一、研究的现状及其意义

1.研究现状：电子设计涉及到多个学科，机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术等等，是众多领域的高科技。电子设计技术，它是一个国家高科技实例的一个重要标准，可见其研究意义很大。随着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小 车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种 高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。而智能电动车正是智能机器人的一种，具有不可估量的实际意义。智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途径。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。

2.研究意义：智能车辆是目前世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动向。随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深，智能车辆已在许多工业部门获得了广泛的应用。无论是从科学发展、理论研究的角度，还是从汽车工业发展以及市场竞争的角度看，对智能车辆的研究都是必要的。而智能小车的研究及相关产品开发也将有利于我国在此领域技术发展与进步。因此，研制一种智能，高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。

二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

1．研究目标：设计一个简易自动行走汽车，通过单片机实现控制操作，能够进行避障，循迹，拾物，速度调节，自动停车，自动记录时间，里程和速度等。

2.研究内容：在现有电动车的基础上，加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。能实现对电动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80C51单片机。以80C51为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，让电动小汽车能够自动避障，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。

3.拟解决的关键问题

主要难点：

自动寻迹小车实现的功能主要是使小车按照事先有的固定轨迹行驶，行驶中会有一些弯路出现，小车自动调整方向，以及在行驶过程中出现偏转的情况，小车自动调整行驶路线，保证小车不会行驶到轨迹外面。可选用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器，在车的前面和后面各安装一个，并编写必要的软件程序，以实现对小车的行驶控制。

解决方法：

1）多去网络上搜集资料，去图书馆查阅相关书籍来弥补个人对各种芯片的认识不足。

2）当去查找相关方面的资料还不明白时，要通过老师的指导介绍来完善知识面缺乏的不足。

三、研究的基本思路和方法、技术路线、实验方案及可行性分析

系统软件编程采用成熟的软件开发技术——模块化的编程思想，这样对将来系统软件的移植、维护、更新提供了很大的余地，大大提高系统的可维护性和可升级性。软件设计如图所示。

图 系统软件框图

本课题软件设计由以下几个模块组成：

(1) 单片机的初始化模块包括：I/O模块、PWM模块、计时器模块、定时中断模块初始化。

(2) 实时路径检测及避障模块：前排光电传感器检测黑线，将返回信号输入单片机的输入端口，程序不间断地读入输入端口的信号，通过判断语句，得出合适的PWM信号控制舵机转向。

(3) 超声波测距模块:在智能车寻迹的过程中利用超声波对距离的检测将前方的障碍探测出来并且通过超声波传回的数据进行判断。

(4) 电机驱动控制模块：该模块完成小车方向控制和PWM波输出。通过改变PWM波占空比可以实现电机平滑宽范围调速

(5) 速度采集显示模块：通过霍尔传感器检测脉冲变换信息

(6) 通过1602液晶显示接口电路进行软件设计，将小车行驶时间，速度里程显示出来。

四、研究计划及进度安排

1. 第七学期第17周—第19周，拟定题目和开题报告，搜集相关资料。

2. 第七学期第19周，确定论文题目，并完成开题报告，与老师进行交流。

3.第八学期第1周—第3周，完成简易自动行走汽车总体设计方案，进行硬件电路设计和软件电路设计。

4. 第八学期第4周，填写毕业设计中期考核表，向指导老师汇报设计进度。

5. 第八学期第5周—第6周，完成简易自动行走汽车的程序设计以及软件仿真，并进行实物的焊接与调试。

6. 第八学期第7周，初稿完成，交于老师第一次批阅，进行第一次修改。

7. 第八学期第8周，二稿完成，交于老师第二次批阅，进行第二次完善。

8. 第八学期第9周，三稿完成，交于老师第三次批阅，并定稿。

9. 第八学期第11周，在老师的组织下进行模拟答辩，找出问题并解决问题

10. 第八学期第12周，第周准备并完成正式答辩。

参考文献

[1] 邬宽明.80C51 系列微控制器系统原理、功能集成与应用[M].北京航空航天大学出版社,1995

[2] 邬宽明.8OC51系列小型微控制器原理、应用和开发[M].北京航空航天大学出版社,1995

[3] 吴炳胜.80C51单片机原理与应用技术[M].冶金工业出版社,2003

[4] 李学海.标准80C51单片机基础教程:原理篇[M].北京航空航天大学出版社,2006

[5] 张毅刚，彭喜元，董继成.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社,2009

[6] 任志锦.电机与电气控制[M].机械工业出版社,2004

[7] 魏涤非，戴源生.电机技术[M] .中国水利水电出版社,2004

[8] 杨耕，罗应立.电机与运动控制系统[M].北京：清华大学出版社,2006

[9] 孙立志.PWM与数字化电动机控制技术应用[M].中国电力出版社,2008

[10] 张承慧，崔纳新，李珂.交流电机变频调速及其应用[M].机械工业出版社,2008

[11] 王淑芳.电机驱动技术[M].科学出版社,2008

[12]栾桂冬，张金铎，金欢阳.传感器及其应用[M].西安电子科技大学出版社,2002

[13] 高川，谈振藩.基于AT89C2051的超声波测距系统[L].应用科技,2006

[14] 刘凤然.基于单片机的超声波测距系统[L].传感器世界,2001

[15] 罗忠辉,黄世庆.提高超声测距精度的方法[L].机械设计与制造,2005