摘要：随着电子技术的发展和家用电器的普及，智能化已经慢慢走近我们的生活中，可以在很多家庭里看到智能家电的身影，智能吸尘小车无疑是其中一个最大的亮点之一，轻巧、灵活、方便、能自动打扫室内很多死角、很大程度上降低了劳动强度等优点使得智能小车活跃在智能家电市场，但是目前的家居智能吸尘小车仍然存在很多问题，如吸尘路径无法规划、吸尘避障不灵敏、集尘器清洁智能度不高等问题。

本文主要就智能吸尘小车避障的基本工作原理进行研究，并进行相关设计与调试。本文依托现有开发条件，控制核心选择AT89C51单片机，用以处理传感器输入信息及控制小车进行前进、转弯、吸尘等一系列动作；采用E18-50NK-N光电传感器作为小车的探测模块，用以感知小车周边环境信息，并将其转化为电信号送给单片机模块进行处理；采用PWM调速直流电机作为运动模块，用以在核心控制模块的指令控制下，驱动小车实现前进、转弯等一系列动作；采用L7805稳压芯片及5个1.5V干电池作为电源模块，为系统提供稳定的+5V输入电平。

本系统经设计简洁、调试方便，研究安装调试，能够实现对纸屑的智能检测清扫及简单的智能避障路径规划功能，验证并实践了AT89C51单片机、直流电机、光电传感器等元器件的基本原理。此外，在设计调试过程中，我还发现小车存在传感器数量少、态势感知能力弱、姿态调整不够精确等问题。后续，我将充分利用AT89C51单片机具有可多次对程序进行擦写的特性，对相关控制程序进行优化和并继续扩展其他功能。

关键词：智能小车；避障；吸尘；光电传感器

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2智能吸尘机器人的国内外发展现状-2

1.3课题的主要研究内容-2

第二章 总体方案设计-4

2.1总体方案设计-4

2.2系统各模块设计方案-4

2.2.1控制核心模块的选择方案论证-4

2.2.2电机驱动电路及驱动方法的选择-5

2.2.3主电路板的方案论证-6

2.2.4避障传感器方案论证-7

2.3本章小结-8

第三章 硬件电路设计-9

3.1单片机电路-11

3.1.1 AT89C51单片机简介-11

3.1.2 AT89C51引脚-11

3.1.3 系统时钟电路-12

3.1.4 复位电路-12

3.2电源电路-13

3.3电机驱动电路-14

3.3.1差速转向原理-14

3.3.2直流电机PWM调速原理-14

3.3.3 L293D电机驱动电路-14

3.4红外避障电路-15

3.4.1 E18-D50NK 工作原理-15

3.4.2 红外传感器电路-15

3.5 风扇转动电路-16

3.6 本章总结-16

第四章 软件设计-17

4.1 主程序设计-17

4.2 红外避障程序设计-18

4.3 电机驱动程序设计-19

4.4 中断子程序设计-20

4.5 PWM调速程序设计-21

4.6本章总结-21

第五章 安装与调试-22

5.1安装-22

5.2硬件步骤设计-23

5.2.1检查所选型的元件-23

5.2.2对各元件焊接进行设计-24

5.2.3完成电路调试-24

5.2.4晶振电路的测试-25

5.2.5复位电路的测试-25

5.3实验结果测试-25

第六章 全文总结与展望-29

6.1全文总结-29

6.2 展望-29

参考文献-30

致    谢-31