一、前言
设计背景：
在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。意义随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。成员情况本组三位成员均为2005级基地班学生，都选修过数字电路课程。二、总体方案设计
1、设计要求
小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。并可通过两个独立按键对小车进行控速。
2、小车自动避障的原理
小车车头处装有三个光电开关，中间一个光电开关对向正前方，两侧的光电开关向两边各分开30度，（如右图所示）。小车在行进过程中由光电开关向前方发射出红外线，当红外线遇到障碍物时发生漫反射，反射光被光电开关接收。小车根据三个光电开关接受信号的情况来判断前方障碍物的分布并做出相应的动作。光电开关的平均探测距离为30cm。
3、模块方案比较及论证
根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、电源
及稳压模块、主控模块、逻辑模块、探测模块、电机驱动模块组成。各模块分述如下：
3.1车体框架
在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买玩具电动车。方案一：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。但自己制作小车设计制作周期较长，且费用较高，因而我们放弃这一方案。方案二：购买玩具电动车
玩具电动车价格低廉，有完整的驱动、传动和控制单元，其中传动装置是我们所需的，缩短了开发周期。但玩具电动车采用普通直流电机驱动，带负载能力差，调速方面对程序要求较高。同时，玩具电动车转向
依靠前轮电机带动前轮转向完成，精度低。
考虑到利用玩具电动小车做车架开发周期短，可留够充分的时间用于系统调试，且硬件上的不足我们有信心用优良的算法来弥补，故我们选择方案二。
3.2电源及稳压模块
方案一：采用交流电经直流稳压处理后供电
采用交流电提供直流稳压电源，电流驱动能力及电压稳定性最好，且负载对电源影响也最小。但由于需要电线对小车供电，极大影响了壁障小车行动的灵活性及地形的适应能力。而且壁障小车极易把拖在地上的电线识别为障碍物，人为增加了不必要的障碍。故我们放弃了这一方案。
方案二：采用蓄电池供电
蓄电池具有较强的电流驱动能力和较好的电压稳定性能，且成本低廉。可采用蓄电池经7812芯片稳压后给电机供电，再经过降压接7805芯片给单片机及其他逻辑单元供电。但蓄电池体积相对庞大，且重量过大，造成电机负载过大，不适合我们采用的小车车架（玩具电动车车架）。故我们放弃了这一方案。
方案三：采用干电池组进行供电
采用四节干电池降压至5V后给单片机及其他逻辑单元供电，另取六节干电池为电机及光电开关供电。这样电机启动及制动时的短暂电压干扰不会影响到逻辑单元和单片机的工作。干电池用电池盒封装，体积和重量较小，同时玩具车底座可以安装四节干电池，正好可为单片机及其他逻辑单元供电。在稳压方面，起始时考虑使用7805芯片对6V的电池电压进行降压稳压。但考虑到这样使得7805芯片消耗大量能量，降低电池寿命；同时，由于mega16、光电开关、小车电机对于供电电压要求并不苛刻，故我们将6V电池电压接一个二极管降压后直接给单片机及其他逻辑单元供电。而电机和光电开关的电源不做稳压处理。这样只需在小车主板上加两个调速按钮，根据电池电量选择合适功率即可，甚至于可直接在软件里设置自动换挡。
综合考虑，我们采用方案三。示意图如下
3.3主控模块
作为单片机原理与接口技术课程的course project，我们直接选用了课程主要介绍的，Atmel公司的
ATmaga16L单片机作为主控模块。
Mega16是高性能、低功耗的8 位AVR 微处理器，具有先进的RISC结构，内部集成两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器和一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器。可通过JTAG对MCU进行程序烧写及仿真。内置晶振，使用方便。
在设计开发过程中我们使用课程设计提供的开发板进行程序调试和下载，配车使用时直接将MCU拔出插入我们小车系统电路板底座中。示意图如下：
3.4 逻辑模块
在探测模块和单片机中断接口之间、独立按键与单片机中断接口之间，需要经过电平的逻辑处理进行连接。主要涉及到一个三输入或非门和一个二输入与门。这两个逻辑关系我们直接选用74HC系列的集成芯片实现。
由于三输入或非门在市场上很难购买到，我们采用了两个二输入或非门和一个二输入与门完成了三输入或非门。由于我们采用的74HC08（四二输入与门）、74HC02（四二输入或非门）均为四二输入的，各提供四个二输入与门和四个二输入或非门，我们用各用一片芯片即可实现所需逻辑功能。
示意图如下：
3.5探测模块
方案一：使用超声波探测器
超声波探测器探测距离远，测距方便。但由于声波衍射现象较严重，且波包散面太大，易造成障碍物的错误判断。同时，超声波探测具有几厘米甚至几十厘米的盲区，这对于我们的避障小车是个致命的限制。故我们放弃了这一方案。
方案二：使用光电对管探测
光电对关价格低廉，性能稳定，但探测距离过近（一般不超过3cm），使得小车必须制动迅速。而我们由于采用普通直流电机作为原动力，制动距离至少需要10cm。因此我们放弃了这一方案。
方案三：使用视频采集处理装置进行探测
使用CCD实时采集小车前进路线上的图像并进行实时传输及处理，这是最精确的障碍物信息采集方案，可以对障碍物进行精确定位和测距。但是使用视频采集会大大增加小车成本和设计开发难度，而且考虑到我们小车行进转弯的精确度并未达到视频处理的精度，因而使用视频采集在实际应用中是个很大的浪费，所以我们放弃了这一方案。
方案四：使用光电开关进行障碍物信息采集
使用三只E3F-DS30C4光电开关，分别探测正前方，前右侧，前左侧障碍物信息，在特殊地形（如障碍物密集地形）可将正前方的光电开关移置后方进行探测。E3F-DS30C4光电开关平均有效探测距离0~30cm 可调，且抗外界背景光干扰能力强，可在日光下正常工作（理论上应避免日光和强光源的直接照射）。我们小车换档调速后的最大制动距离不超过30cm，一般在10~20cm左右，因而探测距离满足我们的小车需求。
综上考虑，我们选用方案四。示意图如下：
3.6电机驱动模块
方案一：使用分立原件搭建电机驱动电路
使用分立原件搭建电机驱动电路造价低廉，在大规模生产中使用广泛。但分立原件H桥电路工作性能不够稳定，较易出现硬件上的故障，故我们放弃了这一方案。
方案二：使用L298N芯片驱动电机
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出
电压；可以直接用单片机的IO口提供信号，而且带有使能端，方便PWM调速，电路简单，性能稳定，使用比较方便。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，正好符合我们小车两个二相电机的驱动要求。
综合考虑，我们采用L298N芯片驱动小车电机。控制示意图如下：?
最终方案如下：
使用干电池组对系统供电，改造玩具电动车作为小车底座，采用Mega16L作为主控芯片，采用E3F-DS30C4光电开关进行障碍物探测，使用L298N驱动直流电机。逻辑关系处理使用74HC系列芯片完成。
三、单元模块设计
1、各单元模块功能介绍及电路设计
自动避障小车系统的整体电路原理图如下：
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1.1 直流电源降压
经过测量，一般四节新南孚电池串联带负载后可提供5.8V电压。经过二极管稳压至5.1~5.2V后给逻辑器件供电并给系统提供高电平标准。
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1.2 主控芯片
使用Mega 16L的PA0~PA3接电机驱动芯片L298N的IN1~IN4，实现对电机驱动芯片的控制，进而控制电机的转动。
使用Mega 16L的PB0~PB2接经过电平转换的探测器信号线，实现对障碍物信息的采集。
使用Mega 16L的PC0、PC1接受独立按键信号，实现对小车行进过程中速度的控制。由于我们小车电机电源没有经过稳压，随着电池电量的消耗，电机电池组的电压逐渐降低，因而小车速度会发生变化。我们就可以通过独立按键对
速度进行提前设定，使得即使电池组电量变化，小车也能按预定速度行进。
使用Mega 16L的PD2、PD3接收中断信息。在软件部分我们可以看到，随着程序的不断完善，最终我们的INT0，即PD2并没有使用。
使用引脚10为单片机供电，引脚31接地。
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1.3 逻辑模块
设计任务：
三个传感器信号线给出逻辑电平信号，当任何一个是高电平时，给INT0一个低电平信号。（如上一部分所述，最终我们用定时器中断代替了这个外部中断，但作为硬件设计和焊接的一部分，我们还是给以阐释）。两个独立按键分别控制提速和减速，没有按下时，信号线给出高电平。当任意一键按下时，信号线给出低电平，同时给出一个低电平给INT1。
任务实现：
第一个任务的实现原本想采用三输入或非门74HC27 实现。但由于市场上缺乏供应，我们用74HC08的一个二输入与门和74HC02的两个二输入或非门完成。
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第二个任务逻辑的实现使用74HC08的一个与门实现。按键功能的实现，是使用了两个5K1的电阻分别连接两个按键与逻辑高电平（+5V），无键按下电平上拉至逻辑高电平，有键按下时降至0V。
1.4 探测模块
探测模块的电路图：
设计任务：
1. 三个光电开关探测前方障碍物。
2. 将光电开关传回的非标准的开关电平信号转换成CMOS标准电平（即将0~9V转换成0~5V）。
任务实现：
1. 光电开关发射出的红外线在经障碍物漫反射后会由光电开关再接收到，这会引起光电开关传回的电平的变化。若前方有障碍物，则光电开关传回低电平；若前方无障碍物，则光电开关传回的是高电平。有电平的变化可以实现对前方障碍物的探测。
2. 光电开关传回的信号是非标准的电平信号，这对于Mega16芯片是不适用的。因此，我们使用了三个8050三极管来实现电平的转换。由三极管的电气特性，当其基极为低电平时，即基极——发射极电压小于导通压降，其输出电平为高电平，在其输出端有用一个5K1的电阻上拉，使输出的高电压为+5V；而在基极为高电平时，三极管发射极正偏，输出电平为0。这样输出电平已经转化为CMOS标准电平。不过，这时传回到Mega16的电平信号已经和原来光电开关传回的信号高低相反，但这并不影响前方障碍物的探测。
1.5 电机驱动模块
电机驱动模块的电路图：
电机驱动模块主要功能是将主控芯片发出的信号通过L298N电机控制芯片转化为小车实际的动作。
L298N芯片有两个电源引脚VDD引脚和VCC引脚。VDD引脚接+9V电源用来给电机供电，VCC引脚接+5V电源用来给芯片供电，并作为逻辑高电平标准。
L298N芯片通过一个有四个4148二极管组成的保护电路与电机相连，保护电路主要是用来在电机开启和关闭时泄流之用。
由于我们一直让转向电机以最大功率使能从而获得最大的扭矩，保证小车转向成功，而不需要控制转向电机的输出功率，所以ENA引脚（即转向电机使能引脚）直接接+5 V，即让转向电机一直使能。
对于后置的驱动电机，我们不仅要控制其实现前进、后退和停止，还要能够控制其转速以解决由于电量不足而产生的小车变慢的问题。所以，我们将L298N芯片的ENB引脚与Mega16的PB3引脚（即OC0）连接，用来实现PWM调速。
L298N芯片的IN1和IN2引脚分别和Mega16的PA1和PA0引脚连接用来接收主控芯片输出的转向电机的动作指令，并通过OUT1和OUT2来控制转向电机的正转与反转，最终功能的实现表现在小车的左转与右转。
L298N芯片的IN3和IN4引脚分别与Mega16的PA3和PA2引脚连接用来接收主控芯片输出的驱动电机的动作指令，并通过OUT3和OUT4来控制驱动电机的正转与反转，最终功能的实现表现在小车的前进、后退、停止。
2、所用全部硬件资源
⑴增强版ATMega 16L/32开发板（进行程序的初步调试）
⑵简版JTAG仿真器（程序的下载和仿真）
⑶遥控电动玩具车
⑷E3F-DS30C4光电开关3只
⑸Mega 16L单片机1片
⑹L298N电机驱动芯片1片
⑺74HC02芯片、74HC08芯片各1片
⑻8050NPN三极管3只，4148二极管8只
⑼实验电路板1只
⑽5K1电阻5只，10K电阻2只
⑾散热片1只
⑿独立按键2只
⒀40引脚底座1只
⒁电池盒2只
⒂南孚电池6节，华太电池4节
⒃5列装排线1米左右
⒄502粘合剂1瓶
四、程序设计和调试过程
1、程序调试过程
目前程序已经经历了四个主要版本，对寻障避障的方法前后有较大的改变。
1.1最初的程序设计主流程图：
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INT0中断触发端口值是多少？检测传感器端口的反馈值前方有障碍物根据检测到的障碍物情况（分7种），从7个动作函数中选择一个执行前进等待下次中断触发前方无障碍物
这是一个很简单而自然的想法。用定时器T0的快速PWM模式控制小车的速度，附加两个独立按键来控制初始时小车的速度，以便于调试。第一版程序中为小车设计了如下7个动作：
发现前方有小障碍（010）：后退并右转；
发现右方有小障碍（100）：前进并左转；
发现左方有小障碍（001）：前进并右转；
发现前方有大障碍（111）：较大的后退并右转；
发现右方有大障碍（110）：后退并右转；
发现左方有大障碍（011）：后退并左转；
发现两边有障碍但中间无障碍（101）：较大的后退并右转；
每次动作结束后，小车都要改运动状态为前进，等待下一次中断触发。
按照这样的思路写完程序后，调试中发现小车的动作很笨拙，每次相同动作的距离总是一样的，不能根据环境自动调整，前进后退都太冲；因为动作都是用延时函数实现的，动作中要禁用全局中断，导致发现障碍物不及时，常常一头撞上去；后退时动作无法调整，即使已经避开了障碍物还是无法及时转换成前进状态，经常撞上后面的物体。
鉴于以上发现的问题，我们又修改写成了第二版程序，流程图与第一版大致
相同，所不同的是每次动作的时间都被改得非常短（约几个毫秒），在每个动作结束后都在此检测探测器反馈值，然后根据反馈值选择下一步动作。也就是说，8个动作函数（加了一个前进）和一个INT0中断处理函数形成了循环，循环的唯一出口在前进函数里，只有检测到前方已无障碍物时才能退出中断。我们希望通过缩短每次动作的时间、缩短两次探测之间的间隔时间来达到变行进边探测效果，使小车的动作更加灵敏。
1.2 第二版程序的主流程图：
有障碍无障碍INT0中断触发端口值是多少？检测传感器端口的反馈值前方有障碍物根据检测到的障碍物情况（分7种），从7个动作函数中选择一个执行前进等待下次中断触发前方无障碍物检测判断端口值
对于这一版程序，我们在调试过程中发现小车四处乱撞的问题已经基本能解决了，但随之而来又出现了新
问题：控制小车前进和转向的端口电平变得很不稳定，小车走起路来颤颤巍巍，常常出现卡死的现象。具体表现为：端口值有规律
地闪动，大约0.2秒闪一次，出现一个极短的脉冲，其值恰好是“前进”。由此我们想到可能是算法本身的原因造成了这种现象，是退出中断服务程序时的一个脉冲。
为了解决端口电平不稳定的问题，也为了定时更加准确，同时节省CPU时间，我们对程序进行了较大调整，改为用T1定时器来控制动作和检测。每隔一定时间T1触发溢出中断，在中断服务程序中进行检测和行动。这时的行动只是改变控制端口值，不需要延时函数，这就大大节约了CPU时间。每个动作函数都精简到只有一个动作，动作完成后不再作改动，等待下次中断再修改控制端口值。
1.3 第三版程序的主流程图：
T1溢出中断端口值是多少？检测传感器端口的反馈值前方有障碍物根据检测到的障碍物情况（分7
种），从7个动作函数中选择一个执行等待下次中断触发前方无障碍物
从这一流程图可以看出，我们尽可能的精简了小车的动作过程，使得整个判断处理过程简洁而迅速。另外，我们在这一版程序里加上了自动变速程序，小车的速度不再由各个动作函数直接指定，而是通过计算一个连续动作的进行时间，由程序自动设定T0的OCR0值。这样做主要是为了配合小车的启动和制动，在启动和制动时给小车较大的动力，而在一般行进时使用普通功率，这样就可以既有效的控制小车的速度，又能够保证小车在改变方向时有足够的动力。程序实现了三档自动变速。此外，我们还修改INT1中断中的两个按键的功能，不再是控制起始速度，而是控制普通行进时的速度，使这两个控制按键更加实用。
在测试中，我们发现这样的改变收到了良好的效果。小车在前方障碍物的检测和避过上已经非常灵敏，能在随意放置的障碍物阵中迅速找到前进的路线穿过阵列。由于加上了自动变速程序，小车的动作也变得流畅了许多。
不过，在测试中我们还是发现了新的问题：小车在碰上前方的障碍时需要后退，后退到光电开关检测不到障碍的地方改变方向前进，这是程序设计的动作；但是如果小车在光电开关检测距离阈值的地方正好速度比较慢，没有足够的惯性冲到检测距离里面或外面，就可能在那里不断重复短促的前进和后退的动作，从而卡死。
为了解决这个问题，我们在第三版程序的基础上，又编写了第四版程序。第四版程序中新增添了防卡死机制，结合定时器控制和延时函数控制的优点，实现了小车较流畅的后退和转向。
1.4第四版程序的主流程图：
T1溢出中断端口值是多少？检测传感器端口的反馈值前方有障碍物根据检测到的障碍物情况（分7种），从7个动作函数中选择一个执行等待下次中断触发前方无障碍物记录上一次的动作持续时间是否卡死？执行卡死处理函数清空历史记录否是
第四版程序的防卡死机制是以一个动作历史记录队列为基础的。该队列是一个有8个元素的数组history[8]，每次行进方向改变，即由后退转为前进或由前进转为后退时，即认为一次连续动作结束，记录这个动作的时间，写入队列内；队列内共记录前8次连续动作的持续时间，如果这8次动作中有7次以上持续时间在0.4秒以下，就认为小车被卡住了，这时执行卡死处理函数，让小车退出卡死区域。卡死处理函数使用了延时函数来执行，期间禁用了T1，视障碍物情况执行1-3次倒退转向动作。此外我们改变了一个动作函数：由于小车的探测距离比车身宽度大得多，当左右两个探测器检测到有障碍物而中间没有时，小车将直接前行从障碍物中间穿过。
防卡死机制有效地解决了小车卡死的问题，小车对于前方障碍物的躲避也比
较灵敏了。??
这一版程序为我们小车的最终定型程序。
程序模块构成
系统时钟模块：通过T1定时器产生0.1秒间隔的溢出中断，作为小车周期性探测和动作的时钟。此外有两个辅助软件延时函数。
相关函数：
timer1_init();
isr_timer1_ovf();
trap_handler();
delay100us(n);
delay10ms(n);
调速模块：通过T0定时器产生PWM波形来控制驱动电机的输出功率。程序设计了3挡自动调速，对应OCR0值max_power, fast_power, mid_power。从启动开始，利用变量count_move来计算连续行动的时间，使用最大功率连续前进或后退0.3秒以克服摩擦阻力，接下来0.3秒时用较大功率，以后使用普通功率。其间如果探测到障碍物需要改变行进方向，可以随时重新计时。通过两个独立按键可以调整普通功率值，计算按键的时间，每个时间单位mid_power值加1。
相关函数：
timer0_init();
set_OCR0();
isr_timer0_ovf();
isr_INT0();
障碍探测模块：如前所述，通过读取PINB端口值判断前方障碍物情况。共有7种设定的障碍物情况，详
第十章全车电路图及线束图 1．电路图符号说明(图10-0-1、图10-0-2) 2．总成电气原理示意图/插接件图(图10-0-3、图10-0-4) 3．起动和充电系统电路图及线束图(图10-0-5、图10-0-6) 4．发动机控制系统电路图及线束图(图10-0-7～图10-0-16) 5．冷却系统电路图及线束图(图10-0-17、图10-0-18) 6．组合仪表、警告灯电路图及线束图(图10-0-19～图10-0-24) 7．雨刷、洗涤总成电路图及线束图(图10-0-25、图10-0-26) 8．前照灯电路图及线束图(图10-0-27、图10-0-28) 9．尾灯、牌照灯、示廓灯电路图及线束图(图10-0-29、图10-0-30) 10．前雾灯、后雾灯电路图及线束图(图10-0-31、图10-0-32) 11．转向警告闪光灯单元电路图及线束图(图10-0-33、图10-0-34) 12．喇叭、制动灯、倒车灯电路图及线束图(图10-0-35、图10-0-36) 13．暖风、空调系统电路图及线束图(图10-0-37～图10-0-40) 14．自动变速器控制系统电路图及线束图(图10-0-41～图10-0-44) 15．室内灯、行李箱灯、数字电子钟、点烟器电路图及线束图(图10-0-45、图10-0-46) 16．照明灯电路及线束图(图10-0-47、图10-0-48) 17．后除霜器电路图及线束图(图10-0-49、图10-0-50) 18．音响电路图及线束图(图10-0-51、图10-0-52) 19．电动门窗系统电路图及线束图(图10-0-53、图10-0-54) 20．中央门锁系统电路图及线束图(图10-0-55、图10-0-56) 21．电控镜系统电路图及线束图(图10-0-57、图10-0-58) 22．ABS系统电路图及线束图(图10-0-59、图10-0-60) 23．安全气囊控制单元电路图及线束图(图10-0-61、图10-0-62) 24．诊断插接件示意图(图10-0-63) 25．通用插接件示意图(图10-0-64～图10-0-67)
本期教程专门介绍如何让我们的机器人与互联网相连，实现远程安防监控与控制！然后可以在全球范围内控制它。本教程使用的路由器为WR703N，DB120的路由外网控制设置。 一、基本原理 外网控制的基本原理就是“端口映射”+“动态域名”。什么叫端口映射呢？简单地说，就是在你家里的无线路由器上做一个设置，使得外网对于路由器上一个特定的端口的访问会被路由器重新转到一个指定的IP主机和端口，这样一来，家里的无线路由器就等于是一个“桥”，联通了外网和小车机器人上面的路由，使得我们可以在外网控制家里的机器人。 那么“动态域名”又是什么呢？大家可以想想：我们家里的路由器每次开机后，对外的IP 地址都是不同的，那么控制小车就需要每次通过查询路由对外的IP地址，然后重新设置控制端的IP，这是个很麻烦的事。“动态域名”就可以完美地解决这个问题，你先向动态域名提供商申请一个动态域名，这个域名是不变的，比如：https://www.doczj.com/doc/3014653043.html,，提供商会给你一个账号密码，把这个账号密码填入路由的动态域名功能里面，每次开机的时候，路由就会向域名提供商的服务器登录，服务器就可以获取本次登录时，路由对外网的地址，然后自动帮你把这个新IP绑定在https://www.doczj.com/doc/3014653043.html,这个域名上面，这样一来，我们就没必要每次都去找路由当前的IP了，直接输这个域名就可以连到我们的路由。 我们今天要做的也就是利用上面的原理完成外网到家里的无线路由器，再到机器人上面 的WIFI板这一过程。 二、外网映射设置 1、家庭路由器设置。 首先需要一个家用的路由器，可以上外网的，这个路由器就是作为沟通小车与外界的桥梁。在这里，我选用了我的TP-Link WR641G+路由器。 第一步：设置转发规则 如下图所示，登陆家庭路由器的192.168.1.1管理界面，找到转发规则——》虚拟服 务器 在这里，因为我们的WIFI机器人运行需要开两个端口，端口8080为视频端口，端口2001为控制端口，所以我们添加两个端口转发规则，这边我使用192.168.1.108作为转发的目标客户端，这就是我们的WIFI板IP地址。这个IP可以自己定的，但是必须为固定的。并 且在家庭路由器的DHCP范围内。 通过这个设置，来自外网的对8080端口和2001端口的访问将重新发送到 192.168.1.108这个IP的客户端上，也就是我们的WIFI板。
目录 1.第一章绪论 1.1循迹小车的发展现状 1.2 选题意义 1.3本设计的工作 1.3.1设计要求 1.3.2设计思路 2.第二章硬件部分简介 2.1 具体方案论证与设计 2.2 主控芯片的简介 2.2.1 光电反射式传感器（ST178） 2.2.2低功率低失调双比较器LM393 3.第三章光电循迹小车的原理 3.1原理 3.2 传感器电路 3.2.1红外反射式光电传感器原理 3.2.2黑线检测电路
3.3核心控制电路 3.3.1模数转换电路（比较器电路） 3.3.2数字逻辑电路 3.4驱动电路 3.5 拓展功能“防撞” 3.6PCB制板 3.7作品展示 3.8原件清单 4.第四章结论 5.参考文献 6.课程设计心得
绪论 1.1循迹小车发展现状与趋势 智能汽车作为一种智能化的交通工具，体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，是未来汽车发展的趋势。寻迹小车可以看作是缩小化的智能汽车，它实现的基本功能是沿着指定轨道自动寻迹行驶。就目前智能小车发展趋势而言：相比价格昂贵、体积大、数据处理复杂
的传感器CCD反射式光电传感器以其价格适中、体积小、数据处理方便等更具有发展优势。 1.2 选题意义 汽车电子迅猛发展，智能车产生和不断探索并服务于人类的趋势将不可阻挡。智能车的研究将会给汽车这个产生了一百多年的交通工具带来巨大的科技变革。人们在行驶汽车时，不再只在乎它的速度和效率，更多是注重驾驶时的安全性，舒适性，环保节能性和智能性等。各国科学家和汽车工作人员以及汽车爱好者都在致力于智能车的研究，研究的成果有很多都已应用于人们的日常生活生产之中，例如在2005年1月美国发射的“勇气”号和“机遇”号火星探测器实质上都是装备先进的智能车辆。因此，研究智能车的实际意义和取得的价值都非常重大。本课题利用传感器识别路径，将赛道信息进行识别处理，利用主控芯片控制小车的行进进而完成循迹。 1.3本设计的工作 1.3.1设计要求 要求：设计并制作一个简易光电智能循迹电动车，其行驶路线示意图如图1-1：（其中粗黑些为光电寻迹线）要求智能循迹小车从起点出发，沿粗黑色引导线到达终点后立即停车但行驶全程行驶时间不能大于90s。
摘要 本实验主要分析把握对象的智能车基于STM32F103的设计。智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、伺服驱动电路、红外检测电路、超声波避障电路。本试验采用STM32F103微处理器作为核心芯片，速度和转向的控制采用PWM技术，跟踪模块、检测、障碍物检测和避免功能避障模块等外围电路，实现系统的整体功能。 小车行驶时，避障程序跟踪程序，具有红外线跟踪功能的汽车检测电路。然后用颜色传感器识别物体的颜色和抓取。在硬件设计的基础上提出了实现伺服控制功能，简单的智能车跟踪和避障功能的软件设计和控制程序，在STM32集成开发环境IAR编译，并使用JLINK下载程序。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;颜色传感;舵机控制
ABSTRACT This experiment mainly analyzed the grasping object intelligent car based on STM32F103 design. The composition of the intelligent system mainly includes STM32F103 controller, servo drive circuit, infrared detection circuit, ultrasonic obstacle avoidance circuit. This test uses the STM32F103 microprocessor as the core chip, the speed and steering control using PWM technology, tracking module and detection, obstacle avoidance module for obstacle detection and avoidance function, other peripheral circuit to achieve the overall function of the system. The car is moving, obstacle avoidance procedures prior to tracking program, car tracking function with infrared detection circuit. Then use color sensor to recognize object color and grab. On the basis of the hardware design is proposed to realize the servo control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of the software design, and the control program is compiled in the STM32 integrated development environment IAR, and download the program using Jlink. Key words: STM32; infrared detection; ultrasonic obstacle avoidance; color sensing; steering control
由于今年组委会光电管和摄像头分开比赛。所以传感器部分我们选择了光电管，比赛以小车的速度记成绩，为了让小车更快更稳得跑完全程，传感器的探测距离必须要远，既要有大的前瞻，普通的红外对管由于功率较小，探测距离增大时，干扰严重，所以我们自制了大功率对管，同时采用了程序控制脉冲发光的办法，有效的降低了发热，提高了系统的稳定性。 系统采用采用了7.2V 2000mAh Ni-Cd蓄电池作为系统能源，并且通过稳压电路分出6伏，5伏已分别给舵机和单片机供电。 直流电机驱动模块接收速度控制信号控制驱动电机运行，达到控制车速目的。转向伺服模块控制舵机转向，进而控制智能车转弯。速度测量模块实时测量智能车车速，用于系统的车速闭环控制，以精确控制车速。 系统充分使用了MC9S12DG128单片机的外围模块，具体使用到的模块包括：ADC模拟数字转换模块、定时器模块、PWM脉冲宽度调制模块、中断模块、I/O 端口和实时时钟模块等。 系统调试过程中，使用了组委会提供的代码调试环境CodeWarrior IDE，同时使用了清华的软件进行了仿真试验。 图1.1 系统结构框图 3.1舵机部分 为了使转弯更加灵活，对舵机相关部分作了部分改动。首先，我们将舵机力臂加长85mm。这样，对于同样的转弯角度值，只需更小的舵机转角，减小了舵机转弯时惯性带来的弊端。其次，我们将舵机反装，使舵机连杆水平，因为此时舵机提供的力全部用在转弯上。 3.2前轮部分 为了增加前轮转弯时的稳定性，对前轮相关部分进行了部分改动。首先，更改前后垫片
的数量，使前轮主销后倾，这样，车轮具有更好的自动回正功能。其次，更改连杆的长度，使车轮外倾，车轮转弯时，前半部分重心上移，促使赛车转弯更加稳定。再次，我们通过更改舵机连杆的长度，增加前轮前束，同样增加了前轮的稳定性。 3.3底盘部分 为了提高赛车运行时的稳定性，对地盘相关部分作了部分改动。首先，前轮相关位置加垫片，降低了前轮重心。其次，更改后轮车轴处的调节块，使后轮重心升高，这样，车身前倾，一定程度上，增加了车的稳定性。 3.4后轮部分 首先，更换后轮轮距调节块，使后轮两轮之间间距加大。这样，车在转弯时不容易产生侧滑。其次，调节后轮差速，使赛车转弯更加灵活。 4.1电源部分 为了能使智能车系统能正常工作，就需要对电池电压调节。其中，单片机系统、车速传感器电路需要5V 电压，路径识别的光电传感器和接收器电路电压工作为5V 、伺服电机工作电压范围4.8V 到6V(或直接由电池提供)，直流电机可以使用7.2V 2000mAh Ni-cd 蓄电池直接供电。考虑到由于驱动电机引起的电压瞬间下降的现象，因此采用低压降的三端稳压器成为必然。我们在采用lm7805，和lm7806作为稳牙芯片。经试验电压纹波小，完全可以满足要求。 电池（7.2v ） 2000mAh Ni-cd 稳压电路 电机 图4.1系统电压调节图 5V 对管 单片机 舵机 测速板 6V 7.2V
寻迹小车 在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。笔者通过论证、比较、实验之后，制作出了简易小车的寻迹电路系统。整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。 总体方案 整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图1所示。 图1 智能小车寻迹系统框图 传感检测单元 小车循迹原理 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。 红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，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，则小车上的接收管接收不到信号。 传感器的选择 市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示： 图2 ST168检测电路 ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。 R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电
实验五：树莓派平台-------按键控制小车启动实验 1、实验前准备 图1-1 树莓派主控板 图1-2 按键开关 2、实验目的 ssh服务登录树莓派系统之后，编译运行按键控制小车启动实验后，按下KEY 启动小车，小车会自动先前进1s，后退1s，左转2s，右转2s，原地左转3s，原地右转3s，接着停止0.5s。 3、实验原理
按键消抖：通常我们的按键开关一般都是机械弹性开关，当机械触点断开，闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关子在闭合时不会马上就能稳定的接通，在断开时也不会一下子彻底断开，而是在闭合和断开时会伴随着一连串的抖动。 图3-1 按键抖动状态图 抖动时间一般都是由按键的机械特性决定的，一般都会在10ms以内，为了确保程序对按键的一次闭合后一次断开只响应一次，必须进行按键的消抖处理，有硬件消抖和软件消抖。 其中，软件消抖指的是检测出键闭合后执行一个延时程序,产生5ms～10ms 的延时,让前沿抖动消失后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后,也要给5ms～10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。 硬件消抖是在开关两段接一个0.1uf的电容。本次实验我们采取的是软件延时去抖。 4、实验步骤 4-1.看懂原理图
图4-1 树莓派主控板电路图 图4-2 按键
图4-3 树莓派40pin引脚对照表 4-2 由电路原理图可知按键是直接连接到主控板上的wiringPi编码的10口。我们设置10口为输入模式，并当按下按键时通过检测该引脚的电平状态，来判断按键是否被按下。 4-3 程序代码如下：
2016—2017学年第二学期期末考试《单片机原理及应用*》实践考核 项目设计说明书 专业：电子科学与技术 学号： 20160060156
姓名：张一鸣 2017年6 月14日 考核项目及要求 项目一：电机驱动模块的设计与制作 1．考核要点 (1) 掌握驱动电路的工作原理； (2) 掌握电机驱动的制作方法； (3) 掌握焊接技术； 2．作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计制作，作品达到电路连接正确、布局合理、美观整洁。 项目二：单片机最小系统板的设计制作 1．考核要点 (1) 掌握单片机在实际操作中的基本知识； (2) 实验板包括单片机最小系统、蓝牙遥控模块、温度检测模块、液晶模块、 报警模块电路等的设计； (3) 使用Proteus仿真软件绘制实验板所包含的所有模块电路； (4) 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的演示程序。 2．作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示，达到正确实现、布局合理、美观整洁。 项目三：智能小车底盘设计 1．考核要点 (1) 理解电机的工作原理； (2) 了解部分机械机构的设计方法； (3) 掌握智能小车的整体安装方法。
2．作品要求 学生独立设计安装，车身结构美观，布局合理，功能实现。 目录 1.功能说明 (1) 1-1.蓝牙无线遥控 (1) 1-2.实时温度显示 (1) 2.硬件设计 (2) 2-1.元器件选择 (2) 2-2.硬件设计原理说明 (4) 3.软件设计 (5) 3-1.程序总体设计 (5) 3-2.程序详细设计 (5) 4.测试与总结 (6) 4-1驱动电路板测试 (6) 4-2控制电路板测试 (6) 4-3最终整体效果 (7) 4-4总结 (7)
呼伦贝尔学院 计算机科学与技术学院 本科生毕业论文(设计) 题目：基于Arduino控制的 WIFI智能小车 学生姓名：苑伟 学号： 专业班级：2011级计算机科学与技术一班 指导教师：陶锐 完成时间： 2015年5月22日
目录
摘要 本次设计wifi智能小车主要采用Arduino作为底层硬件控制核心，接收来自路由器的指令执行相关操作；采用PWM脉冲调节小车速度、舵机控制以及灯光亮度；采用定时器实现小车数据的发送、小车的避障及计算小车的行驶速度；运用简单的PID算法实现轮胎直接的差速控制；采用路由器发射无线wifi，使用Lua脚本实现了接收单片机数据及发送操作指令，设计了web页面控制小车的B/S模式结构。 关键字：Arduino；PWM脉冲；PID算法；web控制
Abstract The design of wi-fi smart cars mainly adopts the Arduino as the control core to receive instructions from the router perform related operations; Using PWM pulse to adjust the vehicle speed, steering gear control and lighting brightness; using timer to realise the transmission of car data ，the breakdown of the car and calculate the car speeds; Using the simple PID algorithm tyre direct differential control; Using wireless wifi router launch, using the Lua script implements receiving MCU data and send operation instructions,and at last, it designs a web page to control the car B/S mode structure. Keyword: Arduino; PWM Pulse; PID arithmetic; Web manage
一、前言 设计背景： 在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。意义随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。成员情况本组三位成员均为2005级基地班学生，都选修过数字电路课程。二、总体方案设计 1、设计要求 小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。并可通过两个独立按键对小车进行控速。 2、小车自动避障的原理 小车车头处装有三个光电开关，中间一个光电开关对向正前方，两侧的光电开关向两边各分开30度，（如右图所示）。小车在行进过程中由光电开关向前方发射出红外线，当红外线遇到障碍物时发生漫反射，反射光被光电开关接收。小车根据三个光电开关接受信号的情况来判断前方障碍物的分布并做出相应的动作。光电开关的平均探测距离为30cm。 3、模块方案比较及论证 根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、电源
及稳压模块、主控模块、逻辑模块、探测模块、电机驱动模块组成。各模块分述如下： 3.1车体框架 在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买玩具电动车。方案一：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。但自己制作小车设计制作周期较长，且费用较高，因而我们放弃这一方案。方案二：购买玩具电动车 玩具电动车价格低廉，有完整的驱动、传动和控制单元，其中传动装置是我们所需的，缩短了开发周期。但玩具电动车采用普通直流电机驱动，带负载能力差，调速方面对程序要求较高。同时，玩具电动车转向 依靠前轮电机带动前轮转向完成，精度低。 考虑到利用玩具电动小车做车架开发周期短，可留够充分的时间用于系统调试，且硬件上的不足我们有信心用优良的算法来弥补，故我们选择方案二。
智能小车控制系统设计 ——ARM控制模块设计 EasyARM615是一款基于32位ARM处理器，集学习和研发于一体的入门级开发套件，该套件采用Luminary Micro(流明诺瑞)公司生产的Stellaris系列微控制器LM3S615。本系统设计是以EasyARM615开发板为核心，通过灰度传感器检测路面上的黑线，运用PWM直流电机调速技术，完成对小车运动轨迹等一系列的控制。同时利用外扩的液晶显示器显示出各个参数。以达到一个简易的智能小车。 本文叙述了系统的设计原理及方法，讨论了ISR集成开发环境的使用，系统调试过程中出现的问题及解决方法。 据观察，普通的玩具小车一般需要在外加条件下才能按照自己的的设想轨迹去行驶，而目前可借助嵌入式技术让小车无需外加条件便可完成智能化。在小车行驶之前所需作的准备工作是在地面上布好黑线轨迹，设计好的小车便可按此黑线行驶，即为智能小车。其设计流程如下： 1、电机模块 采用由达林顿管组成的H型PWM电路。PWM电路由四个大功率晶体管组成，H桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，根据调整输入控制脉冲的占空比，精确调整电机转速。这种电路由于管子工作只在饱和和截止状态下，效率非常没。H型电路使实现转速和方向的控制简单化，且电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调整技术。 具体电路如下图所示。本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用TIP132大功率达林顿管，以保证电动机启动瞬间的8安培电流要求。
2、传感器模块 灰度测量模块，是一种能够区分出不同颜色的的电子部件。灰度测量模块是专为机器人设计的灰度传感器。例如：沿着黑色轨迹线行走，不偏离黑色轨迹线；沿着桌面边沿行走，不掉到地上，等等。足球比赛时，识别场地中灰度不同的地面，以便于进行定位。不同的物体对红外线的反射率不同，黑色最低，白色最高；它通过发射红外线并测量红外线被反射的强度来输出反映物体颜色的电压信号，有效距离3-30毫米。 其技术规格如下： 已知灰度传感器的输出电压为0-3.3V，所以可通过ARM615开发板上的ADC 模块转换成数字信号，最后通过不断测试得出黑线与白线的大概参数值，完成对小车传感器部分的设计。 在本次设计中选择二个灰度传感器，其实现效果与布局如下所示。
智能小车俯视图结构说明： 本产品是由一个语音模块、一个+5V的辅助电源(LM7805数字压控电路)、一个电机驱动模块、四个电机、一块IAP单片机，一对无线发送接收模块。 功能与使用： 这辆语音控制智能小车通过语音识别来判断我们人所说的指令来行走的，给不同的指令就会按不同的指令来行走。可以根据我们说的去执行，更加人性化，同时也能起到人车交流的效果，操作简单，易于使用。 图2：智能小车全景图 平台选型说明 单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心) 设计说明 设计原理图如下：
3 设计原理图 设计方案： 语音控制智能小车，主控电路是由单片机开发板(以IAP15F2K61S2芯片为控制核心)来控制小车，主要是由语音控制模块通过无线模块发送信号来控制小车的前进、后退、左右转等功能。 语音模块主要是由LD3320 ASR非特定语音识别芯片组成的，通过识别人的语言，从从而实现轻松的语控制。我们采用锂电池通过7085稳压输出5V的直流电，方便携带，轻巧灵活，设计合理。通过对单片机开发板编写系统程序，调试出合适的程序，才能很好地处理信号和控制小车，以及各种电器。 作品特色 先进性： 传统玩具的市场比重正在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统，使控制者可以用语音对小车进行控制，产生相应的动作，而且小车和控制者还具有一定的交互功能，体现出了现代科技想智能化发展的潮流。 实用性： 当我们的技术成熟的时候我们可以向机动车改装，这样的话手脚残疾人也能开车了，还有就是该技术可以应用到智能家居中，让我们能够更加轻松地控制家里面的用电设备，使我们的住所更加人性化。
WIFI智能小车机器人 作者：福建师范大学协和学院陈洋斌叶志燕沈渊 指导教师：钟伟雄林民庆 作品简介 在平常的生活中，我们经常会见到有人在玩遥控车，甚至现在还有了遥控飞机。这一切在过去那些年都还只是人们眼中孩子们的玩具而已，然而随着科技的发展，关于机器人的电影，或者是现实生活中科学研究者研发出来的仿生机器人经常在各种媒体中不断的报导。这毫无疑问，再过个几十年，机器人将走进我们的家庭中，它将为我们带来更多的便利。如今，很多电子发烧友DIY出了各种版本WIFI机器人。Wifi Robot,顾名思义就是通过wifi无线网控制的机器人，比起普通的遥控车，它的好处就是遥控信号覆盖范围可以做到很广。 WIFI智能小车机器人是一种基于WIFI的无线远程智能遥控机器人，利用非常成熟的WIFI无线网络为数据载体，实现控制数据，视频数据传送而达到控制小车和视频监控等等功能。它是集无线通信、实时电机驱动、多向机械云台、视频监控、环境温度检测、为一体的多功能智能遥控车。本系统在电脑端上位机采用QT编程，由于QT面向多平台，并且可移植性好。通过QT编写的上位机，便可以把控制数据通过Socket发送到路由器，路由器再通过ser2net把数据包解开，然后转发到路由器的串口; 该系统的控制端采用STC15单片机作为微处理器，通过STC15单片机与路由器建立串口通信，便能利用路由器的串口数据进行控制电机的工作状态模式和三个陀机的工作角度。STC15单片机还负责实时监控环境温度并经过路由器反馈至电脑，让使用者可以实时了解小车所在地的气温，以便于在到达目的地之前设定好空调温度等应用。
平台选型说明 本设计使用本届大赛指定的单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心) 设计说明 1、设计要求 1.找一台能刷Linux的无线路由器，将其操作系统刷成OpenWrt。
基于单片机的WIFI智能小车设计 摘要 WIFI智能小车由电机、小车车体、89C52控制芯片、WIFI收发模块、电机驱动、舵机、电源、摄像头等主要部件以及灯光、蜂鸣器、电平转换等辅助模块构成。WIFI智能小车利用笔记本或手机等能连接无线路由器的终端智能设备连接到路由器，通过应用软件显示路由器上摄像头上采集到的视频信号，再通过这些智能的终端设备发送控制指令到无线路由器，通过无线路由器将指令传送给单片机进行处理。然后通过单片机控制电机驱动驱动电机转动、舵机转动，从而实现控制小车的运动及视频采集。 关键词：路由器；wifi；智能小车；89C52
Abstract The intelligent WIFI car involved a motor, a body, the 89C52 control chip, a WIFI transfer module, motor drivers, a power supply, lights, a buzzer and a voltage converter. The intelligent WIFI car can use an intelligent terminal (such as a laptop or a mobile phone) to connect with the router and use application software to display the video signal collected by the camera, then the intelligent terminal will send control commands which can be processed by the MCU though the routers. The MCU will control the turning of motors and realize the moving of the car and the video collection. Keywords：Router；WIFI；intelligent car；89C52
1 一、整车电路的组成 2 汽车整车电路通常有电源电路、起动电路、点火电路、照明与灯光信号装3 置电路、仪表信息系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路组成。 4 5 1、电源电路 6 7 也称充电电路，是由蓄电池、发电机、调节器及充电指示装置等组成的电8 路，电能分配（配电）及电路保护器件也可归入这一电路。 9 10 2、起动电路 11 12 是由起动机、起动继电器、起动开关及起动保护电路组成的电路。也可将13 低温条件下起动预热的装置及其控制电路列入这一电路内。 14 15 3、点火电路 16 17 是汽油发动机汽车特有的电路。它由点火线圈、分电器、电子点火控制器、18 火花塞及点火开关组成。微机控制的电子点火控制系统一般列入发动机电子控19 制系统中。
21 4、照明与灯光信号装置电路 22 23 是由前照灯、雾灯、示廓灯、转向灯、制动灯、倒车灯、车内照明灯及有24 关控制继电器和开关组成的电路。 25 26 5、仪表信息系统电路 27 28 是由仪表及其传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路。 29 30 6、辅助装置电路 31 32 是由为提高车辆安全安性、舒适性等而设置的各种电器装置组成的电路。 33 辅助电器装置的种类随车型不同而有所差异，汽车档次越高，辅助电器装置越34 完善。一般包括风窗刮水及清洗装置、风窗除霜（防雾）装置、空调装置、音35 响装置等。较高级车型上还装有车窗电动举升装置、电控门锁、电动座椅调节36 装置和电动遥控后视镜等。电子控制安全气囊归入电子控制系统。 37 38 7、电子控制系统电路
40 主要有发动机控制系统（包括燃油喷射、点火、排放等控制）、自动变速器41 及恒速行驶控制系统、制动防抱死系统、安全气囊控制系统等电路组成。 42 43 二、三种电路图 44 45 1、布线图 46 47 布线图识按照汽车电器在车身上的大体位置来进行布线的。 48 49 其特点是：全车的电器（即电器设备）数量明显且准确，电线的走向清楚，50 有始有终，便于循线跟踪，查找起来比较方便。它按线束编制将电线分配到各51 条线束中去与各个插件的位置严格对号。在各开关附近用表格法表示了开关的52 接线与挡位控制关系，表示了熔断器与电线的连接关系，表明了电线的颜色与53 截面积。 54 55 布线图的缺点：图上电线纵横交错，印制版面小则不易分辨,版面过大印装56 受限制；读图、画图费时费力，不易抓住电路重点、难点；不易表达电路内部57 结构与工作原理。
宜宾职业技术学院 《单片机系统设计》 项目设计报告 项目设计题目：智能寻迹小车 系部：电子信息与控制工程系班级：电子XXXX 班组号：第四组 小组成员：XXX 指导教师：XXX 2017年10月10日
目录 一、引言 (3) 二、方案论证 (4) 三、小车车体设计 (7) 四、硬件系统设计 (8) 1、单片机最小系统 (8) 2、循迹电路 (9) 3、电机驱动电路 (9) 五、软件系统设计 (12) 六、系统的制作、仿真与调试 (14) 七、总结 (15)
一、引言 当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为电子专业学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。此项设计是在以小为基础，采用AT89C52单片机作为控制核心，实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
【机器人创意工作室教程一】WIFI智能小车机器人基本原理 [复制链接] liuv ikin g 管 理 员 做 中 国 人 自 己 的 W I F I 机 器 人 ！ 贡献 2 4 9 电梯直达 楼主 发表于 2012-5-13 11:58:55 |只看该作者|倒序浏览 分享到：11 WIFI智能小车机器人是很多人童年时的梦想，就好比当年看着《小鬼当家》里面的那个视频遥控车一样，看着就激动！ 然而对于大部分初学者而言，本身并非电子专业，也不是计算机专业，可是却对WIFI/蓝牙控制的智 能小车机器人情有独钟，怎么办呢？对于一个专业不对的人来说，确实是隔行如隔山，但是没有关系，从今天起，WIFI机器人网·机器人创意工作室不间断地推出一系列教程，手把手教你如何DIY一个属 于自己的智能小车机器人。 鉴于蓝牙智能车和WIFI智能车其实很类似的，只是把WIFI模块换成了蓝牙模块，所以蓝牙车就不再 详细阐述了，弄明白了WIFI车，蓝牙车也一样的。 OK，进入正题，机器人创意工作室教程第一讲《WIFI智能小车机器人基本原理》 我们的这款WIFI智能小车机器人采用的路由器+PC或者手机、网页控制方式。其基本原理分为4大块： 1、把普通的无线路由器通过刷入开源的Openwrt系统，使之成为一个运行了Linux系统的小电脑，何 为Openwrt? 请看： 什么是OpenWRT? 1. 关于 OpenWrt 当Linksys 释放 WRT54G/GS 的源码后，网上出现了很多 不同版本的 Firmware 去增强原有的功能。大多数的 Firmware 都是99%使用 Linksys的源码，只有 1%是加上去的，每一种 Firmware 都是针对特定的市场而设计，这样做有2个缺点，第一个是难以集 合各版本Firmware的长处，第二个是这版本距离 Linux 正式发行版越来越远。OpenWrt 选择了另一 条路，它从零开始，一点一点的把各软件加入去，使其接近 Linksys 版 Firmware的功能，而OpenWrt 的成功之处是它的文件系统是可写的，开发者无需在每一次修改后重新编译，令它更像一个小型的 Linux 电脑系统，也加快了开发速度。 以上解释摘自百度百科。简而言之，就是从思科的路由源码改造过来的，一个适用于某些特定芯片的 路由器的小型Linux系统，有了这个系统，我们的路由就不再是上网那么简单了，我们可以在上面安 装各种程序、驱动，以路由为平台，用户可以自由地加载USB摄像头、网卡、声卡、等等设备。 我们的WIFI板上运行着一款程序，叫做mjpg-streamer，这个程序可以把USB摄像头的视频进行编码，然后通过WIFI返回给上位机，这样，我们就可以看到来自机器人的视频了。 同时路由一般都预留有TTL串口，TTL串口是用来调试或者刷机用的，我们把这个TTL串口引出来， 然后通过安装在路由里面的Ser2net软件，就能把来自WIFI信道的指令转到串口输出，而串口在这里 的作用就是与单片机芯片MCU通信，让单片机知道用户要让他做什么动作。关于TTL的介绍，请看后 文。 WIFI(路由)模块：
电动车的全车电路原理 电动车电路原理图 电动车线路分两部分！ 第一部分就是灯与喇叭部分 第二部分就是控制电机部分 您500W电摩也一样,大部分车子就是控制的正极,也就就是说车子负极全部相通！电池的正极出来后有个空气开关,然后空气开关上的出线直接连接到锁线与充电插孔线还有控制器电源部分的粗红线;经过锁线出来后的线分别连接到转换器(将48V转化成12V)与控制器电源部分的细红线,转换器三根线(细黑直接接电池负极就就是车子的负极;细红线接锁线,就就是48V正极;然后细黄线出来的就是12V)细黄的12V电出来后到喇叭开关,大灯开关,转向开关与刹把上的开关;然后打开后再到喇叭,大灯,转向灯 下面来说说控制电机部分,控制电机的东西就就是控制器(铝制盒子,上面有很多出线) 1电源部分(刚刚上面已经提到的)电源线就是三根线组成:粗黑—直接接电池负;粗红—直接接电池正,但就是要经过空气开关;细红—直接连接的就是锁的出电线 2电机部分:电机线就是由三根粗线与5根细线组成(这里就不细说)这八根线根据颜色连接在控制器上 3控制部分:转把(转把由三根线组成这里也不细说)刹把(电摩百分之九十九都就是高电平断电,前面已经说了刹把上的开关一边连接的就是12V正极,还有一边就连接在控制器的高电平刹车断电线上,刹车断电线一般就是绿黄色线) 4防盗部分:现在的大部分控制器都有外接防盗器功能,插上防盗器可以用防盗器的遥控器开关电源与锁电机,一共有5根线,市面上有两种插件方式,一种就是一个6孔插头,上面插着5根线(红,黑,兰,绿,橙)还有一种就是两个插件组成的(红黑插在一个插件上,兰绿橙插在一个4孔插件上) 5仪表显示线,电摩控制器一般就是紫色线,直接接仪表 电动车维修全集 电动车,全集,维修 ①:电动车常见故障及排除方法1、仪表显示正常,电机不转(1)故障原因①闸把损坏判断②调速转把损坏判断③电机损坏判断④控制器损坏(2)故障排除①拔下刹把插座(常开型刹把)。如电机运转,则为刹把故障,应更换刹把。②转把源5V电压正常,检测转把信号电压,转动转把,信号电压应在0、8～4、2V由低向高变化。如电压无变化且小于1V,则为转把故障或转把线有短路。如电压大于1V且变化正常,检测电机霍尔信号(黄、绿、蓝线)。如三相霍尔信号线电压全部为5V且接
目录 目录 0 摘要： (1) 1.任务及要求 (2) 1.1任务 (2) 2.系统设计方案 (2) 2.1小车循迹原理 (2) 2.2控制系统总体设计 (2) 3.系统方案 (3) 3.1 寻迹传感器模块 (3) 3.1.1红外传感器ST188简介 (3) 3.1.2比较器LM324简介 (4) 3.1.3具体电路 (4) 3.1.4传感器安装 (5) 3.2控制器模块 (5) 3.3电源模块 (6) 3.4电机及驱动模块 (7) 3.4.1电机 (7) 3.4.2驱动 (7) 3.5自动循迹小车总体设计 (8) 3.5.1总体电路图 (8) 3.5.2系统总体说明 (10) 4.软件设计 (10) 4.1 PWM控制 (10) 4.2 总体软件流程图 (11) 4.3小车循迹流程图 (11) 4.4中断程序流程图 (12) 4.5单片机测序 (13) 5．参考资料 (16)
自动循迹小车 摘要： 本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。小车以AT89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。 关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车 Abstract : This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly. Keywords :infrared sensor ；MSC ；auto-tracking