《单片机技术与应用》 课件 项目三 智能车间搬运系统设计与制作任务3

任务3智能小车避障模块设计与制作单片机技术与应用项目三智能车间搬运系统设计与制作任务3智能小车避障模块设计与制作三诺生物传感有限公司【基础任务要求】通过模拟企业智能车间AGV搬运小车，按下启动键小车行走，当遇到障碍物，作出各种躲避障碍的动作和报警，并用LCD1602显示测试的距离，还可以根据情况增加功能。任务3智能小车避障模块设计与制作任务实现四步骤绘制控制电路图搭接硬件电路硬件设计调试控制电路调试控制程序软硬件调试仿真运行实物运行功能实现绘制流程图超声波避障和测距编程方法软件设计01020304重点、难点难点STC89C52单片机时钟电路复位电路电源电路系统框图直流电机电路直流电机驱动电路任务3智能小车避障模块设计与制作超声波传感器电路显示电路报警电路任务名:智能小车避障模块设计与制作元件名称图片型号数量Proteus中的名称单片机芯片AT89C511用AT89C51代替STC89C52晶振12MHZ1CRYSTAL电容22pF2CAP电解电容22μf/16V1CAP-ELEC电阻10KΩ1RES直流电机驱动芯片L2981L298直流电机MOTOR4motor限流二极管1N414881N4148超声波传感器HCSR041HC-SR04蜂鸣器1BUZZER按钮1BUTTON液晶显示器LCD16021LM016L排阻1RESPACK-8晶体管1PNP元器件选型硬件设计1.认识HC-SR04超声波模块知识链接知识链接2.智能小车超声波测距HC-SR04接口定义：Vcc、Trig（控制端）、Echo（接收端）、Gnd本产品使用方法：控制口发一个10μS

以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离。如此不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了。超声波模块电气参数采用51单片机的P2.0P2.1连接控制超声波模块其中P2.0为Echo（接收）其中P2.1为Trig（控制）40KHZ知识链接2.智能小车超声波测距超声波测距原理超声波是一种频率比较高的声音,指向性强。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：L=C×T式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。已知超声波速度C=344m/s(20℃室温)知识链接2.智能小车超声波测距超声波测距原理知识链接2.智能小车超声波测距

超声波传播速度误差受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系,近似公式为：C=C0+0.607×T℃式中：C0为零度时的声波速度332m/s；T为实际温度(℃)。对于超声波测距精度要求达到1mm时，就必须把超声波传播的环境温度考虑进去。知识链接2.智能小车超声波测距(1)采用IO来触发测距，给至少10us的高电平信号;(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间(4)测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;模块工作原理：Trig控制端Echo接收端知识链接2.智能小车超声波测距智能小车超声波模块IO口采用51单片机的P2.0P2.1连接控制超声波模块其中P2.0为Echo（接收）其中P2.1为Trig（控制））注：1.此模块不宜带电连接，若有带电连接，则先让模块的GND端先连接，否则会影响模块的正常工作。2.测距时，被测物体的面积不少于0.5平方米且平面尽量要求平整，否则影响测量的结果。知识链接2.智能小车超声波测距软件设计1如何编程实现智能小车避障？重点、难点2如何编程实现LCD1602显示距离？重点、难点知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接【进阶任务要求】通过模拟