基于单片机技术的智能避障小车设计与实现.docx

基于单片机技术的智能避障小车设计与实现

目录

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.4论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1系统设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2系统功能需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.3系统总体架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.4硬件平台选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.5软件架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

硬件电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1主控制器模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1.1主控芯片选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.1.2最小系统电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.2传感器模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.2.1避障传感器选型与电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.2.2其他辅助传感器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.3执行机构模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3.1驱动电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.3.2电机选型与控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.4电源模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.5系统电路原理图与PCB设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

软件设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.1软件开发环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2主程序流程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.3传感器数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.4避障算法设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.4.1基于距离的避障策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.4.2基于阈值的避障策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.4.3其他智能避障算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.5电机控制算法设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.6系统软件调试与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

系统测试与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

5.1测试环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.2功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

5.2.1单个模块功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.2.2系统整