简易智能电动车
摘要
本简易智能电动车采用简单的人工智能技术，以STC单片机为核心，根据、红外对射、反射传感器、光电传感器以及金属探测传感器所探测到的信号，可以自动寻迹，变速行驶，前轮转动控制，正向逆向行驶，记忆状态，车辆弯道寻迹运行，绕过障碍物行驶，准确进入车库并停车，实时探测金属薄片存储相关信息并发出声光信号，以及测量全程时间、全程路程等功能。
关键词：STC单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车
Abstract
This simple intelligent electric vehicles using simple artificial intelligence technology, with STC single-chip microcomputer is, according to DuiShe, infrared, reflex, sensors, photoelectric sensor and metal detection sensor detects signal, can automatically tracing, variable speed drive, front wheel turn control, positive drive in the wrong direction, memory state, vehicle corner tracing running around obstructions, driving into the garage and parking, accurate, real-time detect metal chip storage relevant information and send out sound and light signals, and to measure the overall time, distance etc. Function.
Keywords: STC photoelectric detector, microcontroller, PWM speed regulation, electric car
目录
一、前言 (1)
二、总体方案设计 (2)
1、控制器模块 (8)
2、控制电机的选择的比较与论证 (10)
3、电机驱动模块的选
择 (5)
4、路面轨迹探测模
块 (6)
5、金属探测方案比较 (7)
6、障碍探测模块方案分析与比较 (8)
7、寻找光源方案分析与比较 (9)
8、路程测量选择 (9)
9、电源选择 (5)
10、显示模块选择 (8)
11、系统总体设计方案和实现方框图 (10)
三、单元模块设计...................... ..............................
1、路面轨迹探测电路...................... ...................
2、探测金属模块...................... ..................
3、电机驱动电路...................... ...................
4、超声避障模块电路...................... ...............
5、霍尔测距模块...................... ...................
6、光敏二极管电压信号采集............................
四、系统调试......................
1、硬件调试......................
2、软件调试......................
3、软硬件结合调试......................
4、系统软件的设计......................
五、系统功能、指标参数...................................................
六、设计总结............................................................. 参考文献.............................................................. 附录硬件原理图...........................................................
一、前言
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。设计的
智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障
功能，可程控行驶速度、准确定位停车。
根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电、
红外线、超声波传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的
实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各
种数据实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度
高，可满足对系统的各项要求。本设计采用STC单片机为控制核心，利用超声波
传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动
停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。80C51是一款
八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片
机的代表。
本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心，80C51采用CHOMS工艺，功
耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声
波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。
二、总体方案设计
1、控制器模块：
方案1：采用FPGA或CPLD作为系统的控制器。
优点：可以实现复杂逻辑功能，规模大，速度快，密度高，体积小，稳定性高，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点：成本高，引脚多，PCB布线复杂。本设计对数据的处理要求不高，此方案的优势得不到充分体现。
方案2：采用CPU（51MCU)方案。
优点：算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，技术成熟，体积小，成本低，容易实现仿真、调试和功能扩展，并而51MCU的运用我们比较熟练。缺点：速度相对较低。
方案3：采用嵌入式处理器（ARM)方案。
优点：运算功能强大，速度较快，编程灵活，自由度大，外围器件少，成本适中，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点：PCB设计及焊接技术要求高。
本设计可采也用此方案，取决于对相关技术的熟悉程度。所以我们选择方案2。
2．控制电机的选择的比较与论证：
方案一：使用步进电机。步进电机的优点是具有快速启动和停转能力、转动角度精确。但此方案缺点显著，步进电机的功率小、速度慢，另外，其价格较高，且在原有的小车结构上不易找到合适的步进电机进行安装，硬件改造难度很高。
方案二：使用小车上原有的直流电机。虽然直流电机不易精确控制，但对于小车来说，其精确性并不十分重要。而其调速平滑方便，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；调整范围广、过载能力强、能承受频繁的冲击负载等优点则显得尤为突出。
经比较验证，显然方案一的机械结构也短时间内难以满足题目的要求，而方案二本身是与小车相兼容的，性能也比较好，采用方案二。
3.电机驱动模块的选择：
方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制。通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。此方案电路简单，但继电器易损坏、寿命短，可靠性不高。
方案二：采用由分离元件达林顿管组成的H型桥式PWM电路驱动电机。这种电路由于管子交替工作在饱和与截止的模式下，因此效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极强。
方案三:采用单片集成电路L298构成PWM电机驱动电路。L298是集成的桥式驱动电路，最大驱动电流可达到4A，可简单的实现转速和方向的控制。缺点：小车启动时，由于突然施加的电压比较高，车轮容易打滑。
由于我们对方案二不是很熟悉，综合总个系统的设计。我们选择了方案三。
4、路面轨迹探测模块：
方案一：用光敏传感器。地面的黑色和白色反光程度不同，由此判断传感器是否在黑线上方。但此方法易受到外界光源的影响，检测的灵敏度与小车的行驶环境有关，这就降低了系统的适应能力和可靠性。故最终未采用该方案。
方案二：分别置于轨道的两侧，根据其接受到白线的先后来控制小车转向来调整车向，但测试表明，如果两只光电开关之间的距离很小，则约束了速度，如果着重于小车速度的提升，则随着车速的提升，则势必要求两只光电开关之间的距离加大，从而使得小车的行驶路线脱离轨道幅度较大，小车将无法快速完成准确的导向从而有可能导致寻迹失败。
方案三、用三只光电开关：一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆（因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值1厘米），但只要控制好行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。
综合考虑到寻迹准确性和行驶速度的要求，采用方案三。
5、金属探测方案比较：
方案一、使用探测线圈和探测仪构成的金属探测器。此类金属探测器利用探测线圈产生的交变磁场在接近金属材料时产生微弱变化这一原理，将变化信号放大处理进而实现探测金属的目的。由于该探测器结构复杂，在短期内不可能完成制作，为节省时间，我们放弃了该方案。
方案二、使用电感式接近开关代替金属探测器。电感式接近开关本身就是理想的传感器。当金属物体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速作出反应。用它作为本次小车的金属传感器，简单易行、准确且抗干扰性能优越。
本系统中采用方案二。
6、障碍探测模块方案分析与比较：
方案一、采用一只红外传感器置于小车中央。一只红外传感器小车中央安装简易，也可以检测到障碍物的存在，但难以确定小车在水平方向上是否会
与障碍物相撞，也不易让小车做出精确的转向反应。
方案二：利用激光测距来测量有效的安全距离来控制。此方案探测距离准确、性能可靠；但造价较高，器件不易购买。
方案三：采用超声波探测。由于超声波频率高、波长短、定向性好，而且振幅小、加速度大、能量集中，适合于测量距离。特别是对这一题目而言，超声波不易受强光干扰，提高了系统的可靠性。
智能小车应以准确、智能见优。因此，采用方案三。
7、寻找光源方案分析与比较：
方案一：采用光敏电阻。在车头部装朝四个不同方向的光敏电阻，当光敏电阻受到光源照射时，电阻很小，背光时电阻很大。通过一个AD采集四路光敏电阻上的分压，通过比较实现光源的探测。
方案二：采用被动式红外探测器。被动式红外探测器内部只有接收红外光
的光敏三极管，只能被动地接收障碍物等其他物体发射的红外光。这种检测方法利用日光灯发热产生的较强的红外光来检测光源，在能检测到和不能检测到光源的临界点，光敏三极管的射极输出电压有一个较大的跃变，便于后级处理。
由于通过AD采集比较麻烦。所以我们选择了方案二。
8、路程测量选择：
方案一：借鉴光电鼠标的工作原理。在车轮上均匀地安装多个遮光条，
用计数光脉冲的方法测量小车的位移，并据此计算车子的速度。
方案二：用霍尔开关感应车轮的转速。在车轮上均匀地安装磁片，在车
轮中心轴上安装霍尔开关。
考虑到方案二安装相对简单，且能够达到题目要求，因此我们选择了方案二。
9、电源选择：
方案一：所有器件采用单一电源。这样供电比较简单；但是由于电动机启动瞬间电流很大，而且PWM驱动电流波动较大，会造成电压不稳、有毛刺等干扰，严重时可能造成单片机系统掉电。
方案二：
由于系统稳定性对小车完成即定任务至关重要，故采用方案二。
10、显示模块选择：
方案1：使用LCD显示屏。优点：功耗小，显示形式多样。缺点：编程难度较高，亮度较低。
方案2：使用LED数码管。优点：编程难度低。缺点：功耗较大，电路连接相对较复杂。
我们选择了方案二。
系统总体设计方案和实现方框图：
本题是一个光、机、电一体的综合设计，在设计中运用了检测技术、自动控制技术和电子技术，系统可分为传感器检测部分和智能控制部分。
传感器检测部分：系统利用光电、金属、超声波等传感器完成对路面、障碍物、路程、光源和金属物的探测或检测，因此有相应的5个电路。
智能控制电路部分：根据传感器变换输出的电信号进行逻辑判断，控制小车的电机、显示数码管、蜂鸣器以及发光二极管，完成小车的自动寻迹、探测金属、逃避障碍物、寻找光源、显示路程等各项任务。控制部分包括MCU电路、电机驱动电路和LCD显示电路。
综上所述，系统总体方框图如图2－1所示：
图2－1 系统框图
三、单元模块设计
1. 路面轨迹探测电路：
TRCT5000反射式红外传感器由发光二极管和光敏三极管组成，由发光二极管发出的光线经地面反射后射入光敏三极管并控制其通断。如图3－1所示，当传感器处于黑线上方时，由于黑线红外光线的反射能力很弱，光敏三极管截止，输出端输出为高电平；反之，传感器离开黑线时，输出端输出为低电平。我们采用了5个TRCT5000来控制控制小车的行驶，实现循迹功能。
2.探测金属模块：
电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感
器，它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，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。 我们选用的接近开关外部引出了蓝、黑、棕三个颜色的线。其外部电路 如图3－2所示。当检测到金属时，输出端输出低电平。从单片机通过P3口不断查询该输出端的状态，实现对铁片的探测和计数。
3．电机驱动电路：
图3－2 接近开关工作示
图3－3 电机驱动电路
电机驱动采用的是单片集成电路L298构成PWM电机驱动电路，其电路原理：
4．超声避障模块电路：
图3－4 超声波发射电路
我们在车头安装了超声探头，用于探测障碍物。该电路由反相器和超声波发射换能器T构成，由单片机定时器产生的40KHz的方波信号由P3.4口输出。经74LS04反相器的五个反相器发射，提高发射的功率。
超声接收电路如图3－5所示。
设计中采用了红外线检波接收专用芯片CX20106A制作超声波检波接收电路，该芯片常用于电视机红外遥控接收器。因红外遥控常用的载波频率38KHz
与测距的超声波频率40KHz较为接近，所以可以利用该芯片作为接收电路使用。5．霍尔测距模块：
置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称霍尔效应。
由于汽车后轮是驱动轮，容易与地面打滑，测速传感器必须安装在前轮。为了提高测量精度，如图3-6所示，我们在一个前轮上均匀安装了3个磁片,每
当磁铁片经过霍尔片时，传感器输
出端输出一个脉冲，通过主单片机
的定时器来计数脉冲个数4，依此
计算车子的行程。假设车轮周长
为C，则车子行程为s=nC/4，结合
车子行驶时间t，又可得车子的平
均速率为v=s/t。结合实际情况产图3-6霍尔开关测距原理示意
生调速信号，发给从单片机，从而实现速度反馈调节。
6．光敏二极管电压信号采集：
采用被动式红外探测器。被动式红外探测器内部只有接收红外光的光敏二极管，只能被动地接收障碍物等其他物体发射的红外光。这种检测方法利用日光灯发热产生的较强的红外光来检测光源。
图3－7 光源采集电路
四、系统调试：
1、硬件调试：
2、软件调试：
车速调节的方法有两种：一是用步进电机代替小车上原有的直流电机；二是在原有直流电机的基础上，采用PWM 调速法进行调速。考虑到步进电机的复杂性和不便于修改等因素，这里选择后者，利用单片机输出端输出高电平的脉宽及其占空比的大小来控制电机的转速，从而控制小车的速度。经过多次试验，最终确定合适的脉宽和占空比，基本能保证小车在所需要的速度范围内平稳前行。
3、软硬件结合调试：
经过多次的调试和检测；智能小车能按照预想的那样正常工作，问题不大， 实验测试结果满足要求。
4、系统软件的设计：
五、系统功能、指标参数：
1．测试仪器：卷尺、秒表
2. 测试方法与结果：
让小车在跑道上跑完全程，观察小车实际实现的功能。我们让小车跑5次全程，记录数据如下表。
六、设计总结：
本系统以STC89C52单片机为控制核心通过各种方案的讨论及尝试，再经过多次的整体软硬件结合调试，不断地对系统进行优化。，液晶屏上能显示单片机的工作状态和其他功能的实现。能够精确地检测到金属片的个数和避开障碍物，并且能够沿着光源前进，基本功能都实现了。
作品的成功完成，经过了太多的挫折和苦难，这也让我们明白到团队的精神是多么的重要。从设计到完成一件作品，真的要投入很多的心思和精力。
5、参考文献：
1）：谢维成、杨加国主编，单片机原理与应用及C51程序设计清华大学出版社2009年出版
2）：高吉祥主编，模拟电子线路设计电子工业出版社，2007年出版
3）：张玉莲主编，传感器与自动检测技术机械工业出板社
4）：苏铁力等编著，传感器及其接口技术，北京：中国石化出版社，2000年
6．附：
①系统原理图：
2003年全国大学生电子设计竞赛 简易智能电动车
简易智能电动车（E题） 摘要：简易智能电动车由一个电动玩具车改造而成。系统的控制部分以单片机为核心，通过对前向通道各种传感器信号的采集、处理，较好地实现了后向通道驱动及转向电机的运动控制和相关信息的处理、显示和声光报警。 关键词：电动车，路径跟踪，避障，光源引导
本系统要求设计并制作一个简易智能电动车，其行驶路线示意图如图1所示： 图1 智能电动车行驶路线示意图 1 设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分 总电路框图如图2所示： 1．1 基本要求 ① 电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为2cm 的黑色引导线到达B 点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm 、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 ② 电动车到达B 点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C 点（也可脱离圆弧引导线到达C 点）。C 点下埋有边长为15cm 的正方形薄铁片，要求电动车到达C 点检测到薄铁片后在C 处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。 ③ 电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。 跑线
④电动车完成上述任务后立即停车，全程不得超过90秒，行驶时间达到90秒时立 即自动停车。 图2 系统总体框图 1．2 发挥部分和创新部分 ①电动车在“直道区”行驶过程中，我们存储并显示出了每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。 ②电动车进入停车区域后，能准确驶入车库中。 ③停车后，能准确显示全程行驶时间及成功或完成信息。 2 单元电路的方案论证与电路参数计算 2．1 线路跟踪电路 方案一：采用CCD单色摄像头，配计算机主板及图像采集卡。对白背景下，黑线的识别，目前做的比较成熟，效果相当好。但成本高，很难找到合适的载体。 方案二：采用颜色传感器。目前颜色传感器的应用，越来越广泛，效果也可以。但几百元的价格及相对复杂的处理电路，并且还需要光源，所以也不是一个很好的选择。 方案三：采用一左一右两个红外发射接收对管。该传感器不但价格便宜，容易购买，而且处理电路（如图3所示），简单易行，实际使用效果很好，能很顺利地引导小车到达C点。 在该电路中，加比较器LM311的目的，是使模拟量转化为开关量，便于处理。为
简易智能电动车 简易智能电动车设计报告目录 一. 方案比较.选择与论证--------------------------------------------页码1 二. 系统总体方案设计-------------------------------------------------页码2 1.系统总体结构设计及说明-----------------------------------页码2 2. 系统硬件详细设计.理论分析和计算.详细电路图--页码3 3. 系统软件功能设计.理论分析和计算.各程序框图--页码8 4. 软硬件分别调试.联合调试--------------------------------页码11 三. 测试仪器与测试试验方法--------------------------------------页码12 开发.实验及测试仪器--------------------------------------页码12 四. 测试数据及测试结果分析计算--------------------------------页码13 五. 特色与创新点讨论.设计总结--------------------------------页码13 六. 附录（操作说明.元器件清单.程序清单.参考文献等）---------------------------------------------------------------------页码14 摘要本系统按要求制作了一个
简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达B点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并同时发出声光指示信息，实时存储.显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C 点，能够检测C点下正方形薄铁片，并在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。之后继续行驶，在光源的引导下，利用超声传感器传来的信号通过障碍区进入停车区并到达车库。最后，电动车完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间小于90秒。 并附加其他功能。 另外系统中传感器电路额外加入了单片机便于89C51单片机在之后的运行中检测四周电路，减小89C51负担。 软件方面：因为，会，利用传感器在检测到某物体时输出信号发生特定变化这种规律，让单片机只对此类信号有所反应，大大减少了处理数据，算法，从而加快了系统的反应速度。 一.方案比较.选择与论证根据题目要求，有两种解决方案。 1.精确定时法这种方案主导思想是在对电动车直线.转弯行驶速度以及行程的准确把握基础上利用单片机定时来使电动车顺利通过直道区.弯到区.障碍区并且最终到达车库。 缺点：供电电压不稳定，易导致小车车速不稳定，则距离不好控制；另外路线固定不变，不能应对意外事件，而且想要准确
简易智能电动车E62 设计报告 目录 一、方案比较、选择与论证--------------------------------------------页码1 二、系统总体方案设计-------------------------------------------------页码2 1、系统总体结构设计及说明-----------------------------------页码2 2、系统硬件详细设计、理论分析和计算、详细电路图--页码3 3、系统软件功能设计、理论分析和计算、各程序框图--页码8 4、软硬件分别调试、联合调试--------------------------------页码11 三、测试仪器与测试试验方法--------------------------------------页码12 开发、实验及测试仪器--------------------------------------页码12 四、测试数据及测试结果分析计算--------------------------------页码13 五、特色与创新点讨论、设计总结--------------------------------页码13 六、附录（操作说明、元器件清单、程序清单、参考文献等） -----------------------------------------------------------------------页码14
摘要 本系统按要求制作了一个简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达B点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并同时发出声光指示信息，实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点，能够检测C点下正方形薄铁片，并在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。之后继续行驶，在光源的引导下，利用超声传感器传来的信号通过障碍区进入停车区并到达车库。最后，电动车完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间小于90秒。 并附加其他功能。 另外系统中传感器电路额外加入了单片机便于89C51单片机在之后的运行中检测四周电路，减小89C51负担。 软件方面：因为，会，利用传感器在检测到某物体时输出信号发生特定变化这种规律，让单片机只对此类信号有所反应，大大减少了处理数据，算法，从而加快了系统的反应速度。 一、方案比较、选择与论证 根据题目要求，有两种解决方案。 1、精确定时法
毕业设计(论文) 课题名称基于单片机智能小车设计 学生姓名 学号 系、年级专业信息工程系08电子科学与技术 指导教师 职称讲师 2012年5月13日
摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 关键词：智能车；AT89S52；单片机；金属感应器；霍尔元件；1602LCD
ABSTRACT Smart as a modern invention, the direction of development in the future, he can in an environment where automatic operation in accordance with the pre-set pattern, no human management can be applied to the use of scientific exploration. Smart electric car is one of expression. The simplicity of the design of intelligent electric car, using A T89S52 MCU core as the detection and control of the car; metal sensor TL-Q5MC to detect the way the sensor to the iron plates, so that the feedback signal to send to the microcontroller, so that microcontroller in accordance with predetermined operating mode to control the car traveling in the regions according to a predetermined speed, and the operating mode selected by the microcontroller to control the car traveling along the S-shaped iron plates; Hall element A44E detect car speed; using 1602LCD real-time display car traveling car to stop driving, take turns to car travel time, travel distance, average speed and velocity zone traveling time. This design is simple, more easy to implement, but are highly intelligent, humane, to some extent reflects the intelligent. Keywords: smart car; AT89S52 is; microcontroller; metal sensors; Hall element; 1602LCD
单片机课程设计 题目智能小车的设计 学生姓名饶晓东 院（系）机械与电气工程学院 班级 10机械电子工程01班 学号 2010100548 指导老师于祯 完成日期 2013 年 5 月 31 日 南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 I、课程设计(论文)题目： 智能小车的设计 II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 通过Intel8253和1298N实现汽车的加速、减速、刹停，并可通过两个电
机的不同转速实现左转和右转等功能 III、课程设计(论文)工作内容及完成时间： 1、查阅资料，确定硬件系统框图组成。（5月20日～5月22日） 2、设计完整电原理图。（5月23日～5月25日） 3、设计软件结构流程框图。（5月26日～5月27日） 4、按流程编写各功能模块程序。（5月28日～5月29日） 5、完成课程设计报告（5月30日～5月31日） Ⅳ 主要参考资料： 1、张俊漠，单片机中级教程－原理与应用北京航空航天大学出版社2002 2、郭天祥，51单片机c语言教程 机械与电气系 10机械电子(本) 专业类 01班 学生：饶晓东 日期：自 2013 年 5 月20 日至 2013 年5 月31 日
指导教师：于祯 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室主任 附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。 摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89C52单片机作为小车的检测和控制核心；在小车行驶的过程中能够根据不同的要求通过改变PWM 输出改变小车的行驶速度。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 采用的技术主要有： 1、通过AT89C52自带的定时器设置PWM输出来控制小车的速度； 2、电机驱动芯片L298N控制两个直流电机的转向； 3、数码管显示测量数据
系统可以分为四个 基本模块 一片８９Ｃ５２ 作为主机 主从机之间用单片机通信联系 对各模块的实现１．测金属计算路程模块 金属探测使用接近开关 方案一 在小汽车前后各放一个接近开关Ｊ１ 相距为Ｌ Ｊ２探测到金属 片前端的时间是ｔ２ Ｊ２探测到金属片后端的时间 是ｔ４ 则小车的速度为Ｌ／（ｔ２－ｔ１） ｔ１＋Ｌ 由于小车启动时是加速运动方案二 在小车的前端放置一个接近开关 单片机 记下脉冲数和时间 就可以算出小车的平均 速度 光电传感器可以通过两种方法得到脉冲 数 通过黑白对光线的反射强 弱不同产生脉冲 并且经常使用 另一种方法是 按照光电编码盘的原理使 用光电开关进行测速 所以这种方法 也不容易实现安 装也很方便 所以小磁铁的放 置数量是有限的 所以很难实现 精确均匀分布 综合以上方案 我们本着节约的原则没有采用 光电传感器不 方便安装 所以也没有采用 考虑到本题对速度要求 不是太高 ２．电动机驱动调速模块 方案一 在电动机前段加电位器使 之分压减少以降低转速 从 而避免突然加速对系统的冲击 这种方案的缺点是调节转速需 要人工手动调节电位器小 车刹车时由于电容放电不能及时刹车 用单片机控制Ｌ２９８的输 入使之工作在占空比可调的开关状态 电子开关的速度 很快缺点是小车启动 时车轮容 易打滑 我们选择第二 种 根据以往的实践经验我们特别加了一个 时钟模块以统一整个系统的时间 减少因为时 间不统一而出错的几率 ４．主控模块 主控模块是系统的核心 躲避障碍物 跟踪黑线的大致原理是 由于黑线和白纸的反射 系数不同 方案一 采用直流不调制的反射式 红外发射经过电压比较器比较后送入单片机 并且将输出电压规 范到两个标准值 考虑不理想的原因主要是 周围环境光线的干扰 接收器 如果采用带有交流分量的调 制信号另 外 如果使用占空比小的调制信 号瞬时电流 可以很大 基于上述考虑５．躲避障碍物的选择 躲避障碍物有以下两种方案可供选 择 超声波传感 器的原理是 超声波碰到物体反射回超声波传感器 ｔ／２ 计算出小车同障碍物之间的距离 方案二 反射式红外线光电传感器 因为它只在２００３年全国大学生电子设计竞赛一等奖 简易智能电动车（Ｅ题） 图 １
智能机器人设计报告 参赛者：庆东肖荣于腾飞 班级：级应用电子技术 指导老师：远明 日期：年月日 一、元器件清单： ，，，，，，，蜂鸣器，光敏电阻，光敏三极管，电阻、电容若干，超亮及普通发光管。二、主要功能： 本设计按要求制作了一个简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达点继续行驶，在光源的引导下，利用轻触开关传来的电信号通过障碍区进入停车区并到达车库，完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间越少越好。 本寻迹小车是以有机玻璃为车架，单片机为控制核心，加以减速电机、光电传感器、光敏三极管、轻触开关和电源电路以及其他电路构成。系统由通过口控制小车的前进后退以及转向。寻迹由超亮发光二极管及光敏电阻完成，避障由轻触开关完成，寻光由光敏三极管完成。 并附加其他功能： ．声控启动 ．数码显示 ．声光报警 三、主体设计 车体设计 左右两轮分别驱动，后万向轮转向的方案。为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择，我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。而且裁减比较方便！ 电机的固定采用的是铝薄片加螺丝固定，非常牢固，且比较美观。 轮子方案 在选定电机后，我们做了一个万向轮，万向轮的高度减去电机的半径就是驱动轮的半径。轮子用有机玻璃裁出来打磨光华的，上面在套上自行车里胎，以防止打滑。 万向轮 当小车前进时，左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构，这种结构使得小车在前进时比较平稳。
简易智能电动车 摘要 本简易智能电动车采用简单的人工智能技术，以STC单片机为核心，根据、红外对射、反射传感器、光电传感器以及金属探测传感器所探测到的信号，可以自动寻迹，变速行驶，前轮转动控制，正向逆向行驶，记忆状态，车辆弯道寻迹运行，绕过障碍物行驶，准确进入车库并停车，实时探测金属薄片存储相关信息并发出声光信号，以及测量全程时间、全程路程等功能。 关键词：STC单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车 Abstract This simple intelligent electric vehicles using simple artificial intelligence technology, with STC single-chip microcomputer is, according to DuiShe, infrared, reflex, sensors, photoelectric sensor and metal detection sensor detects signal, can automatically tracing, variable speed drive, front wheel turn control, positive drive in the wrong direction, memory state, vehicle corner tracing running around obstructions, driving into the garage and parking, accurate, real-time detect metal chip storage relevant information and send out sound and light signals, and to measure the overall time, distance etc. Function. Keywords: STC photoelectric detector, microcontroller, PWM speed regulation, electric car
电动智能小车毕业设计论文 摘要 STC89C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。这里介绍的是如何用STC89C51单片机来实现简易智能电动车设计，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用STC89C51单片机为控制核心，利用避障传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。 采用的技术主要有： （1）通过编程来控制小车的速度； （2）传感器的有效应用； （3）新型显示芯片的采用. 关键词STC89C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车 Design and create an intelligence electricity motive small car Abstract 89C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 89C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 89C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: (1)Reduce the speed by program the engine； (2)Efficient application of the sensor; (3)The adoption of the new display chip.
E3 2003年全国大学生 电子设计竞赛 简易智能电动车 设计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利 2003年9月18日
简易智能电动车（E题） 摘要：简易智能电动车由一个电动玩具车改造而成。系统的控制部分以单片机为核心，通过对前向通道各种传感器信号的采集、处理，较好地实现了后向通道驱动及转向电机的运动控制和相关信息的处理、显示和声光报警。 关键词：电动车，路径跟踪，避障，光源引导
本系统要求设计并制作一个简易智能电动车，其行驶路线示意图如图1所示： 跑 线 图1 智能电动车行驶路线示意图 1 设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分 总电路框图如图2所示： 1．1 基本要求 ①电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为2cm的黑色引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 ②电动车到达B点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。 ③电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。
④电动车完成上述任务后立即停车，全程不得超过90秒，行驶时间达到90秒时立 即自动停车。 图2 系统总体框图 1．2 发挥部分和创新部分 ①电动车在“直道区”行驶过程中，我们存储并显示出了每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。 ②电动车进入停车区域后，能准确驶入车库中。 ③停车后，能准确显示全程行驶时间及成功或完成信息。 2 单元电路的方案论证与电路参数计算 2．1 线路跟踪电路 方案一：采用CCD单色摄像头，配计算机主板及图像采集卡。对白背景下，黑线的识别，目前做的比较成熟，效果相当好。但成本高，很难找到合适的载体。 方案二：采用颜色传感器。目前颜色传感器的应用，越来越广泛，效果也可以。但几百元的价格及相对复杂的处理电路，并且还需要光源，所以也不是一个很好的选择。 方案三：采用一左一右两个红外发射接收对管。该传感器不但价格便宜，容易购买，而且处理电路（如图3所示），简单易行，实际使用效果很好，能很顺利地引导小车到达C点。 在该电路中，加比较器LM311的目的，是使模拟量转化为开关量，便于处理。为
毕业设计 题目：简易智能电动车的设计 专业机电一体化 班级 姓名 指导教师
目录 第一部分设计任务与调研 (3) 第二部分设计说明 (5) 第三部分设计成果 (10) 第四部分结束语 (16) 第五部分致谢 (17) 第六部分参考文献 (18)
第一部分设计任务与调研 1、毕业设计的主要任务 本设计的主要任务为在如图1-1所示的行驶路线图中完成如下任务： ①电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为2cm的黑色引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 ②电动车到达B点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。 ③电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。 ④电动车完成上述任务后立即停车，全程不得超过90秒，行驶时间达到90秒时立即自动停车。 跑 图1-1 智能电动车行驶路线示意图
2、研究意义 智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人等领域。以下列举了机器人的一些应用，所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面。 在产品检测方面，对零部件、线路板及其它类似产品的检测是机器人比较常见的应用。一般来说，监测系统中还集成有其它一些设备，他们是视觉系统、X 射线装置、超声波探测仪或其它类似仪器。 在瓦斯、地压检测方面，瓦斯和冲击地压是井下作业中的两个不安全的自然因素，一旦发生突然事故，是相当危险和严重的。但瓦斯和冲击地压在形成突发事故前，都会表现出种种迹象，如岩石破裂等。采用带有专用新型传感器的移动式机器人连续监视采矿状态，以便及早发现事故突发先兆，采取相应的预防措施。 在智能轮椅领域，随着社会的发展和人类文明程度的提高，人们特别是残疾人愈来愈需要运用现代高新科技技术来改善他们的生活质量和生活自由度。智能轮椅主要有口令识别与语音合成、机器人自动定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制功能。用于帮助残障人行走。 在危险环境下，机器人非常适合在危险的环境中使用。在这些险恶的环境下工作，人类必须采取严密的保护措施。而机器人可以进入或穿过这些危险区域进行维护和探测工作，而且不需要得到像对待人一样的保护。 在智能车辆领域，智能小车自动行驶功能的研究将有助于智能车辆的研究。特别能够对人类的汽车交通带来巨大的影响，在改进道路交通安全方面提供了新的解决途径。汽车交通是世界上交通事故发生最多的交通工具，而对于避障智能小车而言，小车在遇到人或者其他障碍物时，可发出声光警告提前预警，提醒司机，从而减少交通事故的发生。因此研究智能小车有利于减少交通事故的发生。 对于探索型智能小车而言，它可以代替人们在恶劣的环境下执行任务。智能小车在探索未知的事物，特别是对于探索太空其他星球而言，智能小车具备有人类不具备的优势：智能小车适应环境能力非常强，可以在恶劣的环境下工作，如在无氧，高温，低温，高压，强辐射等恶劣的环境下。这是人类无法适从的。所以研究智能小车是很有必要的。当然要使智能小车更完美就需要人类制造更先进传感器，制造出更先进的处理器，编写更合理的程序，这对我们来说是一个挑战。
E9简易智能电动车设计报告 中国海洋大学 摘要 本智能小车采用凌阳单片机SPCE061A作为控制器，利用感光、感铁及红外接近传感器来感知外界信号的变化，实现了小车能够沿着黑线走，并且越过障碍物通过光源的引导顺利的达车库，途中记录了遇到的铁块数目并且显示出来。 一、方安论证与比较 1．方案比较 方案一：用继电器来控制电机的停与转，但是转速不可调。用红外传感器实现避障，红外传感器发出了红外光，障碍物反射光，距离障碍物远近不同，传感器输出的信号不同，将信号送入单片机进行A/D转换，控制小车的左传、右转。 方案二：用单片机的PWM信号控制电机的转速，即可实现电机转弯，用红外接近传感器实现避障，当距离障碍物10cm时，红外接近传感器由低电平变为高电平。由单片机控制小车转弯，用磁接近开关检测铁片，有铁片即使开关由常开变常闭，单片机进行声光报警，有光敏三极管检测200w光源。 有光敏电阻来检测白纸上的黑线，是小车顺黑线运动。 2．方案的确定 比较两种方案，运用方案一，信号的处理比较复杂，不容易实现对小车的控制。方案二运用了比较先进的传感器，使问题的处理变得相对简单。通过比较我们最终选用了方案二，并基本完成了题目设计要求 二、工作原理、框图及电路设计 1、工作原理 利用光敏电阻来感知黑线，能够使小车沿着黑线的轨迹走；利用感金属的接近开关来感知铁块，使小车遇到铁块时发出信号；当碰到障碍物时，光电开关由低电平变为高电平；利用光敏三极管来感知光源，引导小车进入车库。 2、电路方框图
3、单元电路设计及分析 （1）光敏电阻部分 利用光敏电阻可以感知颜色的深浅，并根据颜色的深浅的不同而输出不同的电压信号，从而使小车区分白纸和黑线。具体实现电路如下所示图1。 图1 图2 （2）感金属的接近传感器和红外接近传感器部分 利用感金属的接近传感器可以检测到铁皮向单片机发送出信号，使单片机可以记录下铁块的数目；在小车的前、左、右方各放置一红外接近传感器，当小车遇到障碍物时，可以由传感器向单片机发出电压信号，使小车能够根据信号的不同做出相应的反应，从而实现避开障碍物。 （3）小车经过障碍区以后通过光源的导向，利用光敏三极管来感知光源，引导小车进入车库。具体实现见软件程序设计，电路图如下：（附电路图） （4）单片机系统 单片机系统整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又使数据处理器，其功能如下：（附图） 1．单片机SPCE-061(晶振频率32.768K，FLASH32K,,3.3伏供电) 2．32位可编程并行I/O接口 3．2个16位可编程定时/计数器，可以自动预置计数初值 4．具有运行/睡眠方式下的看门狗维护功能
1 引言 电动车的发展史比燃油汽车更长，世界上第一辆机动车就是电动车。后来，由于燃油汽车技术的迅速发展，而电动车在能源技术和行驶里程的研制上长期未能取得突破，从20世纪20年代初至60年代末，电动车的发展进入了一个沉寂期。进入70年代以来，由于中东石油危机的爆发以及人类对自然环境的日益关注，电动车才再度成为技术发展的热点。 近几十年来，主要工业化国家为电动车的开发投入了大量的人力和财力，电动车的各项相关技术也取得了重大的进展。尽管电动车在能源和行驶里程的研制方面，至今尚未取得突破性的进展，但是电动车的美好前景仍然激励着人们锲而不舍地开发新型电动车，改善其性能。处于世纪之交的今天，能源和环境对人类的压力越来越大，要求尽快改善人类生存环境的呼声越来越高。为了适应这个发展趋势，世界各国的政府、学术界、工业界正在加大对电动车开发的投资力度，加快电动车的商品化步伐。虽然目前电动车在能源和行驶里程方面还未能尽如人意，但已足以满足人们的基本需要。从技术发展的角度来看，在走过了漫长而艰难的发展程之后，电动车正面临着重大的技术突破，有望成为21世纪的重要交通工具。 在大都市中，电动车作为一种小型、中速和短途的日常交通工具，是十分理想的。电动车的开发关系到能源、环保、交通和高科技的发展以及新兴工业的兴起，它将推动整个国民经济的发展，成为新的经济增长点。电动车将使能源的利用多元化和高效化，达到能量的可靠、均衡和无污染地利用。从环保的角度来看，电动车是无排放交通工具，即使计及发电厂所增加的排气，从总量上来看，它也将使空气污染大为减少。此外，电动车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全性。 现代电动车的能源系统、电机驱动系统、智能化的能量管理系统、充电系统、车载空调系统和变速系统，电动车的基础设施建设以及未来智能化的交通系统的发展。根据各类子系统的不同特点.近年来，各种显示高新技术的电动车层出不穷，日新月异。
摘要：本智能车是以有机玻璃板为车架，AT89S52单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器、光敏传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由89S52通过IO口控制小车
的前进后退以及转向。壁障，黑线检测及路程测量由RPR220型光电对管完成。同时本系统用ISD2560进行语音的播报，以提示当前状态。本系统同时通过DF无线数据收发模块进行无线数据传输，将该车当前的状态远程传送给显示台。显示台由128*64液晶屏和一个继电器实时状态显示和启动控制。 关键词：AT89S52 直流电机光电传感器光敏传感器消防智能电动车 DF无线收发红外避障语音播放 Abstract: The smart car is aluminum alloy for the chassis, AT89S52 MCU as its core, including motor and servo, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCD display and 2 keys for start control. Keywords: AT89S52 Motor Servo Photo sensor Flame sensor Electrical fire engines DF wireless transmission
课程设计报告 课程设计名称：简易智能小车 目录 一、系统介绍 1.1摘要 (3) 1.2关键字 (3)
二、系统硬件总体设计 2.1方案论证与比较 (3) 2.2方案确定 (4) 2.2.1控制器模块 (4) 2.2.2电机驱动模块 (4) 2.2.3探光模块 (4) 2.2.4避障模块 (5) 2.2.5金属检测模块 (5) 2.2.6 LM298PWN调车速部分 (5) 三、硬件电路设计与分析 3.1控制器模块 (5) 3.2电机驱动模块 (6) 四、系统软件设计 4．1系统软件设计框图 (7) 4．2PWN调速控制程序 (7) 五、讨论及进一步研究建议 (8) 六、设计心得与体会 (8) 七、参考文献 (8) 一、系统介绍
智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体．它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途径。 本文介绍的是一款采用两片AT89S52单片机和LM298N为驱动直流电机的控制器 其性价高，体积小，易操作，稳定度高。以单片机为核心能按键调节直流电机速度为主，设计一基于单片机的直流小电机驱动系统；实现正反转控制；实现速度调节；启动，停止，正反转，调速，并且显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车在光源的引导下，通过障碍进入停车区并到达车库，统计时间。 1.1摘要 本文提供一种以AT89S52为核心、制作了一款智能小车，功能强大。小车具有以下几个功能：自动避障功能；寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）；趋光功能（寻找前方的点光源并行驶到位）；检测路面所放置的铁片的个数的功能；用霍尔传感器实现薄铁片的检测，用光敏电阻实现探测光源。计算并显示所走的路程和行走的时间，并可发声发光。作品可以作为高级智能玩具，也可以作为大学生学习嵌入式控制的强有力的应用实例。 1.2关键字：智能小车传感器AT89S52循迹趋光 二、系统硬件总体设计 设计一个直流电机小车系统，用L298N驱动电机，可加减速调节；用红外发射和接收传感器控制小车在规定区域行走,用红外传感器实现壁障，用霍尔传感器实现薄铁片的检测，用光敏电阻实现探测光源。 2.1方案论证和比较 方案一：采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。采用步进电机控制的小车，利用H桥电路的电机驱动模块。采用6节5号干电池供电。用激光传感器进行避障。TS-D06N1型金属接近开关。采用红外发射接收管来探测黑线。光敏电阻探测光源。单片机进行声光报警和蜂鸣器进行声报警。使用LCD1602来显示。 方案二：采用AT89S52单片机。采用直流电机控制的小车。用基于L298n的电机驱动模块。采用直流稳压电源。用E3F-DS5C2型红外光电开关进行避障。使用LJ30A3-15-Z/BX金属接近传感器。采用RPR-220红外光电传感器来探测黑线。光敏电阻探测光源。单片机进行声光报警和蜂鸣器进行声报警。使用LCD1602来显示。
基于单片机的多功能智能小车设计 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 目录 1 设计任务 (3) 1.1 要求 (3) 2 方案比较与选择 (4) 2.1路面检测模块 (4) 2.2 LCD显示模块 (5) 2.3测速模块 (5) 2.4控速模块 (6) 2.5模式选择模块 (7) 3 程序框图 (7) 4 系统的具体设计与实现 (9) 4.1路面检测模块 (9) 4.2 LCD显示模块 (9) 4.3测速模块 (9) 4.4控速模块 (9) 4.5复位电路模块 (9) 4.6模式选择模块 (9) 5 最小系统图 (10) 6 最终PCB板图 (12)
7 系统程序 (13) 8 致谢 (46) 9 参考文献 (47) 10 附录 (48) 1. 设计任务： 设计并制作了一个智能电动车，其行驶路线满足所需的要求。 1.1 要求： 1.1.1 基本要求： （1）分区控制： 如（图1）所示： （图1） 车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s。 （2）小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度，还能记录每段所走的时间，从而判断是否符合课程设计要求。（记录显示装置要求安装在车上）。 1.1.2 发挥部分： S型控制：如（图2）所示：
淮北师范大学 2013年电赛预选赛方案设计 （一） 题目：简易智能电动车（2003年E题）姓名：杨东、卓泽坤、王定强 实验地点：物理楼411 时间：2013年4月1号—4月20号
基于单片机的简易智能电动车 摘要 本设计以一片单片机STM32F103RB作为核心来控制自动往返小车，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。路面的黑带检测使用反射式红外传感器，通过STRT5000对输入的信号进行处理，使用TFT彩屏显示小车运行的里程和时速以及运行时间。以红外传感器对路面黑线检测用，行驶距离使用对射光电传感器加以码盘进行检测，通过红外传感器进行壁障处理。通过障碍探测模块，采用二只红外传感器分置于小车两边，对小车与障碍物相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应。采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器，在寻找光源时根据每个定位器接收到的光线强弱（有无）得出实时车库方位。 关键词：STM32F103RB 光电传感器L298N控制电动机 光敏二极管障碍探测模块TFT彩屏 Abstract This system is mainly based on a chip called STC12C5A60S2. This intelligent car designed by us three can run automatically through black lines on the ground. KEY WORDS: single-chip microcomputer control system photosensitive diode L298n Obstacle detection module