（智能扫雷小车系统的设计与实现）㊣精品文档值得下载

电机两端的电压与控制波形的占空比成正比例，因此电机的速度与占空比成正比例，占空比越大，电机转得越快。

使用配合桥式驱动电路实现直流电机调速，电路非常简单，且调速范围大，效率高。

小车控制电路设计转向控制小车采用型号为的舵机控制小车的方向，其力矩可达到千克。

脉宽范围大约度左右，周期可选择。

寻迹电路设计本系统采用反射式红外对管进行寻迹模块，红外检测电路图如图所示。

利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，运动过程中不断反射光被装在小车上的接收管接收如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光由于红外发射管的最大电流可达到，选取电阻。

调节比较滑阻，使比较器参考电压达到，输出端接上拉电阻，当输入电压高于时输出高电平，反之输出低电平。

图红外检测电路图单片机输入端报警电路设计该部分电路主要是驱动个蜂鸣器，这样只需要将蜂鸣器的端接地另外端与单片机相连就可以了，考虑到的驱动能力，需要加个放大器。

图为报警电路的实现。

图蜂鸣器驱动电路通过图可以看出，该报警电路具有简单实用等特点。

为三极管基极电流过大烧毁器件，在基极接个电阻实现限流的作用，以保护器件。

扫雷电路设计为了探测金属片，我们在小车的中心点处固定金属接近开关型号为。

该器件的探测距离为，输出电平。

当输出为高电平时表明无金属当输出为低电平时表明有金属。

金属接近开关为电感式金属接近开关。

电感式接近开关属于种有开关量输出的传感器由三大部分组成振荡器开关电路及放大输出电路。

振荡器产生个交变磁场。

利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。

这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。

这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

显示电路设计本系统采用字符型液晶，电路原理图如图所示，该模块主要显示小车当前的扫雷的个数，显示时间等。

图显示原理图由图可知，该显示电路直接与单片机的数据口进行连接即可。

由于具有丰富的口资源，这样就可以直接用并行的接口的方式连接，减少了系统设计的复杂度，也可以增加系统的可靠性。

按键电路设计按键电路主要是用来输入数据，从而实现人机交互。

该系统的按键设计才用独立单个按键实现，共有三个按键。

按键的电路图如图所示。

图按键电路按键的扫描时间般很短，仅仅几十微妙就够了，而按键的时间次至少需要几十毫秒，所以只要有键按下的话都是可以被扫描到的，但是按键按下时有定的时间抖动，因此要考虑按键的抖动处理。

系统软件设计这节介绍系统的软件设计。

单片机可以采用语言和汇编语言编写程序，语言相较于汇编语言编写程序简单，修改方便。

因此这里采用语言编写程序。

编译器采用。

该编译器是系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持语言编译。

同时具有完善的调试功能。

软件包括主处理模块及其他各个模块。

下面就具体进行描述。

主处理模块程序设计主处理模块主要是将各个模块进行协调处理和实现数据交互。

主处理模块首先完成初始化工作，初始化后进入循环处理，在循环过程中获得传感器的数据，并将数据进行处理，根据处理后的结果来进行显示报警及控制电机运动。

主处理模块的程序流程图如图所示。

图主处理流程图程序初始化寻线检测电机控制小车状态查询显示地雷检测显示报警按键处理黑线检测算法和程序设计黑线检测算法为了提高寻线的精度，我们采用逐点逼近的方法，即控制电机使物体每次只移动与它相邻的点上。

红外传感器安装在小车的下面，其作用是检测小车行进轨迹，当地面上出现黑白变化的时候，传感器可以通知做相应的控制动作。

采用个红外传感器并列在条直线上，中间的个红外传感器直在黑线范围内，外面的个红外传感器直在黑线范围外，如图所示。

图黑线检测算法原理图当红外传感器在黑线范围内，反射接收到的是高电平，在黑线范围外反射接收到的是低电平。

接收到的信号与控制电机的动作如表所示。

表路面检测算法红外对管红外对管红外对管红外对管相应动作前进左转右转右转左转后退红外对管红外对管红外对管红外对管寻线模块子程序设计程序流程图如图所示。

开始前进扫描红外接口是否左偏是否右偏是否停止右转左转停结束右转指示灯停止指示灯左转指示灯图寻线程序流程图输入模块子程序设计该部分主要完成数据的输入。

输入模块的软件设计十分简单，但必须要考虑按键的抖动问题，否则会出现误操作，因此要去抖动。

程序如下所示。

处理按键显示模块子程序设计状态指示灯模块子程序设计这部分的功软件模块进行测试。

是款微控制器包含。

程序存储器支持并行和串行在线系统编程。

并行编程方式提供了高速的分组编程页编程方式。

因此软件调试可以在线调试十分简单。

经过联合调试，整个系统的软件和硬件能够正常运行。

结论本系统以单片机为核心部件，结合扫雷技术传感器技术以及控制体系结构等知识，借助计算机的算法知识实现了智能扫雷小车系统。

通过软件测试和硬件测试及实际测试证明该系统工作稳定可靠性高，各项功能均已达到题目的要求。

该系统具有以下功能快速扫雷功能小车在行驶的过程中，如果遇到地雷铁块能够快速检测到。

遇雷报警，记录地雷个数功能当检测到地雷时，报警器报警并且记录地雷个数。

寻迹功能能够寻找到规划好的轨迹，并能够顺着轨迹向前行进。

状态指示功能能够通过灯显示小车当前状态。

友好的人机界面功能具有按键输入，液晶屏幕显示。

虽然系统本身简单，但完全可以在该基础上进行改进完善，实现更为完整的系统，最终形成产品实现盈利。

由于时间水平和经验有限，在硬件电路设计方面还有待改进，如寻迹时精度不够，电路可以该用采样，这样可以很大程度上改进寻迹精度。

还有就是扫雷模块还有待改进。

此外在软件编写方面也有所欠缺，所写的程序算法没有很好的优化，有待在今后的日子学习改进。

这次毕业设计对于我来说，既是次机遇，又是次挑战。

通过这次的毕业设计，我学到了很多东西，通过自己的实践，增强了动手能力。

通过实际工程的设计也使我了解到书本知识和实际应用的差别。

在实际应用中遇到很多的问题，这都需要我对问题进行具体的分析，并步步地去解决它。

致谢经过这段时间的学习和生活，我在专业和专业相关领域的理论知识和实践知识在深度和广度上都有极大的提高，特别是动手能力得到了充分的锻炼。

在这几个月的时间里，从对课题的理解，方案的设计，到电路的制作，再到论文的写作，中间有着自己的努力，更有着老师和同学的关心和巨大的帮助。

在这里我由衷地感谢我的导师同学和朋友们给予我的关心和帮助，使我的研究工作非常顺利地进行。

其次我还要感谢与我毕业设计同个实验室的同学，项目的研究过程中，我们起经历艰难，起克服障碍，最后起品尝喜悦。

他们不时的精妙见解，对我耐心的指点和鼓励，甚至时常的幽默都让这段工作变得生趣盎然，令人受益颇多。

此外还要感谢施海建同学，他待人热情，时常参与我的些讨论，帮我分析课题的要点，也给了我不少的帮助。

最后我还要感谢关心支持我的家人和朋友，他们是我走多彩人生路的坚强后盾，感谢母校和老师们在大学四年中对我的培养。

参考文献谢嘉奎等电子线路北京高等教育出版社，龚之春数字电路成都电子科技大学出版，李广弟单片机基础北京北京航空航天大学出版社，沈红卫基于单片机的智能系统设计与实现北京电子工业出版社，陆新华，张桂林室内服务机器人导航方法研究机器人李磊，叶涛，谭民等移动机器人技术研究现状与未来机器人肖质红室内机器人及其路径跟踪网络设计微计算机信息胡劲草室内自主式移动机器人定位方法传感器世界李铁才电机控制技术哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，郑国钦等集成传感器应用入门浙江浙江科学技术出版社，周乐挺传感器与检测技术北京高等教育出版社，秦雷液晶显示模块系统设计与应用科技咨询导报，，，，，附录附录系统电路图附录系统电源电路图附录桥电路板能是显示小车当前的状态。

程序流程图如图所示。

图显示流程图显示模块子程序设计这部分主要显示地雷个数时间等相关信息。

的显示程序主要体现在的驱动程序上。

的驱动程序代码模块如下初始化定义引脚写数据写指令，为时忽略忙检测初始化状态查询显示对应的读数据读状态初始化按指定位置显示个字符按指定位置显示串字符延时报警模块子程序设计报警处理模块相当简单，这里只是个口上送出数据来驱动蜂鸣器。

这里不是个高电平或者低电平，而是有定频率的数据，因为只有是交流信号才可以让蜂鸣器发出不同的声音。

至于不同的周期信号可以得到不同的频率，可以根据信号处理的知识进行分析，这里就不进行讨论了。

下面给出代码。

上面的程序只是个单音频率的数据，可以根据信号的知识修改上面的程序，产生出具有丰富频率的数据。

扫雷模块子程序设计金属接近开关输出电平。

当输出为高电平时表明无金属当输出为低电平时表明有金属。

因为信号线接的是外部中断接口。

因此只需用中断函数来写扫雷模块的程序。