第一篇：畢業設計 無線遙控智能小車 Protues仿真 **程序
摘要:本設計就采用了比較先進的89C51為控制核心，89C51采用CHOMS工藝，功耗很低。這種方案能實現對智能小車的運動狀態進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統的各項要求。本設計采用MCS-51系列中的89C51單片機。以89C51為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小車的自動避障、自動尋跡功能。整個系統小巧緊湊，控制準確，性價比高，人機互動性好。關鍵詞:單片機；避障；尋跡；89c51
I 避障傳感器無線接收模塊單片機直流電機太陽光檢測傳感器
圖2-1系統硬件框圖
三、硬件的設計
（一）系統硬件設計思路
按設計要求，根據超聲波測距原理，以單片機AT89c51為核心的測液位系統。設計系統各部分電路功能。圖3.1為89C51單片機的最小系統。
圖3.1 89C51單片機最小系統
（二）行車起始、終點及光線檢測
本系統采用反射式紅外線光電傳感器用于檢測路面的起始、終點（2cm寬的黑線），玩具車底盤上沿黑線放置一套，以適應起始的記數開始和終點的停車的需要。利用超聲波傳感器檢測障礙。光線跟蹤，采用光敏三極管接收燈泡發出的光線，當感受到光線照射時，其c-e間的阻值下降，檢測電路輸出高電平，經LM393電壓比較器和74LS14施密特觸發器整形后送單片機控制。
本系統共設計兩個光電三極管，分別放置在電動車車頭的左、右兩個方向，用來控制電動車的行走方向，當左側光電管受到光照時，單片機控制轉向電機向左轉；當右側光電管受到光照時，單片機控制轉向電機向右轉；當左、右兩側光電管都受到光照時，單片機控制直行。見圖3.2電動車的方向檢測電路。
圖3.2電動車的方向檢測電路
采用反射接收原理配置了一對紅外線發射、接收傳感器。該電路包括一個紅外發光二極管、一個紅外光敏三極管及其上拉電阻。紅外發光二極管發射一定強度的紅外線照射物體，紅外光敏三極管在接收到反射回來的紅外線后導通，發出一個電平跳變信號。
此套紅外光電傳感器固定在底盤前沿，貼近地面。正常行駛時，發射管發射紅外光照射地面，光線經白紙反射后被接收管接收，輸出高電平信號；電動車經的反應速度和靈敏度，它所采用的運放不但沒有引入負反饋，有時甚至還加正反饋。因此比較器的性能分析方法與放大、運算電路是不同的。
(2)非線性。由于比較器中運放處于開環或正反饋狀態，它的兩個輸入端之間的電位差與開環電壓放大倍數的乘積通常超過最大輸出電壓，使其內部某些管子進入飽和區或截止區，因此在絕大多數情況下輸出與輸入不成線性關系，即在放大、運算等電路中常用的計算方法對于比較器不再適用。
(3)開關特性。比較器的輸出通常只有高電平和低電平兩種穩定狀態，因此它相當與一個受輸入信號控制的開關，當輸入電壓經過閾值時開關動作，使輸出從一個電平跳變到另一個電平。由于比較器的輸入信號是模擬量，而它的輸出電平是離散的，因此電壓比較器可作為模擬電路與數字電路之間的過渡電路。
由于比較器的上述特點，在分析時既不能象對待放大電路那樣去計算放大倍數，也不能象分析運算電路那樣去求解輸出與輸入的函數關系，而應當著重抓住比較器的輸出從一個電平跳變到另一個電平的臨界條件所對應的輸入電壓值（閾值）來分析輸入量與輸出量之間的關系。
如果在比較器的輸入端加理想階躍信號，那么在理想情況下比較器的輸出也應當是理想的階躍電壓，而且沒有延遲。但實際集成運放的最大轉換速率總是有限的，因此比較器輸出電壓的跳變不可能是理想的階躍信號。電壓比較器的輸出從低電平變為高電平所須的時間稱為響應時間。響應時間越短，響應速度越快。
減小比較器響應時間的主要方法有：
(1)盡可能使輸入信號接近理想情況，使它在閾值附近的變化接近理想階躍且幅度足夠大。
(2)選用集成電壓比較器。
(3)如果選用集成運放構成比較器，為了提高響應速度可以加限幅措施，以避免集成運放內部的管子進入深飽和區。具體措施多為在集成運放的兩個輸入端聯二極管。如圖3.3電壓比較器電路所示：
第二篇：畢業設計任務書(智能小車)
安徽建筑工業學院
畢業設計(論文)任務書
課題名稱
系別
專業
姓名 基于單片機智能小車的設計 電子與信息工程學院 城建電子學號
2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指導教師簽字
系主任簽字 201日 年 1 月
一、畢業設計（論文）的內容
畢業設計（論文）是高等學校培養學生的最后一個環節。是鍛煉和培養學生綜合運用本專業學科的基礎理論知識、專業知識和基本技能，提高綜合分析問題和解決問題的能力，實現研發和技術人員的初步訓練，使學生具有從事科學研究初步能力的重要環節，并且它是學生承擔技術性工作前的一次理論聯系實際的實踐。學生通過設計(論文)綜合運用所學的基礎理論和專業知識，理論聯系實際，提高分析問題和解決本專業從事研發和工程應用問題的能力，為以后走上工作崗位打下一定的基礎。
隨著汽車工業的迅速發展，關于汽車的研究也就越來越受人關注。全國電子大賽和省內電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。可見其研究意義很大。設計的智能電動小車應該能夠實時顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準確定位停車。本系統以設計題目的要求為目的，采用80C51單片機為控制核心，利用光電等傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。整個系統的電路結構簡單，可靠性能高。
二、畢業設計（論文）的要求與數據
本課題的任務主要是設計采用以80C51 為控制核心，利用光電等傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。
本課題由6位學生完成。現就6位學生的具體分工敘述如下：
1．同學負責主控制電路的方案設計和實現；
2．同學負責電機驅動電路及方案設計和實現；
3．同學負責傳感器電路的設計和相關程序設計和調試；
4．同學負責小車控制策略程序設計和調試。
三、畢業設計（論文）應完成的工作
1． 查閱有關資料（51單片機、傳感器技術、電機驅動與控制等）；
2． 熟練掌握51單片機開發系統；
3． 根據課題要求，分別進行硬件和軟件的設計，使用Protel99SE設計出硬件原理圖和PCB板圖，并制作出印刷電路板，然后進行系統的安裝與調試完成課題的設計功能；
4． 完成12000字左右的論文；
5． 翻譯3000~5000字的英文資料。
四、畢業設計（論文）進程安排及實習安排
五、應收集的資料、主要參考文獻及實習地點
[1] 何立民，單片機應用系統設計，北京：航天航空大學出版社，2～5,46～50
[2] 李廣弟，單片機基礎，北京：北京航空航天大學出版社，2001,56～64
[3] 何希才，新型實用電子電路400例，電子工業出版社，2000年,60～65
[4] 趙負圖，傳感器集成電路手冊，第一版,化學工業出版社，2004,590～591
[5] 陳伯時，電力拖動自動控制系統，第二版，北京：機械工業出版社,2000年6月,127～
130
[6] 張毅剛，彭喜元，新編 MCS-51 單片機應用設計，第一版，哈爾濱工業大學出版社，2003,25～27,411～417
實習地點：校外
第三篇：基于51單片機的智能小車控制源代碼(畢業設計)
/****************************************************// //***************************************************// // 智能小車控制器基于51單片機實現前進后退轉彎與智能采樣控制功能 #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)
//直線延時延時函數 {
unsigned char a,b;
for(b=255;b>0;b--)
for(a=38;a>0;a--);}
void delay1(void)
//轉角延時函數 {
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)
//避障延時函數 {
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)
//手動控制延時函數 {
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()//前進 { 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;} //直線校準語句
A1=1;A2=0;B1=1;B2=0;}
void zuozhuan()//左轉 { A1=1;A2=0;B1=0;B2=1;}
void youzhuan()//右轉 { 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++)//字符型轉成整型函數
{
tata[temp]=tata[temp]%16;
}
//執行轉角指令
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數
{
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++)//字符型轉成整型函數 { tata[temp]=tata[temp]%16;} //執行前進指令 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;} 編號 南京航空航天大學 畢業設計 題 目 基于單片機的智能小車的設 計與實現 學生姓名 學 號 系 部 專 業 班 級 指導教師 計算機科學與技術 講師 二〇一七年五月 南京航空航天大學 本科畢業設計（論文）誠信承諾書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業設計（論文）（題目：基于單片機的智能小車的設計與實現）是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果。盡本人所知，除了畢業設計（論文）中特別加以標注引用的內容外，本畢業設計（論文）不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。 作者簽名： 年 月 日 （學號）： 畢業設計（論文）報告紙 基于單片機的智能小車的設計與實現 摘要 在以計算機技術為代表的高新技術的迅猛發展下，機械系統大步邁向智能化。輪式機器人是我們最常見到的智能化設備。從生產制造業的無人搬運車，到特種行業的災難救援、排爆滅火機器人，再到軍事領域的偵查和防御機器人以及航天領域的星球表面探測器，處處可以見到智能小車的身影。 本文針對智能小車硬件和軟件的設計進行了詳細的介紹。在硬件方面，提出由電源模塊、車體模塊、單片機控制模塊、電機驅動控制模塊、電機模塊、傳感器模塊等構成智能小車硬件系統。在軟件方面，利用Keil uVision 5集成開發工具進行C51高級語言的程序設計，開發出控制程序。智能小車利用搭載在車前端兩側的紅外傳感器，識別路況，并以STC11F32XE單片機為控制核心，根據接收的信息發出相應的控制指令，通過--L298驅動控制模塊來驅動小車以實現循跡。本系統的硬件和軟件均采取了模塊化的設計結構，系統電路簡單，可靠性高，拓展性強。在實際調試過程中（無人為干擾下），智能小車能適應直道、S彎、環形等路況，達到循跡智能小車設計的目的和要求。 關鍵詞：智能小車，軟件設計，單片機，循跡 i 畢業設計（論文）報告紙 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 橋式吊車運動控制系統的建模及MATLAB仿真(附程序) 簡介 橋式起重機是橫架于車間、倉庫及露天堆場的上方，用來吊運各種物體的機械設備，通常稱為“天車”或 “吊車”。它是機械工業、冶金工業和化學工業中應用最廣泛的一種起重機械。實際生產中的橋式吊車（天車）類似，是一個MIMO復雜控制系統。 橋式吊車系統由三部分組成：橋架驅動系統，車體驅動系統和重物裝吊系統。其工作流程為：先將重物起吊至預先設定好的高度，然后吊車運動將重物運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。 確定要研究的系統為橋式吊車運動控制系統 橋式吊車系統工作示意圖見下圖1： p M m x z F θ mg 圖1 橋式吊車工作示意圖 對于如上橋式吊車控制系統，首先做如下假設： 1) 吊車的行走運動僅限于吊車一個自由度，即假設橋架不運動，只有吊車在橋架上行走。 2) 吊車行走時吊裝重物的繩索長度不變。 圖中，x坐標為水平方向，z坐標為垂直方向。重物的擺動是由吊車與重物的運動產生的，可以根據動力學有關規律建立吊車及重物的運動方程式。 1) 在水平方向，吊車和重物整體受力為F(t)，由牛頓第二定律得 （1） 2) 在垂直于繩索方向，重物受力為，由牛頓第二定律得 （2） 由吊車在行走時吊裝重物的繩索長度不變的假設可得出下面兩個關系式： （3） （4） 式中，為繩索長度。 由（3）可得 （5） （5）代入（1）得： （6） 同樣由式（4）可得： （7） 將（5）（7）代入（2）得 （8） 又盡量小，所以有如下近似式：，將（6），（8）線性化可得： （9） （10） 由（9）和（10）計算得 （11） 和 （12） 3） 吊車驅動裝置的方程式。吊車由電動機驅動，簡化的認為電動機是一個時間常數為的一階慣性環節，即它產生的驅動力F(t)與其控制電壓v(t)之間滿足方程式： （13） 其中K為放大系數。 選擇系統的輸入、輸出變量和狀態變量 選擇5個狀態變量分別為：，，； 輸入變量為：； 兩個輸出變量為：。 建立狀態空間描述 根據（11）（12）（13）式可得出描述吊車運動系統的狀態空間表達式為： 選取適當參數:對一個實際的橋式吊車吊車運動系統，假定具有如下各具體參數：M=1000kg,m=4000kg,l=10m,K=100N/V。將它們代入上面的狀態空間表達式得： 分析系統的穩定性 用特征值法。在MATLAB中輸入以下程序： eig(A) ans = 0 0 0 + 2.2136i 0 2.2136i 系統的5個開環特征值不全位于S左平面上，有4個位于虛軸上，所以系統為臨界不穩定。 系統輸出仿真波形如下圖所示： 判斷系統的能控性 使用MATLAB判斷系統的能控性，輸入以下程序： 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 = 根據判別系統能控性的定理，該系統的能控性矩陣滿秩，所以該系統是能控的。 采用狀態反饋進行系統綜合因為系統是能控的，所以，可以通過狀態反饋來任意配置極點。例如將極點配置在：s1=-0.16-j0.16 s2=-0.16+j0.16 s3,s4,s5=-1。 在MATLAB中輸入： P=[-0.16+0.16i,-0.16-0.16i,-1,-1,-1]; K=acker(A,B,P) 求出狀態反饋矩陣K： K = 0.52245 4.8327 -1420.7 -137.21 0.0232 在MATLAB中輸入 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 因此綜合后系統的狀態空間描述為： 采用MATLAB編寫m文件進行仿真。 運行仿真程序，得到仿真曲線如下圖： 將極點配置在：s1=-0.2 s2=-0.2 s3,s4,s5=-1。計算出K=[0.40816 5.3061 -1438.1 -119.06 0.024]此時輸出y的仿真曲線如下： 將極點配置在：s1=-0.16+0.16i s2=-0.16-0.16i s3=-1 s4=-2 s5=-3。計算出K=[3.1347 25.339 -2145.4 553.73 0.0532]此時輸出y的仿真曲線如下： 實驗結論 通過比較3組不同的極點配置下狀態反饋系統的輸出響應曲線和原系統的輸出響應曲線可以看出，不同的極點配置對系統性能有一定的影響，但只要極點都配置在S左平面，就可以保證系統具有一定的動態和穩態性能。 附錄：程序 %******************************************* %橋是吊車運動控制系統極點配置設計及仿真 2015.12.30 lwd %******************************************* %建立狀態空間表達式 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] %分析系統穩定性 eig(A) %求A的特征值，通過特征值在S平面分布判斷系統穩定性 %系統仿真輸出波形 [num,den] = ss2tf(A,B,C,D); sys1 = tf(num(1,:),den); sys2 = tf(num(2,:),den); figure step(sys1) figure step(sys2) %判斷系統的能控性 rct = rank(ctrb(A,B)) obs = rank(obsv(A,C)) %如果能空則進行極點配置設計 if == rct %第一次極點配置設計 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) %第二次極點配置設計 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) %第三次極點配置設計 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：畢業設計論文-基于單片機的循跡智能小車的設計與實現
第五篇：橋式吊車小車運動控制系統的建模及MATLAB仿真（附程序）
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