下载文档原格式
论文题目基于单片机的智能小车设计与制作目录1 引言 (2)2设计思想、方案选择及设计任务的指标 (3)2.1 设计思想 (3)2.2 方案设计比较与选择 (4)2.2.1 遥控模块 (4)2.2.2 障碍物检测模块 (5)2.3 设计指标及技术参数 ···················································错误！未定义书签。
3 硬件电路设计 (6)3.1 智能寻迹小车系统框图及概述 (6)3.2 智能小车系统硬件电路图及单元电路 (7)3.2.1 系统的硬件电路总体设计 (7)3.2.2 分布单元电路设计与功能概述 (7)3.3 单元电路设计小结 (12)4 软件程序设计 (12)4.1 (15)4.2 (17)4.2.1 程序状态指示灯模块 (17)4.2.2 流水灯演示模块 (17)4.2.3 数码管及跑马灯模块 (18)4.2.4 按键中断查询模块 (18)4.2.5 话筒声音识别模块 (18)4.2.6 光敏电阻及蜂鸣器模块 (19)4.2.7 红外反射与直流电机驱动模块 (19)4.2.8 串口通信模块 (20)4.3 单元模块程序设计小结 (20)5 实物运行与测试结果以及结论 (20)5.1 小车的运行情况 (21)5.2 小车的测试结果及分析 (21)5.3 结论 (22)6 结束语 (22)参考文献 (22)英文摘要 (24)致谢 (24)附录A：系统总原理图 (25)附录B：部分程序清单 (26)附录C： (32)附录D： (33)基于单片机的智能小车设计与制作王鹰摘要：基于近几年大学生电子大赛中关于小车的研究，对此根据嵌入式系统的应用，提出了提出了一种以8位单片机作为系统大脑能实现智能循线避障避悬崖小车的设计方法，通过主芯片的32个完全IO端口，对这些端口加以信号输入电路，控制电路和执行电路，并且利用红外探头技术检测障碍物和搜集地面信息，采用AT89S52单片机进行适时控制，实现智能循线避障以及避悬崖。
（完整版）单片机智能小车设计书毕业设计摘要智能作为现代社会的新生产物，是未来的发展的一个重要方向，它可以按照预定的模式在特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期目标。
本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等对智能化机器人，智能家用电器等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。
整个智能小车设计主要以单片机为控制核心，通过无线遥控实现小车前后左右的移动，以及对小车功能模式的转换；通过红外线光电传感器,实现小车的避障功能和循迹功能。
设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。
结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。
从最小系统到无线遥控，红外循迹和避障，都严格按照科学严谨态度完成。
通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。
最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。
AbstractIntelligence is an important direction for the future development as a new product of modern society. It can operate automatically in a specific environment according to the predetermined pattern and will be able to complete the intended target without user’s management. This excogitation mainly reflects multi-function carintelligent mode, the designof theory scheme and analytical method, features and innovations etc. which have some reference value on the design and popularity of semiautomatic robot automatically such as intelligent robots, intelligent household appliances.This dissertation discusses mainly on the designof theintelligent car in single-chip processor as the control core. To realize the car movingaround and transform the mode of the small car function, it uses wireless remote control; to realize the small car obstacle-avoidance function and comprehensively car tracing function, it uses the infrared sensor. This excogitation adopts the research methods of contrast selected, independent modules, comprehensive treatment method. After the comparison between Pros and cons, the best program designwill be elected combining with the actual situation. It is complete in accordance with the rigorous scientific attitude from the smallest systems to the wireless remote control, infrared tracking and ultrasonic obstacle avoidance. The right signal outputs can be gotten to achieve its function by the debugging detection module. Finally on the commissioning of the module into the bodywork of the car, with procedure and by single-chip processor control, it will be effectively integrated with the module, achieve the intended objectives, final designand production that can make cars intelligently operate in a certain circumstances.第一章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。
基于单片机智能小车在当今科技飞速发展的时代，智能小车作为一种融合了机械、电子、控制等多学科知识的创新产物，正逐渐走进我们的生活，并在各个领域展现出广泛的应用前景。
其中，基于单片机的智能小车凭借其出色的性能和灵活的设计，成为了研究和开发的热点。
单片机，顾名思义，就是单片微型计算机，它将计算机的主要功能部件集成在一块芯片上，具有体积小、功能强、性价比高等优点。
在智能小车的设计中，单片机充当着“大脑”的角色，负责接收各种传感器的信息，进行数据处理和分析，并根据预设的算法和逻辑，发出控制指令，驱动小车的电机、舵机等执行机构，实现小车的前进、后退、转弯、避障等各种动作。
那么，如何设计一款基于单片机的智能小车呢？首先，我们需要选择合适的单片机。
常见的单片机有 51 系列、STM32 系列、Arduino 等。
51 系列单片机是经典的入门级单片机，学习资源丰富，价格低廉，适合初学者；STM32 系列单片机性能强大，功能丰富，适用于对性能要求较高的项目；Arduino 则以其简单易用、开源的特点受到众多爱好者的青睐。
在选择单片机时，需要根据项目的需求、自身的技术水平和预算等因素综合考虑。
确定了单片机之后，接下来就是硬件电路的设计。
智能小车的硬件电路主要包括电源模块、单片机最小系统、传感器模块、电机驱动模块等。
电源模块为整个小车提供稳定的电源，通常采用电池供电，并通过稳压芯片将电压转换为单片机和其他模块所需的工作电压。
单片机最小系统是单片机正常工作的基础，包括单片机芯片、晶振电路、复位电路等。
传感器模块用于感知小车周围的环境信息，常见的传感器有红外传感器、超声波传感器、光电传感器等，它们可以检测障碍物的距离、光线强度等。
电机驱动模块则用于驱动小车的电机，实现小车的运动控制。
硬件电路设计完成后，就可以进行软件编程了。
软件编程是智能小车实现各种功能的关键。
在编程过程中，需要根据传感器采集到的数据，进行相应的算法处理，从而实现小车的智能控制。
基于STC89C52单片机智能小车设计一、本文概述随着科技的飞速发展，智能化、自动化已经成为现代社会发展的重要趋势。
在这一背景下，智能小车作为一种集成了控制、传感器、通信等多种技术的智能移动平台，受到了广泛的关注和研究。
本文将以STC89C52单片机为核心，探讨智能小车的设计方案，包括硬件电路的设计、控制算法的实现以及实际应用的展望。
STC89C52单片机作为一款常用的8位微控制器，具有高性价比、稳定可靠、易于编程等优点，在智能小车的设计中发挥着关键的作用。
通过合理的硬件电路设计，可以实现小车的运动控制、传感器数据采集、无线通信等功能。
同时，结合相应的控制算法，可以使小车具备自主导航、避障、路径规划等智能行为。
本文将从硬件和软件两个方面详细介绍智能小车的设计过程。
硬件方面，将重点介绍STC89C52单片机的选型、外围电路的设计以及传感器的选型与连接。
软件方面，将详细介绍小车的控制算法，包括运动控制算法、传感器数据处理算法以及无线通信协议的实现。
本文还将对智能小车的实际应用进行展望，探讨其在智能家居、工业自动化、教育娱乐等领域的应用前景。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个基于STC89C52单片机的智能小车设计思路和方法，为其后续的研究和开发提供参考和借鉴。
二、智能小车硬件设计智能小车的硬件设计是整个项目的基础，其设计的好坏直接影响到小车的性能和稳定性。
在本设计中，我们选择了STC89C52单片机作为小车的核心控制器，它是一款高性能、低功耗的8位CMOS微控制器，具有强大的数据处理能力和丰富的外设接口，非常适合用于智能小车的控制。
电源模块：为了提供稳定的工作电压，我们选择了LM7805三端稳压芯片来构建小车的电源模块，该芯片可以将输入的不稳定电压稳定输出为5V，为单片机和其他模块提供稳定的电源。
电机驱动模块：小车的运动需要靠电机来驱动，我们选择了两款直流电机，通过电机驱动板（如L298N）来控制电机的正反转和转速，从而控制小车的行驶方向和速度。
基于单片机的智能小车设计基于单片机的智能小车设计1. 简介1.1 背景1.2 目的1.3 系统概述2. 硬件设计2.1 单片机选择与配置2.2 传感器选择与接口设计2.3 驱动电机选择与接口设计2.4 继电器与开关设计2.5 供电系统设计2.6 小车外观设计3. 软件设计3.1 系统架构设计3.2 传感器数据处理算法3.3 控制算法设计3.4 用户界面设计3.5 数据存储与处理4. 小车功能设计4.1 行进控制功能设计 4.2 避障功能设计4.3 跟随功能设计4.4 摄像功能设计4.5 远程控制功能设计4.6 音频播放功能设计5. 系统测试与调试5.1 单元测试5.2 集成测试5.3 系统性能测试6. 生产与制造6.1 原材料选择与采购 6.2 制造流程设计6.3 质量控制与检测7. 成本估算与商业化7.1 材料成本估算7.2 劳动力成本估算7.3 研发成本估算7.4 价格策略7.5 市场推广与销售渠道8. 维护与售后服务8.1 维护计划8.2 售后服务政策8.3 售后服务流程9. 风险评估与合规性要求 9.1 安全风险评估9.2 法规合规性要求10. 附件10.1 电路图10.2 PCB设计图10.3 软件代码11. 法律名词及注释- 单片机: 是一种集成电路，包含了微处理器、存储器和输入/输出接口等功能。
- 传感器: 是一种能够感知环境信息并将其转化为可用电信号的设备。
- 驱动电机: 是将电源提供的电能转化为机械能的设备。
- 继电器: 是一种电控开关，通过电磁原理实现电流的开关控制。
- 开关: 用于控制电流的开关设备。
- 供电系统: 提供电力给电子设备的系统，包括电源、电池等部分。
- 用户界面: 提供用户与系统之间交互的界面。
- 数据存储与处理: 将数据存储到内存中，并进行相关的处理与分析。
- 单元测试: 对系统各个模块进行独立测试。
- 集成测试: 将各个模块进行集成测试，验证其功能是否正常。
单片机智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解其在智能小车控制中的应用。
2. 学习并掌握智能小车的基本电路连接和编程方法，能够实现小车的基本运动控制。
3. 了解传感器的工作原理，学会使用传感器对智能小车进行环境感知和路径规划。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成智能小车的组装和调试。
2. 培养学生编程思维，能够运用所学知识解决实际问题，实现智能小车的功能拓展。
3. 提高学生团队协作能力，学会在项目中进行沟通与分工合作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及智能硬件的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性。
2. 培养学生勇于尝试、克服困难的精神，增强自信心。
3. 培养学生关注社会热点问题，了解智能技术在现实生活中的应用，提高社会责任感。
本课程针对初中年级学生，结合单片机及智能小车相关知识，注重实践操作和创新能力培养。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的达成。
课程目标分解为具体学习成果，便于后续教学设计和评估，以提高课程的实用性和针对性。
二、教学内容1. 单片机原理：介绍单片机的组成、工作原理，重点讲解内部寄存器、I/O 口、定时器等基本功能。
相关教材章节：第三章单片机原理及其应用。
2. 智能小车电路连接：讲解智能小车的基本电路组成，包括电机驱动、电源管理、传感器接口等。
相关教材章节：第四章智能小车电路设计与实践。
3. 编程基础：学习单片机编程语言（如C语言），掌握基本编程语法和逻辑控制，实现小车运动控制。
相关教材章节：第五章单片机编程基础。
4. 传感器应用：介绍常用传感器（如红外、超声波、光电等）的工作原理，学会使用传感器进行环境感知和路径规划。
相关教材章节：第六章传感器及其应用。
5. 智能小车组装与调试：指导学生进行智能小车的组装，学会使用调试工具，如示波器、逻辑分析仪等。
相关教材章节：第七章智能小车组装与调试。
6. 创新实践：鼓励学生进行功能拓展，如增加避障、循迹、远程控制等功能。
基于单片机的智能小车的设计智能小车在当今社会中得到越来越广泛的应用，它不仅可以为人们的生活带来方便，还能在工业生产和科研领域发挥关键作用。
而基于单片机的智能小车设计是其中的一个重要方面，它通过利用单片机的高度集成和强大功能，实现智能小车的自主控制和感知任务。
本文将深入探讨基于单片机的智能小车设计的关键技术和发展趋势，为读者提供一些有益的参考和启发。
智能小车的设计中，传感器是至关重要的一环。
而对于基于单片机的智能小车来说，选择合适的传感器和设计有效的传感器数据采集方案显得尤为重要。
在传感器选择方面，常用的传感器有红外传感器、超声波传感器、光电传感器等，它们可以实现对障碍物的检测和环境信息的感知。
在传感器数据采集方案设计上，需要考虑到传感器数据的采集频率、传感器数据的处理方式以及传感器数据与单片机的接口方式等。
通过合理设计传感器的选择和数据采集方案，可以有效提高智能小车的感知能力和控制精度。
除了传感器外，基于单片机的智能小车设计还需要考虑到智能控制算法的设计。
智能控制算法是实现智能小车自主行驶和避障的核心，它可以通过对传感器数据的处理和分析，实现对小车行驶方向和速度的实时控制。
常用的智能控制算法包括PID算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等，它们分别适用于不同的应用场景和控制需求。
在智能控制算法的选择和设计中，需要考虑到算法的实时性、稳定性和可调节性，以实现对智能小车的精确控制和智能决策。
在设计基于单片机的智能小车时，硬件设计也是一个不可忽视的方面。
合理的硬件设计可以有效提高智能小车的性能和稳定性，为控制算法的实现提供良好的硬件支持。
常用的硬件设计包括电机驱动电路设计、电源管理电路设计和通信接口电路设计等。
其中，电机驱动电路设计是最为关键的一环，它可以实现对小车电机的精确控制和驱动，保证小车的行驶稳定性和速度调节精度。
电源管理电路设计则是保证小车电路的稳定供电和功耗管理，避免因电路供电不稳定导致小车控制系统工作异常。
本人保证自写文档，文档不足之处请谅解目录一、设计的目的------------------1二、设计的模块------------------1三、程序的流程------------------6四、元器件清单------------------8五、成品的制作------------------8六、注意事项--------------------9七、设计的总结------------------9设计的目的智能遥控车地目的主要突出在智能与遥控上，遥控意思明显就是通过某种控制手段使得小车能够实现由控制者控制前进后退等操作；智能可以体现为功能上的智能化。
本作的目的是实现控制小车移动时对前方所存在的威胁进行报警提醒。
设计的模块此次设计的硬件电路模块大致为五大类，分别是51单片机最小系统模块、电源模块、电机工作驱动模块、超声波报警系统模块、无线控制发射接收模块。
下图为硬件电路框图：1、单片机最小系统此模块式是本设计的控制核心模块，单片机最小系统由三部分组成：STC89C52芯片部分、复位部分（由按键开关、极性电容、10K电阻组成）、晶振部分（由12M石英晶振、两个30PF的瓷片电容组成）。
主要起程序的输入与控制、程序的复位、时间频率控制的作用。
2、无线控制模块本设计的无线控制模块是由编码芯片PT2262和解码芯片PT2272组成的电路模块组成，工作方式是编码芯片PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。
3、电机驱动模块本设计是采用了L298N电机驱动模块来驱动减速电机工作；L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
该芯片采用15脚封装。
主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。
基于单片机的红外遥控智能小车设计引言：随着科技的不断发展，智能物联网已经走进了我们的生活。
智能小车作为一种智能化的产品，能够实现远程遥控、自动避障等功能，受到了广大消费者的青睐。
本文就基于单片机的红外遥控智能小车设计进行详细介绍。
一、设计目标本设计的目标是通过红外遥控，实现对智能小车的远程控制，小车能够根据收到的指令进行行驶、避障等操作。
二、设计原理1.主控芯片：本设计使用单片机作为主控芯片，常用的单片机有51系列、AVR系列等，可根据实际需求选择合适的芯片型号。
2.红外遥控模块：红外遥控模块是实现红外通信的设备，可以将遥控器发出的红外信号解码成数据，实现遥控操作。
3.电机驱动模块：电机驱动模块可将单片机的PWM信号转化为电机的动力驱动信号，控制小车的行驶方向和速度。
4.超声波传感器：超声波传感器可以感知到小车前方的障碍物距离，根据测得的距离，进行相应的避障操作。
5.电源模块：小车需要使用适当的电源，通常是锂电池或者直流电源供应。
三、系统设计1.硬件设计：（1）搭建小车底盘：根据所选择的底盘，搭建小车结构，并安装好电机驱动模块、电源模块等硬件设备。
（2）连接电路：将红外遥控模块、超声波传感器等硬件设备与主控芯片进行连接，确保每个模块正常工作。
2.软件设计：（1）红外遥控程序设计：通过红外遥控模块接收红外信号，并解码成相应的指令。
根据指令控制电机驱动模块，实现小车的行驶方向和速度控制。
（2）超声波避障程序设计：根据超声波传感器测得的距离，判断是否有障碍物，如果有障碍物就停止或者转向。
四、实验结果和讨论经过实验验证，本设计的红外遥控智能小车能够准确接收红外信号，并根据指令控制小车的行驶方向和速度。
同时，超声波传感器能够及时感知到前方的障碍物，并进行相应的避障操作。
然而，该设计仍然存在一些不足之处，比如超声波传感器的测距范围有限，可能无法感知到较小的障碍物。
此外，红外遥控信号的传输距离也有一定限制，需要保持遥控器与小车之间的距离不过远。
毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的智能小车学院名称：电子与信息工程学院专业：电子与信息工程班级：电信092班姓名：\ 学号\指导教师：\ 职称\基于单片机的智能小车摘要智能车辆是目前世界车辆研究领域的热点和汽车工业新的增长点。
未来的车辆也一定是智能化的车辆。
所以，智能化的车辆是未来人们生活重要的载体。
因此有必要对智能车辆进行研究。
研制一种智能，高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。
本文设计了一个能自动循迹的智能小车控制系统。
以STC89C52单片机为控制核心，利用反射式光电传感器检测黑线实现小车循迹，利用超声波传感器检测道路上的障碍并提示，利用LCD1602显示小车的速度和路程。
能实现小车自动根据地面黑线前进倒退、转向行驶，超声波测距提示障碍物，LCD1602实时显示小车的速度和行驶的路程，具有高度的智能化，达到设计目标。
关键词：智能小车,STC89C52单片机,超声波传感器,LCD1602目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................. 错误!未定义书签。
目录......................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要AT89C51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。
本系统以设计题目的要求为目的，采用AT89C51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。
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。
在智能小车控制系统的设计中，以AT89C51为核心，用L293D驱动两个直流电机，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到黑线产生的电平信号通过LM393再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块，让小车来实现前进、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。
寻迹是指通过红外发射管和接收管识别路径。
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;该设计报告共分为五章：第一章是智能小车总体概况。
介绍了小车的功能及展示了小车模型。
第二章是系统要求。
介绍了小车设计的要求及原理。
详细阐述了各功能模块的方案比较与论证，最后得出最终方案。
第三章是硬件实现及单元电路实现。
详细阐述了各部分电路的设计，并给出了原理图。
第四章是软件设计。
介绍了设计思想、程序流程图及具体程序设计。
第五章是系统调试。
介绍了调试软件WAVE ，以及软件调试过程；硬件测试及测试仪器和设备等。
最后是参考文献和附录。
关键词： AT89C51单片机；光电传感器；PWM调速；电动小车Smart cars designtheAT89C51 microcontroller is one of eight, his versatility and usability is the user high praise. This system to design for the purpose of the topic request, AT89C51 microcontroller as control core, ultrasonic sensor detection road barriers, the automatic control of electric car obstacle-avoidance, speed, and speed, and can be automatically stop recording time,mileage and speed, automatic tracing and light function. The whole system of the circuit structure is simple, reliable performance. The test results, this paper introduces the hardware design method of system analysis and test results.In the design of the control system of intelligent car, USES AT89C51 as the core, with L293D drive two dc motor driving car, when the signal generation, is going through tracing module of the infrared tubes are found by the black level signal generated LM393 single-chip microcontroller, return again according to the requirement of design procedure of judgment for motor driver module, let the car to achieve progress, left, right, the basic function such as parking. Find the white line, and the external environment of the strength of the light of sports car produce very big effect, this based on the experiments of tracing refers to the white striped floor found. Tracing is through infrared tubes and receive tube recognition path. Using the technology mainly include:(1) through programming to control the speed of the car,(2) sensor effective application,(3) new display chip USES,This design report is divided into five chapters:The first chapter is intelligent car overview. Introduces thefunction and the car show car model.Chapter 2 is the system requirements. Introduces the design requirement and the principle of car. Expounds the functional modules of the scheme comparison and argumentation, the final solution.The third chapter is hardware realization and unit circuit implementation. Expounds each part of the circuit design, and gives the principle diagram.Chapter four is a software design. Introduces the design idea and program flow chart and design program.The fifth chapter is debugging systems. Introduces the WAVE, and software testing software debugging process, Hardware testing and testing instruments and equipment, etc.The references and appendix.Keywords:AT89C51, photoelectric sensors, PWM control, electric cars目录绪论........................................................ (5)第一章智能小车总体概况 (6)1． 1 概况 (6)1． 2 总体结构图 (6)第二章系统方案设计 (7)2． 1 方案论证 (7)2．1．1 系统原理图 (7)2．1．2 路面情况检测方案的选择 (8)2．1．3 电动机的选择 (9)2．1．4 电动机驱动方案的选择 (9)2．1． 5 路程检测方案的选择 (9)2．1．6 障碍物探测方案的选择 (10)2．1．7 供电电源方案的选择 (10)第三章系统硬件电路设计 (11)3．1 系统硬件设计 (11)3．1．1 路面黑线检测设计与实现 (11)3．1．2 电动机驱动电路设计与实现 (11)3．1．3 车轮检速与路程计算 (13)3．1．4 红外避障电路 (15)3．1．5 电源电路 (15)第四章主控芯片介绍 (16)4．1． 1 AT89C51主控芯片介绍 (16)4．1． 2 电动机驱动芯片L293D (18)4．1． 3 串口电路芯片MAX232 (19)第五章软件设计 (19)5．1． 1 软件设计思想 (19)5．1． 2 主程序设计 (20)5．1． 3 显示子程序设计 (24)5．1． 4 避障子程序设计 (25)5．1． 5 寻迹模块软件程序设计 (26)第六章系统调试与结论 (29)6． 1 硬件调试 (29)6．1． 1 测试方法与仪器 (29)6．1． 2 软件程序调试 (30)6．1． 3 测试经验总结 (31)参考文献........................................................31致谢........................................................ . (31)附录A ........................................................ .33附录B......................................................... .34绪论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。
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，可使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STC89C52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黑色胶布循迹行驶；采用红外壁障测障碍物。
采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，显示小车行驶时间以及硬币的个数。
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：STC89C52 循迹红外壁障金属感应器 1602LCD1. 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）（1）电动车从出发区出发（车体不得超出出发区），沿引导黑线向终点区行驶，电动车行驶过程中不可脱离黑色引导线行驶。
（2）电动车行驶过程中遇到转角路口时发出声光指示信息。
（3）电动车在AB段驶过程中遇到引导线下有硬币。
电动车发出声光指示信息并且停车2秒。
（4）电动车到达终点后应立即停车，但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间到达90秒时必须立即自动停车。
1.1.2 发挥部分：（1）进一步提高B点到G点的行驶速度（电动车行驶过程中不可脱离黑色引导线行驶）。
（2）电动车在GH段行驶过程中如有竖直放置饮用水瓶电动车发出声光指示信息。
（3）电动车在GH段行驶过程中如有倒置放置饮用水瓶电动车起动风扇将其吹到。
（4）电动车进入终点区域后，能进一步准确驶入终点区，要求电动车的车身完全进入终点区到达终点区中心。
停车后，能准确显示电动车全程行驶时间、路程以及遇到硬币的数量和饮用水瓶的数量。
小车走翘翘板摘要本次设计的简易智能电动车采用简单的人工智能技术，使用AT89C52作为小车的检测和控制核心。
根据题目设定的行进及具体要求，分别采用红外传感器进行寻迹行驶、黑带采集及变速行驶，采用霍尔元件对小车行驶过程中的速度进行测量，并在终点进行行驶路程的测量，采用直流减速电机对小车实行较精确定位，由LCD显示出各项功能知识。
由数码管进行行驶时间显示，由蜂鸣器及LED构成声光提示电路。
最后，小车的运行过程中的各种自动化过程由单片机通过编程实现。
关键词：AT89C52 红外传感器减速电机光电管霍尔元件一、方案比较1．轨迹探测模块设计与比较方案一：用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。
因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。
将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。
方案二：红外探测法，即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，在小车行驶过程中不断红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
单片机就是通过接收到的高低电平为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。
经测试，此种方法简单可靠。
经反复对比后，采用方案二。
1、控制电机方案比较方案一：利用步进电机的准确定长步进性能方便的实现调速和方向的偏转，且能准确的测量速度、路程以及时间，简化编程和硬件连接的工作量。
但是步进电机在与机械配合的小车改装上难度极大，非短时间所能完成。
该方案实现较困难。
方案二：用玩具小车上自带的双直流电机，只需对后轮电机进行简单改造，加上一个齿轮减速装置即可，两电机分别负责小汽车的驱动和转向的功能，依据外围红外反射传感器所采集到的信息可以补足直流电机定位不准的缺点，同时红外反射传感器的使用还能实现比较准确的寻迹行驶，用较好的控制算法及特色硬件来提高小车的整体性能，可具有很高的性能/价格比。
基于单片机的智能小车电路设计1设计目的********************************************************************* ********************************************************************* **************2设计的主要内容和要求********************************************************************* ********************************************************************* **************3 整体设计方案例如：基本设计方案：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，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小车的智能控制，如图3.2所示。
简易智能电动车采用80C51单片机进行智能控制。
小车行驶轨迹模型如图3.1所示，开始由手动启动小车，并复位初始化，当到达规定的起始黑线，由小车底部的红外光电传感器检测到第一条黑线后，通过单片机控制小车开始记数、显示、调速[2]。
在白纸所做轨迹道路中，小车通过超声波传感器正前方检测和光电传感器左右侧检测，由单片机控制实现系统的自动避障功能。
在电动车进驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术，以控制小车调速；并采用动态共阴显示行驶时间和里程。
小车通过光电传感装置实现驶向光源并通过循迹保持小车在白纸范围内行驶。
当小车到达终点第二次检测到黑线时，单片机控制小车停车。
Array图3.1小车行驶轨迹图4.1 分控制器的电路设计分控制器也采用AT89C51单片机作为微处理器，分控制器系统的外围接口电路由晶振、LCD图像显示电路、按键开锁电路、看门狗电路、通信接口电路、存储器等组成。
中文摘要智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。
它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。
随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。
本系统在硬件设计方面，以Arduino单片机为控制核心，以超声波传感器检测前方障碍物，从而自动避障。
在软件方面，利用C语言进行编程，通过软件编程来控制小车运转。
根据家庭各种房间家具的布局不同而使用不同的路径，从而使得家居中常用到的智能清扫小车智能化，人性化。
该小车能自动避障，有一定的实用价值。
关键词：单片机；智能清扫小车；自动避障目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 智能小车研究现状 (2)1.3 课题主要内容 (4)第二章智能小车总体结构 (5)2.1 方案综述 (5)2.2 主控单元方案比较与选择 (5)2.3 避障单元方案比较与选择 (6)2.4 “小车”的必要的信息 (7)第三章智能小车的触觉、眼睛 (8)3.1 智能小车内部检测原理 (8)3.2 电机电流、电压检测 (10)3.3 超声波测距 (11)第四章智能小车的脚 (23)4.1 轮系结构详述 (23)4.2 直流电机 H 桥驱动电路 (26)4.3 电机控制信号 (28)第五章智能小车的大脑 (29)5.1 Arduino单片机简介 (29)5.2 Arduino单片机引脚简介 (30)5.3 Arduino编程软件 (33)第六章智能小车控制流程及程序 (35)6.1 控制流程 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。
无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。
1.1 选题背景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。
基于单片机的智能小车的设计与制作智能小车是一种基于单片机的自动驾驶车辆，具有多种传感器和控制器，能够实现自主导航、避障、语音识别、图像识别等功能。
本文将介绍智能小车的设计与制作过程，包括硬件设计、软件开发和测试等内容。
1.硬件设计智能小车的硬件设计包括小车底盘、传感器、控制器、驱动器和电源等组成。
（1）小车底盘：选择适合自动驾驶的小车底盘，具有足够的稳定性和可靠性。
（2）传感器：智能小车需要使用多种传感器来感知周围环境，常用的传感器包括红外线避障传感器、超声波传感器、陀螺仪、加速度计等，这些传感器可以用于测量距离、速度、角度等。
（3）控制器：选择一款适合单片机的控制器，如Arduino、Raspberry Pi等，这些控制器能够实现对各种传感器的数据处理和控制指令的发送。
（4）驱动器：选择适合小车底盘的驱动器，包括电机驱动器和舵机驱动器等。
电机驱动器用于控制小车前进、后退、左转和右转等运动，舵机驱动器用于控制转向。
2.软件开发智能小车的软件开发主要包括控制算法的设计和实现，以及数据处理和通信等功能的开发。
（1）控制算法：根据传感器数据的反馈，设计小车的控制算法，可以使用PID控制器、模糊控制等算法来实现自动导航、避障等功能。
（2）数据处理：对传感器数据进行处理，例如将超声波传感器测量的距离数据转化为电平信号，以便确定是否有障碍物。
（3）通信：如果需要实现远程控制或者数据传输功能，可以使用蓝牙、Wi-Fi等无线通信方式，将智能小车与手机或者电脑连接起来。
3.测试与改进在制作智能小车的过程中，需要进行系统的测试和改进。
首先测试小车的底盘、传感器和控制器是否能够正常工作，然后进行实验室内或者室外的测试，看看小车是否能够自主导航、避障等功能。
根据测试结果，对系统进行改进和优化，提高小车的性能和稳定性。
总结：通过硬件设计和软件开发，我们可以制作一辆功能全面的智能小车。
智能小车不仅可以提供便利的出行方式，还可以广泛应用于物流、安防、环境监测等领域，为人们的生活带来更多的便利和效益。
目录1绪论 (1)1.1智能小车设计背景 (1)1.2智能小车的意义 (1)2智能电动小车的总体设计方案 (3)2.1总体方案论证与比较 (3)2.2探测轨迹模块 (4)2.3检测金属铁片模块 (5)2.4避障模块 (6)2.5寻找光源模块 (6)2.6显示模块 (7)2.7测量里程模块 (7)2.8电动机驱动模块 (8)3系统的硬件电路设计 (9)3.1检测轨迹电路 (9)3.2检测金属片电路 (11)3.3检测障碍物电路 (11)3.4检测光源电路 (16)3.5显示电路 (16)3.6测量里程电路 (18)3.7电动机驱动电路 (19)4系统的软件设计 (21)4.1程序设计 (21)4.2主程序设计 (21)4.3探测金属程序设计 (23)4.4测量里程程序设计 (23)4.5躲避障碍物子程序设计 (24)结束语 (25)参考文献 (26)附录A源程序 (27)附录B总硬件图 (33)致谢 (34)摘要80C51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80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，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80C51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。
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。
关键词：80C51单片机；光电检测器；PWM调速；电动小车Abstract80C51is a8bit single chip computer.Its easily using and multi-function suffer large users.This article introduces the CCUT graduation design with the80C51single chip computer.This design combines with scientific research object.This system regards the request of the topic,adopting80C51for 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.Keywords:80C51single chip computer;light electricity detector;PWM speed adjusting;Electricity motive small car1绪论1.1智能小车设计背景随着汽车行业的快速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。
本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
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MCS-51系列中的80C51单片机。
以80C51为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，让电动小汽车能够自动避障，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喜爱。
它是第三代单片机的代表。
1.2智能小车的意义第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452，还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM ﹑Jujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。
新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展，以实现Microcomputer完善的控制功能为己任，将一些外部接口功能单元如A/D﹑PWM ﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。
这一代单片机中，在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。
Philips公司还为这一代单片机80C51系列8ｘC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线CAN(Controller AreaNetwork BUS)。
新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展与配置打下了良好的基础。
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，可以应用于玩具、机器人、医疗器械等诸多方面。
特别是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与生活实际相结合，现实意义很强。
2智能电动小车的总体设计方案2.1总体方案论证与比较(1)方案一：采用AT89C51单片机作为整机的控制单元。
以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路，实现小车在行驶中、探测预埋金属铁片、自动寻迹、躲避障碍物、测量里程等问题。
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小车的智能化控制[1]。
在本系统中，反射式红外光电传感器检测黑线，然后将信号传送到单片机系统进行处理，使小车沿轨道自主行走；电感式接近开关电路代替金属传感器探测预埋在轨道下的金属铁片，并发出声光信息进行提示；通过霍尔元件测量小车行驶里程；采用H型脉冲宽度调制（PWM）全桥式驱动电路控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯；采用LCD1602实时显示小车行驶的时间。
此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能，能满足系统的要求。
此方案的基本原理如图2.1所示。
图2.1智能车运行基本原理框图(2)方案二：采用各类数字电路来组成电动小车的控制系统。
采用数字电路对外围探测轨迹信号，检测金属信号，避障信号，寻找光源信号分部进行处理。
但对输入输出都是模拟量的小装置，假如采用数字化方案，则要先用A/D 转换器将模拟量转换为数字量，经过数字电路处理后，再经D/A 转换器将数字量转换为模+拟量。
这样必然带来高成本、电路复杂等缺点。
所以本方案灵活性不高，效率低，不利于电动小车智能化的扩展。
同时，对各路信号处理也比较困难。
比较以上两种方案的优缺点，方案一简洁、灵活、可扩展性好，能达到设计要求，因此本设计采用方案一来实现。
2.2探测轨迹模块在本设计中，要求电动小车沿着路面的黑色轨道行驶。
其探测路面黑线的基本原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸对光的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。
利用这个原理，可以控制电动小车行走的路迹。
下面几种方案是根据本原理设计的。
(1)方案一：利用发光二极管发光，用光敏二极管接收。
由于光敏二极管受可见光的影响较大，稳定性差，因此放弃该方案。
显示模块At89c51单片机蔽障模块寻找光源模块测量里程模块电机驱动模块探测轨迹模块探测金属模块声音提示(2)方案二：利用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。
因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。
将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。
(3)方案三：采用反射式红外线光电传感器。
红外探测法，即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[2]。
在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在电动小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，电动小车上的接收管接收不到红外光。
单片机根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置，从而控制小车的行走路线。
采用红外线发射，外面可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行隔离。
红外线光电传感器的特点是尺寸小、使用方便、工作状态受温度影响小。
因此本方案易于实现，也比较可靠。
所以本设计采用方案三。
2.3检测金属铁片模块(1)方案一：采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，但是该探测器的结构复杂。
因此不易采用。
(2)方案二：采用根据电涡流原理自制的传感器。
该传感器取才方便，但难以调试，输出信号也不可靠，成功率不高，难以精确输出传感信息。
(3)方案三：利用电感式接近开关代替金属探测器。
接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。
它除可以完成行程控制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置，可用于检测零件尺寸和测速等，也可用于变频计数器、变频脉冲发生器、液面控制等。
当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制。
