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智能循迹小车设计与实现

摘要

智能循迹小车设计与实现

本文介绍的是基于单片机STC89C52 控制智能循迹小车的设计。利用红

┊┊┊┊┊┊外对光管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的运动，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车的电机由LG9110驱动，整个系统的电路结构简单，可靠性高。

┊关键词STC89C52LG9110红外对光管循迹小车┊

┊

装

┊

订

┊

线

┊

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

The manufacture of intelligent tracking car

Abstract This articale introduces the design of intelligent tracking car based on the STC89C52 single chip computer.Based infrared detection of black lines and the road obstacles,and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the movement.A electronic drived,which can automatic track and avoid obstacle,was designed and fabricated.In which,the electric machinery of car is drived by the LG9110.The electric circuit stuction of whole system is simple,and the function is dependable.

Keywords STC89C52LG9110 Infrared emitting diode Tracking car

第1章引言

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A／D转换器、D／A转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展。单片机技术作为自动控制技术的核心之一，被广泛应用于工业控制、智能仪器、机电产品、家用电器等领域。随着微电子技术的迅速发展，单片机功能也越来越强大，本设计基于单片机技术在智能寻迹小车控制系统的设计中，以STC89C52为核心，用LG9110驱动两个减速电机，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的传感器管是否寻到黑线产生的电平信号通过传感器再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求作出相应的判断送给电机驱动模块，让小车实现前进、左转、右转、停车等基本功能，寻白线时，外部环境光线的强弱对小车的运动会产生很大的影响，基于此原因，本实验中的寻迹是指在白色地板上寻黑线。

1.1设计目的

1、了解机械部件结构与机械安装过程；

2、掌握电动机齿轮箱内部结构及减速原理；

3、了解电子元器件的基本形状及焊接过程；

4、掌握电子元器件的焊接步骤与检测过程；

5、了解单片机内部结构与程序编制方法；

6、了解LED灯驱动方法，全面掌握流水灯/跑马灯编程技术；

7、了解数码管内部结构，掌握数码显示技术；

8、了解键盘结构原理，掌握中断查询技术；

9、了解话筒电路结构，掌握话筒输入技术；

10、了解蜂鸣器驱动技术，全面体现音乐报警功能；

11、了解光敏电阻结构原理，充分体现夜间自动照明功能；

12、了解红外发射与接收技术，有力体现防撞检测与智能寻迹功能

13、了解直流电机驱动原理，掌握电机驱动技术；

14、认识红外检测传感器，全面掌握红外遥控编码解码技术；

15、了解R232 通信协议，掌握串口通信技术。

16、通过本机系统学习，全面掌握智能自动寻迹机器人的控制方法。

1.2设计要求

当前的电动小汽车基本上采取的是基于纯硬件电路的一种开环控制方法，或者是直线行使，或者是在遥控下作出前进、后退、转弯、停车等基本功能。但是它们不能实现在某些特殊的场合下，我们需要能够自动控制的小型设备先采集到一些有用的信息的功能。本文正是在这种需要之下开发设计的一种智能的电动小车的自动控制系统。它以单片机STC89C51为控制核心，附以外围电路，在画有黑线的白纸“路面”上行使,由于黑线和白线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。判断信号可通过单片机控

制驱动模块修正前进方向，以使其保持沿着黑线行进。轨迹探测模块用2对红

外发射管。2对各置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，外面任意一只检测到黑

线后，做出相应的转向调整，直到重新回到轨道。

┊

装

┊

订

┊

线

┊

第2章

2.1总体方案的设计思路

总体方案设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

该简易智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行使, 不断地向地面发射红外光，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，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。当红外接收探头接收到信号后，再将信号送到单片机由单片机内部程序来控制电机，由电机完成小车的前进，转向。因此，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”——黑线。

2.2总体方案设计

整个路系统分为检测、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，把检测到的光信号转化为电信号，送给单片机进行处理，然后单片机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所示：

图2-2智能小车寻迹系统框

2.2.1 控制器模块

方案一：采用FPGA（现场可编程门阵列）作为系统的控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高。但由于本设计对数据处理速度要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时其芯片引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。因此排除该方案。

方案一：采用89C51作为控制核心。针对本设计特点—多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理多开关量得单片机，而不能用精简I/O口和程序存储的小体积单片机，A/D,D/A功能也不必选用，据此，我们选用S TC89C51单片机,另外，该单片机价格低廉，使用简单。

综上所述，我们选用方案二。

2.2.2 电机驱动模块

方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的运动进行调整，此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，易损坏，寿命短，可靠性不高。

方案二：市面上有专门的双电机驱动芯片L G9110，经测试性能可以满足小车的电机控制要求，而且外围电路比较简单，稳定性好，驱动能力强，能够很好的保证两电机的同步。

因此，采用方案二。

2.2.3 黑线检测模块

方案一：采用摄像头或探测头收集画板上信息。用这种方法，对板面信息处理准确，但是成本过高，对硬、软件的要求都非常高，短时间内难做出实物来。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

方案二：使用可见光发光二级管和光敏二级管组成的发射-接受模块。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二级管工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判；如采用高亮发光管可以降低一定的干扰，

但会增加额外的功率损耗。

方案三：使用反射式红外二级管和接收管组合发射-接收器。由于红外光波长比可见光长，因此受可见光的影响比较小，同时，红外对管还具有以下优点：

质量轻，灵敏度高，线性好，接口电路比较简单，安装方便，对于本系统中近

距离的检测，用它作为传感器将是最理想的。

因此，本系统采用方案三

2.2.4 电机模块

方案一：采用直流电机。直流电机使用方便，价格便宜，有优良调速特性，实现方便平滑调速，调整范围广，有较强过载能力，能承受频繁的冲击负载，可频繁无级快速启动，制动，反转。

方案二：采用步进电机。步进电机的运动精度很高，由其组成的位置控制系统定位准确，稳定时间短，一般可采用开环控制。但控制系统必须由双环形脉冲信号，功率驱动电路等组成方可使用，控制相对复杂。

综上所述，直流电机的电路相对简单，功能合题意，使用方便，价格便宜，本系统采用直流电机作为动力源。

第3章系统硬件设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.1系统的硬件组成

硬件设计总体上以STC89C52为核心，辅以必要的外围电路，完成红外传感器对

运动轨迹的检测，信号的处理，电机的转动等功能。系统总框图如下：

3.2 单片机模块

此部分是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。这里选择了ATMEL公司的STC89C52 作为控制核心部件。该单片机要想正常工作，还需有复位电路和晶振电路，此单片机的最小系统图如下：

┊┊┊┊┊

┊┊┊┊┊┊┊┊装┊C7

30P

11.0592

30P C6

R1510K10uf

VCC

IC1

80C52

┊┊┊

┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

图3-2

3.3 电机驱动模块

LG9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750～800mA的持续电流，峰值电流能力可达1.5～2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降与静态电流；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。9110被广泛应用于玩具汽车电机驱动、自动阀门电机驱动、电磁门锁驱动等电路上。

该驱动芯片LG9110的IA,IB口接单片机，输出口OA,OB接电机。O口为

低电平时，电机正传。O口为高电平时，电机反转。电机驱动电动如下图

3-3：

P10/T

P11/T

P12

P13

P14

P15

P16

P17

INT1

INT0

EA/VP

RESET

P00

P01

P02

P03

P04

P05

P06

P07

P20

P21

P22

P23

P24

P25

P26

P27

RXD

TXD

ALE/P

PSEN

C2104

V C C

P0.0 P0.1I C3L G9110

┊

C3104┊

┊┊┊P0.2

P0.3

┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊

I C4L G9110

图3-3

3.4 红外检测模块

本单元模块中，白色管作为发色管，黑色管作为接管，当白色管发射一束光，遇到黑线或白色物体反射，黑色管接收到反射光，然后把光信号转化为电信号送给单片机进行处理，控制电机的正反转，电路原理图如下：

V C

┊线R8

15K

220

15K

415K

┊

P3.5┊

┊

V2V6V5V4

┊

┊┊┊┊┊

P3.6

P3.7

图3-4

声控模块

220

┊┊┊┊

话筒的阻值随接收到声音信号强度的变化而变化，在电容正端产生变化的电压信号，经电容C5耦合和基本共射极三极管V3的电压反向存在，通过单片机P0.4引脚采集和处理可实现小车的声控功能，正常情况下P0.4管脚采集到的是高电平信号，当话筒收到强度足够的声音后，三极管导通后P0.4管脚变为低电平。原理图如图3-5：

VCC

┊┊┊R6R4

4.7K1M

10uF

47K B1

┊

P0.4

┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊V3

8050

150K

图3-5

┊┊┊┊线┊┊┊┊3.6 报警模块

单片机上电后各管脚默认为高电平，三极管不导通。当需要执行报警时，单片机P0.6管脚出现低电平信号，三极管导通驱动蜂鸣器报警。如图3-6

┊

┊┊┊┊┊┊┊┊

P0.6R2 220V1

8550

S B1

V CC

图3-6

3.7 串口通信模块

┊ ┊ ┊ 此模块用于单片机和电脑进行串口通信，但由于计算机串口为 RS232 电平，高电平为 —12V ，低电平为+12V ，而单片机为 TTL 电平，高电平为+5V ，低电平为 0V ，因此，计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片 MAX232.原理图如下

VCC

┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊

11 10

COM 1

1 6

2 7

3 8

4 9 5

C11

10uF

14 7 13 8 6

IC2 MAX232CPE

C13 10uF

1 3 4 5 11 10 1

2 9 15

C10 10uF

C12

10uF

P3.1 P3.0

订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊

图 3-7

第 4 章

系统软件设计

VDD VCC T1OU T T2OU T

R1IN R2IN C1+ C1-

C2+ C2- T1IN T2IN R1OU T

R2OU T

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

该系统的软件程序采用模块结构，由C语言编写完成，主要由初始化程序，偏道调整程序、声光指示程序，读红外对光管状态，显示程序等模块组成。总的设计流程图如下：

循迹流程图：

循迹程序：

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊#include //包含51 单片机相关的头文件sbit LeftLed=P2^0; //定义前方左侧指示灯端口

sbit RightLed=P0^7; //定义前方右侧指示灯端口

sbit LeftIR=P3^5; //定义前方左侧红外探头端口

sbit RightIR=P3^6; //定义前方右侧红外探头端口

sbit FontIR=P3^7; //定义前方正前方红外探头端口sbit M1A=P0^0;//定义左侧电机驱动A端sbit M1B=P0^1;//定义左侧电机驱动B 端sbit

M2A=P0^2;//定义右侧电机驱动A端sbit

M2B=P0^3;//定义右侧电机驱动B 端sbit

B1=P0^4;//定义语音识识别传感器端口sbit SB1=P0^6;//定义蜂鸣器端口

#define RunShow P1 //定义数据显示端口

void Delay() //定义机器人调转子时间子程序{ unsigned int DelayTime=50000;//定义机器人转弯时间变量

while(DelayTime--); //机器人转弯循环

SB1=!SB1;//蜂鸣器闪响

return;

}

void ControlCar(unsigned char ConType)//定义电机控制子程序

{

M1A=0; //将M1电机A端初始化为0 M1B=0; //将M1电机B 端初始化为0 M2A=0; //将M2电机A端初始化为0 M2B=0; //将M2电机B 端初始化为0 switch(ConType) //判断用户设定电机形式

{

case1: //前进//判断用户是否选择形式1

{M1A=1; //M1电机正转

M2A=1; //M2电机正转

break;

}

case2: //后退//判断用户是否选择形式2

{ M1B=1;//M1电机反转

M2B=1; //M2电机反转

break;

}

┊┊case3: //左转

{

//判断用户是否选择形式3

┊┊┊┊┊┊┊┊

M2A=1; //M2电机正转

break;

}

case4: //右转//判断用户是否选择形式4 {M1A=1; //M1电机正转

//M2电机反转break;

}

case8: //停止//判断用户是否选择形式8 {

break; //退出当前选择

}

void main() //主程序入口

{

bit RunFlag=0;//定义小车运行标志位RunShow=0;//初始化显示状态ControlCar(1); //初始化小车运行状态while(1) //程序主循环

{

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊

Start:

LeftLed=LeftIR; //前方左侧指示灯指示出前方左侧红外探头状态

RightLed=RightIR; //前方右侧指示灯指示出前方右侧红外探头状态

if(LeftIR==0) //左侧红外探头没有接收到白色道路信号{

ControlCar(4); //左侧没有信号时，开始向右转一定的角度Delay(); //修改这里进行转弯角度的调整

D elay();//同上

Delay();

goto NextRun;

}

if(RightIR==0)

{

ControlCar(3); //右侧没有信号时,开始向左转一定的角度

Delay(); //修改这里进行转弯角度的调整

D elay();//同上

┊订┊┊┊┊

┊线}

}

Delay();

goto NextRun;

}

goto Start;

NextRun:

ControlCar(1);

┊

避障流程图：

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊避障程序：

#include //包含51单片机相关的头文件sbit LeftLed=P2^0;//定义前方左侧指示灯端口

sbit RightLed=P0^7;//定义前方右侧指示灯端口

sbit LeftIR=P3^5;//定义前方左侧红外探头端口sbit RightIR=P3^6;//定义前方右侧红外探头端口sbit FontIR=P3^7;//定义前方正前方红外探头端口sbit M1A=P0^0; //定义左侧电机驱动A端sbit M1B=P0^1; //定义左侧电机驱动B端sbit

M2A=P0^2; //定义右侧电机驱动A端sbit

M2B=P0^3; //定义右侧电机驱动B端sbit

B1=P0^4; //定义语音识识别传感器端口sbit SB1=P0^6; //定义蜂鸣器端口

#define RunShow P1//定义数据显示端口

void Delay() //定义机器人调转子时间子程序{ unsigned int DelayTime=50000;//定义机器人转弯时间变量while(DelayTime--);//机器人转弯循环

SB1=!SB1; //蜂鸣器闪响

return;

}

void ControlCar(unsigned char ConType) //定义电机控制子程序

{

┊┊M1A=0; //将M1电机A端初始化为0 M1B=0; //将M1电机B端初始化为0 M2A=0; //将M2电机A端初始化为0 M2B=0; //将M2电机B端初始化为0 switch(ConType) //判断用户设定电机形式{

┊case 1: //前进//判断用户是否选择形式1

┊┊┊┊┊┊{ M1A=1; //M1电机正转M2A=1; //M2电机正转break;

}

┊

case 2: //后退//判断用户是否选择形式2

┊┊装┊┊┊{ M1B=1; //M1电机反转M2B=1; //M2电机反转break;

}

┊case 3: //左转//判断用户是否选择形式3

┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊{ M1B=1; //M1电机反转

M2A=1; //M2电机正转

break;

}

case 4: //右转//判断用户是否选择形式4 { M1A=1; //M1电机正转

M2B=1; //M2电机反转

break;

}

┊┊┊case 8: //停止

{

//判断用户是否选择形式8

┊┊┊┊┊

break; //退出当前选择}

}

void main() //主程序入口{

RunShow=0; //初始化显示状态ControlCar(1); //初始化小车运行状态while(1) //程序主循环

{

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

LeftLed=LeftIR; //前方左侧指示灯指示出前方左侧红外探头状态

RightLed=RightIR;//前方右侧指示灯指示出前方右侧红外探头状态

RunShow=FontIR; //数据显示窗口,指示前方红外探头状态if(FontIR==0||LeftIR==1 || //判断前方,左侧,右侧是否有信号输入RightIR==1)

{ControlCar(2); //让小车后退

Delay(); //开始小车后退延时子程序

Delay(); //决定了小车后退的步数

Delay(); //改变它可以改小车后退的距离

Delay(); //这里只是一个延时

ControlCar(3); //改变小车为左转方向

Delay(); //开始小车左转延时子程序

Delay(); //改变它可以改变小车旋转的角度

Delay(); //同上

ControlCar(1); //改变小车为前进运行状态

SB1=1; //这个多一步将蜂鸣器关闭

}

if(B1==0) //判断是否有声音信号输入

{

while(B1==0); //去除声音多余的杂波

if(RunFlag==0) //判断小车当前的运行状态标志

{RunFlag=1; //改变小车当前的运行状态标志

ControlCar(8); //停止小车的运行

}

else //否则执行的代码如下

{RunFlag=0; //判断小车的运行状态标志

ControlCar(1); //改变小车为前进的运行状态

}

┊

装

┊

订

┊

线

┊

第5章总结

5.1 总结

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

经过十多天的努力我们组的课程设计终于完成了,但是现在回想起来做课程设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，艰辛同时又充满乐趣,不过乐趣尽在其中！这次做课程设计不仅是对所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。

本次设计我们按照老师组织的设计步骤的要求来进行，从课题分析开始，再进行总体设计、详细设计,最后到系统实现。每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去。也使我掌握了一整套规范的设计操作流程。

这次课程设计让我学习到很多。焊接阶段又让我认识了一些新的器件，另外，让我明白了焊接必须准确，规范，才能为下一阶段的调试程序打下基础。最重要的是我从最后的课程设计说明书中学会了如何设计一份报告。本次设计的小车基本上实现了所需功能，但还有一些不足，由于所用对光管较少，循迹，避障的效果不是很理想。虽然本次课程设计结束了，但这只能是一个开始。单片机设计还有很多。在微型计算机控制领域，要学的实在太多，仅大学生涯所学实在有限。我们只有对自己有了更高的要求，才能作为动力不断取得新的成绩!

参考文献

[1]

[2]

谢自美·电子线路设计.试验.测试[M] ·华中科技大学出版社，2004

宗光华·机器人的创意设计与实践[M] ·北京航空航天大学出版社，

2004

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

[3] Richard Barnett《嵌入式C语言编程与Microchip PIC》清华大学出版社，2006

[4] 马忠梅《单片机的C语言应用程序设计》第三版北京航空航天大学出版社,2005

[5] 杨帮文·新编传感器实用宝典[M] ·机械工业出版社，2005

[6] 周坚编·单片机C语言轻松入门[M] ·北京航空航天大学出版社,2006

智能循迹小车论文

智能循迹小车 ****电子与通信工程学院队员：*** *** *** 前言摘要随着现代化的不断发展，自动化越来越普及，对传感器的应用越来越多，要求精度越来越搞高，本设计面向机械自动化发展，采用了AT89S52单片机作为控制核心，利用红外对管传感器检测黑线达到循迹目的，以及自动停车，自动寻迹，整体系统的电路结构简单，可靠性能高。采用技术主要有：（1）AT89S52单片机应用；（2）L298电机驱动及PWN电机调速；（3）传感器的有效应用；（4）程序算法的应用。关键字AT89S52 红外对管循迹 L298N PWM调速 18B20 霍尔传感元件 Intelligent follow obstacle-avoidance car Abstract With the continuous development of modernization and

automation increasingly popular, the application of sensor, demanding more and more get high, the precision mechanical automation development, design oriented adopted as control core and AT89S52 SCM by infrared sensor detects the pipe to follow black with ultrasonic ranging tracing purpose, the principle of automatic control electric cars and to detect obstacles obstacle avoidance, the color of speed, speed, and automatic parking, automatic tracing, overall system circuit structure is simple, reliable performance is high. This design is according to guangxi university students electronic design competition first stage three senior undergraduate group of topic, the topic request as table 1. Using technology mainly include: （1）AT89S52 Microcomputer application; （2）L298 motor drive and PWN; motor speed （3）Sensor effective application; （4）Program use of the algorithm. Keyword AT89S52 Infrared to tube follow mark PWM Ultrasonic obstacle avoidancTCS230 Color sensors

智能车实验报告

宁波大学创新性开放实验报告题目基于光电传感器的自动寻迹小车学号：姓名：专业：指导教师：目录光电感应智能车............................................................................................. 错误！未定义书签。

一、硬件系统…………………………………………………………………………………错误！未定义书签。（一)硬件框图 (3) 1、电源模块 (4) 2、寻迹模块 (4) 3、驱动模块 (5) 4、测速模块 (6) 二、软件系统 (7) （一）主程序流程图 (7) 1、电机驱动 (8) 2、舵机驱动 (10) 参考文献 (13)

光电感应自动寻迹智能车【摘要】如果把自动寻迹小车成比例的扩大数倍，就成为真正有意义上的智能车，可以运用于军事、民用领域，对未来汽车行业的发展有一定的借鉴意义。通过光电传感器来寻找轨迹，以所编写的程序为软件支持，通过单片机计算生成相应的控制参数，驱动电机来使小车按照轨迹运动。其中小车在直线行驶过程控制参数保持不变，匀速行驶，而在小车要转弯之前则要先减速以防止小车过弯时冲出赛道，弯道过去之后在加速行驶以减少行驶时间。【关键词】红外传感器；PID控制；自动寻迹一、硬件系统（一）智能小车的整体结构图智能车通过单片机来接受和发出参数状态信号，电源模块是给智能车各个模块提供电压以使模块可以正常运作，寻迹模块则是包含着参数输送给单片机的作用，驱动模块是小车动起来的根源，测速模块是为了控制车速以使智能车平稳的沿着车道运行。

智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车设计专业：自动化班级：自动化132 姓名：罗植升莫柏源梁桂宾指导老师： 2014年4月——2010年6月

本课题是基于STC89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是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。小车系统以 STC89C52单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。

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，所以作为机电一体化学生，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。此项设计是在以杨老师提供的小车为基础上，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。

循迹小车的设计与制作毕业设计论文

毕业论文声明本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。学位论文作者（签名）：年月

关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：毕业设计（论文）

基于STC89C52单片机-红外智能循迹小车 (1)

基于STC89C52单片机红外智能循迹小车实验报告册学院：电气工程学院协会：电子科技协会班级：电气1206 班姓名：蔡申申学号：201223910625 联系方式：151 **** ****

摘要本报告论述了自己参加第八届河南工业大学科技创新大赛——基于STC89C52RC单片机红外智能循迹小车的方案论证、制作过程、调试过程。设计采用STC89C52RC单片机为核心控制器件，采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号，单片机获取路面信息后，进行分析、处理，最后控制减速电机转动实现转向。实验表明：该系统抗干扰能力强、电路结构简单、制作成本低，运行平稳、可靠性好。关键词：STC89C52单片机、反射式光电对管、PWM调速减速电机

目录摘要 (2) 1 绪论 (4) 1.1 智能循迹小车概述 (4) 1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (4) 1.1.2 智能循迹分类 (4) 1.1.3 智能循迹小车的应用 (5) 2 智能循迹小车总体设计方案 (5) 2.1 整体设计方案 (5) 2.1.1 系统设计步骤 (5) 2.1.2 系统基本组成 (5) 2.2 整体控制方案确定 (6) 3 系统的硬件设计 (6) 3.1 单片机电路的设计 (6) 3.1.1 单片机的功能特性描述 (6) 3.1.2 晶振电路 (7) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 光电传感器模块 (8) 3.2.1 传感器分布 (8) 3.3 电机驱动电路 (9) 3.3.1 L298N引脚结构 (9) 3.3.2 电机驱动原理 (9) 4 系统的软件设计 (10) 4.1 软件设计的流程 (10) 4.2 本系统的编译器 (10) 5 系统的总体调试 (11) 5.1 硬件的测试 (11) 5.2 系统的软件调试 (11) 结论 (11) 致谢 (11) 参考文献 (12) 附录A 原理图与模块电路图 (12) 附录B 程序代码 (13) 附录C 硬件实物图 (15)

智能循迹小车设计报告

电子作品设计报告项目名称：智能小车学院：机电工程学院专业：应用电子技术班级：09应电（1）班组别：第三组姓名：杨磊赖焕宁梁广生指导老师：杨青勇玉宁

目录摘要： (3) 关键词： (3) 引言： (3) 一、系统设计 (3) 1.1设计要求 (4) 1.2车体方案认证与选择 (4) 二、硬件设计及说明 (5) 2.1原理图设计 (5) 2.1.1稳压电源 (5) 2.1.2基本系统 (5) 2.1.3电机驱动 (5) 2.1.4液晶显示部分 (6) 2.1.5RS485数据总线 (6) 2.1.6循迹部分 (7) 2.2PCB设计 (7) 2.2.1主板PCB (7) 2.2.2循迹板PCB (8) 三、软件设计及说明 (8) 四、系统测试过程 (10)

五、总结 (11) 六、附录 (11) 附录一：系统元器件清单 (11) 附件二：系统测试源程序 (12) 摘要：本组的智能小车是采用凌阳的车架，是以两个电机来驱动小车，主板部分自行设计。通过接收器MAX1483来采集信息，传送进主控芯片PIC16F886单片机，进行数据处理后，送进驱动芯片L293D以完成相应的操作。采用反射式红外光电传感器ST178来实现小车自动循迹功能，并且整个过程采用液晶显示屏RT1602来显示相应的数据。关键词：PIC16F886 L293D 反射式红外光电传感器ST178 自动循迹引言：近现代，随着电子科技的迅猛发展，人们对技术也提出了更高的要求。汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性，操作性等方面都有巨大的优势，在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。智能小车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。本文设计的小车以PIC16f886 为控制核心，用反射式红外光电传感器作为检测元件实现小车的自动循迹前行，并显示等功能。一、系统设计本组智能小车的硬件主要有以PIC16f886 作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。其中电机驱动部分和其他部分分别由两个不同的电源分开供电。小车硬件系统结构示意图如下：

智能循迹小车分析方案

智能循迹小车设计专业：自动化班级：0804班姓名：指导老师： 2018年8月——2018年10月摘要：

本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是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。小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。引言

循迹小车课程设计报告

南京工程学院工程基础实验与训练中心本科课程设计说明书（论文）题目：自动循迹小车专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：起迄日期：2012.6.11～2012.7.6 设计地点：工程中心B208

目录摘要： (4) Abstract (5) 一、系统方案 (6) 1、课设要求： (6) 1.1、完成基本设计功能： (6) 1.2、发挥部分 (6) 2、总体设计 (6) 3、模块方案比较与论证 (7) 3.1、电源模块： (7) 3.2、电机驱动模块: (7) 3.3、传感器模块： (9) 3.4、显示模块: (10) 3.5、测速模块 (12) 二、循迹小车硬件设计 (13) 1、机械设计 (13) 2、小车各模块分布 (13) 3、小车传感器位置排布 (13) 三、循迹小车软件设计 (14) 1、循迹小车主函数流程图 (14) 2、计算路程模块流程图 (14) 3、循迹模块流程图 (16)

四、程序 (18) 五、开发总结与心得 (18) 1、总体方案论证和确立 (18) 2、各分立模块的制作调试 (18) 3、总车的装配调试 (19) 4、总结与展望 (19) 六、参考文献 (19)

课程设计说明书（论文）中文摘要摘要：硬件设计：自动循迹小车控制器采用STC89C52单片机，采用LCD1602液晶显示屏显示当前小车速度和里程等数据；电机正反转采用L298N集成电路模块来驱动，也可以直接采用三极管组成桥式驱动电路来控制。里程检测传感器采用霍尔传感器或光电发射接收对管。跑道标志线采用光电发射接收对管检测并使用软件整形消抖措施，电源采用4节7号充电电池供电（在条件允许情况下单片机与电机可使用独立稳压电源供电）。软件设计：主程序主要任务一方面扫描光电发射接收对管检测到的信号，然后判断小车转向；另一方面主程序还需要完成速度里程显示任务。采用外部中断0来实现小车速度检测，通过光电接收对管或霍尔传感器检测小车转速，小车每转动一周将会使传感器发出一中断申请信号；采用外部中断1来实现金属块检测，传感器选用接近开关，检测到金属后，接近开关将申请中断。关键词：单片机液晶显示桥式驱动电路主程序

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹，小车可以前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声音控制小车的启停。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。 P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single- chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction. KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed 1

智能循迹小车实验报告18447

简单电子系统设计报告 ---------智能循迹小车学号201009130102 年级10 学院理学院专业电子信息科学与技术姓名马洪岳指导教师刘怀强

摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位。本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外传感器，通过检测高低电平将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。关键词：STC89C51单片机；L298N；红外传感器；寻迹一、设计目的通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在控制系统中的应用。进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。二、设计要求该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制，绕跑到行驶一周。三、软硬件设计硬件电路的设计 1、最小系统：小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片，图1是其最小系统电路。主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下：（1）、电源电路：给单片机提供5V电源。（2）、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。

图1 单片机最小系统原理图 2、电源电路设计：模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。在本设计中，51单片机使用5V电源，电机及舵机使用5V电源。考虑到电源为电池组，额定电压为4.5V，实际充满电后电压则为4-4.5V，所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电，舵机及电机直接由电池供电。 3、传感器电路：光电寻线方案一般由多对红外收发管组成，通过检测接收到的反射光强，判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成，红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。

智能寻迹小车设计报告

~ 目录 1.项目设计目的 (1) 2.项目设计正文 (3) ．项目分析及方案制定 (3) ．设计步骤及流程图 (4) 寻迹设计步骤 (4) 流程图 (4) ( ．主要模块介绍 (4) LM393的主要特点 (4) LM393引脚图及内部框图 (5) LM393 功能简介 (5) 89C2051 (5) 89C2051简介 (5) 89C2051 主要性能参数 (5) 89C2051 功能特性概述 (6) 。．电路设计及PCB绘制 (6) 电源电路 (6) 红外收发电路 (6) 电机驱动电路 (7) 单片机最小系统 (7) 整体电路 (8)

PCB板的绘制 (8) . 成品展示 (9) \ 3．项目设计总结 (9) 4．参考文献 (10) 智能寻迹小车 ——CDIO三级项目王君杰（电子信息工程 1501 6）一、项目设计目的在科技飞速发展的今天，智能化的概念已经渗入到各行各业，自动控制系统也出现在生活的方方面面，早到工厂的机械化生产，近到目前的自动驾驶。越来越多的领域涉及到电控制技术。特别是使用单片机一类的MCU的控制，在生活中越来越常见。因此，基于单片机控制的电路的学习和时间对于我们来说就显得尤为重要。同时，对于单片机作为软件主控单元，结合模电数电的硬件电路支持的综合项目开发，也是作为大学生需要了解并且熟练运用的基础。掌握了这些知识，对于我们以后的职业发展也有着莫大的帮助。二、? 三、项目设计正文、项目分析及方案制定首先对于“智能寻迹小车”这个标题而言，我们可以分为两个部分：小车和智能寻迹。“小车”决定了硬件电路的大致构成：电源、电容、电阻、开关、电机、LED。而“智能”则决定了一些高级电路的选用：MCU、传感器、电机驱动、电位器及一些IC。其次，假如去掉“智能”两字，仅关注如何做成一个能够行驶的小车，那么电路的搭建将会变得尤为简单。假如做一个“上电即跑”的小车，那么连开关都不需要，仅需要电源（干电池即可），两个电机（3V/100mA）和两个限流电阻按图一方式连接即可。当然，这样的小车只能实现向一个方向前进，无法实现跑道的自动识别和转向。不过，这个电路也是所有行驶工具的基础，所有的行驶工具，都是在这个电路的基础上按照想要实现的功能进行拓展开发。接着让我们来到“智能”的环节。所谓智能，也就是需要小车有人的思想，正如同课题所述——寻迹。智能的小车需要具备自动识别跑道的能力。同时，在采集到跑道信息后要做出相应的处理。在我们这个课题中，也就是需要及时并

创新性实验循迹小车实验报告

时间：周三上午组号：5 创新性实验报告题目寻迹小车学院电子信息学院专业xxx 班级xxx 学号xxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 完成日期2014年5月

目录 1 摘要 (3) 2 引言 (3) 3系统总体设计 (3) 4硬件电路设计 (5) 5 制作与调试 (6) 5.1 硬件电路的布线与焊接 (6) 第一步：电路部分基本焊接 (6) 第二步：机械组装 (6) 第三步：安装光电回路 (7) 5.2 调试 (7) 整车调试： (7) 6 结论及建议 (7) 7 附录 (8)

1 摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进。LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。关键词：红外反射式传感器，自寻迹小车，闭环控制 2 引言随着素质教育的越来越被重视，很多学校都把制作智能小车作为首选课题，智能小车生动有趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力，而且智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题。我们制作的是一款由数字电路来控制的智能循迹小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。 3 系统总体设计本系统的整体框图如图1所示。它包括传感器电路、电压比较电路、电机驱动电路、电源电路。

智能小车寻迹论文

绪论在当前的这个环境，随着不断进步的生产技术，各个企业对自动化技术的要求也是越来越高。智能车辆或者与智能车辆相关的产品已经开始成为各种自动化系统的关键设备，这其中主要包括了物流、运输等系统。所以，智能车辆被越来越多的人们所关注，同时，也有越来越多的国家开始对智能车辆的开发和设计进行积极的研究。智能小车是一个典型的高科技综合系统。智能小车包含了多种高新科技的系统，而这些系统又运用了更多的高新技术，其中包括了对环境的探测、传感，对运行路线的决策、计算，以及信息通讯和自动控制行驶等多种功能。简单的来讲，智能小车就是将双腿变成了的多个轮子的移动机器人。所以，智能小车在机械和电路的设计方面，都要比其他智能机器人的运行也更稳定，也更加简单。另外，由于智能小车的优点就在于控制简便，运行稳定，所以对智能小车的行驶的速度与方向之间的配合就有比较严格的要求。首先，小车可以通过传感器来获取当前道路状况，然后将传感器获取到的数据传输到处理器，处理器再结合小车当前的行驶状态，迅速地进行计算，对小车的行驶的方向和行车的速度进行快速的调整改变，进而对目标道路进行迅速准确的跟踪。 1.开发概述 1.1 研究现状移动机器人出现于20世纪06年代，当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制[1]。从此，移动机器人作为机器人学中的一个重要分支,从无到有，数量开始不断的增多。在目前的环境下，由于企业的生产技术在不断进步，对自动化技术的要求也在一直的加深，在未来工业生产和日常生活中，智能小车系统将会扮演重要的角色，智能小车将会在人们的视野中出现地越来越频繁。 1.2 选题意义随着科技的不断发展，人们也越发的开始关注一些研发人工智能产品的情况。智能小车可以在各种条件恶劣的情况下代替人们进行一些复杂的任务，例如排雷防爆，矿区检测，狭窄的地方进行货物搬运等。正是由于这种智能小车设备有非常多的运用前景，所以对智能小车的进行寻迹避障的研究设计就是目前首要的目标，因为小车需要正确的在规定的路线中行进并执行相应的任务。

循迹小车设计思路

1 方案与论证 1.1控制芯片的选择方案一：选用AVR单片机Atmega128L，Atmega128L是高性能、低功耗的AVR ? 8 位微处理器，64引脚。采用先进的RISC 结构，具有133 条指令，大多数可以在一个时钟周期内完成。它具有两个独立的预分频器和比较器功能的8 位定时器/计数器和两个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/计数器及具有独立预分频器的实时时钟计数器。片内带有模拟比较器。具有上电复位以及可编程的掉电检测功能。其片内资源丰富，具有：8个外部中断，4个定时计数器，53个I/O口，可解除I/O口资源不足的困难。其引脚大多数都有具有第二功能，功能强大。. 方案二：采用AT89S52单片机，AT89S52 单片机是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。AT89S52有5个中断源，和3个定时计数器。方案三：采用FPGA（现场可编辑门列阵）作为系统控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，集成度高，体积小，稳定性好，并且可利用EDA 软件进行仿真和调试。FPGA采用并行工作方式，提高了系统的处理速度，常用于大规模实时性要求较高的系统。方案比较：由三种方案可以看出，以Atmega 128L核心可以方便地实现对各个部分的控制和外接，而AT89S52而需要外扩大量的I/O口才能满足需要，而FPGA的高速处理能力得不到充分发挥且价格较贵，所以我们选择方案一。（2）轨道行程控制方案的选择为了使电动车能够识别黑线不跑离轨道，我们在系统中加装了光电传感器和金属传感器。 1.2 路面检测我们采用检测黑线的方法来控制智能小车的行走轨迹，使用了两个红外对管来检测黑线，同时用超声波传感器检测小车周围的障碍物。方案一：采用热探测器。热探测器是利用所接收到的红外辐射后，会引起温度的变化，温度的变化引起电信号输出，且输出的电信号与温度的变化成比例，温度变化是因为吸收热辐射能量引起的，与吸收红外辐射的波长没有关系，即对红外

循迹小车制作报告

综合电子设计与实践课程实验报告课题名称：循迹小车的制作班级：XXXXXX 实验者:XXXXXX 实验时间：XXXXX

摘要本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。信号检测模块采用红外光对管，用以对黑线进行检测。主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片，单片控制与传统分立元件电路相比，使整个系统有很好的稳定性。信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机，经单片机处理过后对L298N发出指令尽心相应的调整。小车速度由单片机输出的PWM波控制。控制电动小车的速度及转向，从而实现自动循迹的功能。关键词：智能小车STC89C52单片机L298N 红外光对管一．绪论（一）智能小车的作用和意义自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。随着科学技术的发展，机器人的感系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航一种实用有效的方法。机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车（A VG—auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。该智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、CPU、执行部分。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以舍弃昂贵的CCD传感器而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向和速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现（二）智能小车的现状现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系

智能循迹小车设计论文

摘要：循迹小车采用传感器来识别白色路面中央的黑色引导线，通过C8051F310 单片机实现对转向舵机和驱动电机的PWM控制,利用检测器检测道路上的标志，使小车实现快速稳定地循线行驶。分模块阐述了循迹小车的原理、软硬件设计及制作过程.针对路径特点对循迹小车的方向控制和速度控制提出了舵机分级转向、速度分段控制的解决方案。实验表明，循迹小车能够较快速、平稳地完成对各种曲率引导线的循迹行驶任务。关键词：单片机、电机、传感器、循迹。 Summary： Tracing car photoelectric sensor to identify the white road to guide the central black line through the C8051F310 microcontroller and drive to achieve the steering servo motor PWM control, the use of detector on the road signs to make the car look fast and stable line-line, down. Sub-module describes the principles of tracing the car, hardware and software design and production process.Path tracing for the characteristics of the car’s direction and speed control servo proposed classification steering, speed control sub-solutions. Experiments show that, tracing the car can be more rapid and smooth completion of the guide line of curvature of the driving task of tracing. Keywords: Microcontroller, motors, sensors, tracing.

循迹小车课程设计模板

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文）课程名称：单片机课程设计设计题目：智能循迹小车院系：电气学院测控系班级：光电五班设计者：谢鹏、于鸿杰学号：1110100426、指导教师：胡瑞强设计时间：2014.9.10 哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

开题报告 1 绪论 1.1课题目的《单片机原理及应用》是一门应用设计类课程，也是一门工程实践性很强的课。做到理论与实践相结合，灵活运用、融会贯通，提高实际动手能力，是我们学习这门课的最终目的。在这次的单片机课程设计中，我们的主要目的是：（1）设计一辆电动小车，使它能够从起始端出发，自动地沿着黑线行驶。（2）在此基础上适当地进行功能扩展，扩展目标初步定为：增加红外遥控功能。进一步学习单片机原理及其应用，了解红外探测器的工作原理。 1.2 课题意义电动智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气控制工程、智能控制等学科。智能控制技术是一门跨学科的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。本课题所设计的智能电动小车能沿着黑线自动行驶，既具有操作机(机械本体)、控制器、直流电机驱动器和检测传感装置，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成灵活运动的自动化电子生产设备。随着工业电子自动化的不断发展,工业机器人被广泛应用于工业生产的各个部门,如采掘、喷涂、焊接、医疗等各大领域。由于工业机器人的出现,它不断替代了人们的繁重劳动,大大提高了劳动生产率,减轻了人们的劳动强度,此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作,日益体现出它的优越性。电动智能控制小车模拟机器人的运作，可以通过自己的动手排除故障，更加可以给学生一个实践操作的空间，加强学生的动手能力和思维能力。在制作的产品中，发现一些比较符合实际应用的电动小车玩具，而且成本低廉，能够运用于实际生产并且有一定的新颖度，在社会有一定的需求。在制作中提高自身对社会需求方向的灵敏度，发现商机，为自己以后实现创业这个宏伟的目标中打下一个坚实的基础。 1.3 设计要求（1）自动循迹小车从安全区域启动。（2）小车按指定路线运行，自动区分直线轨道和弯道轨道，在指定弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯等功能。（3）小车完成指定运行任务。（4）小车完成扩展部分功能：红外遥控。

毕业设计+智能循迹避障小车设计

单片机系统课程设计轮式移动机器人的设计学院：通信与电子工程学院班级：电子131 姓名：初清晨学号： 2013131013 同组成员：孟庆阳张轩指导老师：王艳春日期： 2015年12月24日

组员分工 1、组长：张轩，实物焊接，报告整理，程序设计 2、组员：孟庆阳，实物焊接，仿真测试，报告整理 3、组员：初清晨，实物焊接，报告整理，仿真测试

目录摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1智能小车的意义和作用 (2) 1.2智能小车的现状 (3) 第二章方案设计与论证 (3) 2.1 主控系统 (3) 2.2 电机驱动模块 (4) 2.3 循迹模块 (5) 2.4 避障模块 (6) 2.5 机械系统 (7) 2.6电源模块 (7) 第三章硬件设计 (7) 3.1 AT89S52单片机的简介 (8) 3.2总体设计 (11) 3.3驱动电路 (12) 3.4信号检测模块 (13) 3.5主控电路 (14) 第四章软件设计 (15) 4.1主程序框图 (15) 4.2电机驱动程序 (15) 4.3循迹模块 (16) 4.4避障模块 (20) 结束语 (25) 致谢 (26) 附录一循迹加红外避障综合程序 (28) 附录二实物图 (32)

摘要随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快，智能度越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。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用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、循迹、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示，无需人工干预。因此，智能电动小车具有再编程的特性，是机器人的一种。本设计采用AT89S52单片机加电机驱动电路和红外遥控及循迹模块还有红外接收一体化传感器设计而成，采用模块化的设计方案，运用红外遥控器控制小车的前进、后退、左转、右转、启动和停止。关键词：智能小车；STC89C52单片机；L9110；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Abstract：Based infrared detection of black lines and the road obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode

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