们的小车会通过两个循迹模块来进行运动判断。
图6-4-1 循迹模式
设计摘要：
本设计基于单片机的循迹避障系统，旨在实现多项功能，提供便捷、安全和智能化的移动体验。系统主要包括遥控操作、避障功能、循迹导航以及LCD显示屏显示状态与数据等。首先，通过遥控器可以实现小车的前进、后退、左转、右转、加速、减速和停止等功能。遥控器作为操控工具，让用户可以轻松地控制小车的移动方向和速度。其次，当小车前进时，如果检测到前方有人或障碍物存在，系统会自动减速并发出提示音，以提醒用户注意。同时，系统还能够自动避开障碍物，确保小车行驶的安全性和稳定性。这种智能的避障功能有效地减少了用户的操控负担，并提高了小车的自主性和安全性。此外，该系统还具备循迹导航功能，即小车能够沿着黑线进行自动导航。通过在底盘上安装光电传感器，系统可以实时检测黑线的位置，调整小车的行进方向，从而实现精准的循迹导航。这使得小车在复杂的路况下能够准确地遵循预定的路径，实现自动化导航功能。最后，系统通过LCD显示屏展示相关运行状态参数和工作方式。用户可以清晰地了解小车的当前状态，包括速度、路程等数据的实时显示。这样的信息反馈使用户能够更好地掌握小车的运行情况，有效提升了操作体验和控制精度。
总之，本设计基于单片机的循迹避障系统综合了遥控操作、避障功能、循迹导航以及LCD显示等多项功能。通过智能化的控制和感知技术，该系统为用户提供了便捷、安全和智能化的移动体验。在智能小车领域，该系统具有广泛的应用前景，可为用户带来更高效、智能的移动解决方案。
关键词：单片机；自动导航；自动控制；避障
字数：10000+
内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 蓝牙控制
5.3 避障模式测试
5.4 循迹模式测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 蓝牙控制测试
6.3避障模式
6.4循迹模式
结 论
参考文献
致 谢
附 件