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基于STC89C52单片机的智能小车的设计
0 引言
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、探索等领域。
近年来机器人的智能水平不断提高，并迅速改变着人们的生活方式。
人们在不断探索、改造、认识自然的过程中，制造能代替人劳动的机器人，一直是人类的梦想。
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、仓库等领域。
小车也可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。
本设计完成以由单片机最小系统、红外遥控、智能寻迹、自动避障以及液晶显示组成的硬件模块，结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进、倒退、转向行驶，根据地面黑线智能寻迹，检测障碍物后转向等功能，实现智能控制。
1 智能小车硬件系统设计
小车的硬件系统主要由控制系统、驱动系统、遥控系统、寻迹系统、避障系统、显示系统和供电系统组成。
1.1 控制系统
选用具有内部看门狗的宏晶系列STC89C52RC 单片机作为核心控制器件，最小系统包括单片机、MAX232 串口通信电路、复位电路、上拉电阻和晶振电路(晶振为12MHz)。
1.2 驱动系统
本小车采用四轮驱动，驱动电机的控制由L298N 来实现。
L298N 内部包含4 通道逻辑驱动电路，可驱动46V、2A 以下的2 个电机。
由L298N 构成的PWM。
摘要本设计是以STC89C52单片机为智能小车的控制核心，采用直流电机驱动小车前进及转向,电机驱动采用电磁继电器和L298芯片,电源主要是由以充电电池为动力。
系统由单片机通过IO口控制小车的前进避线及转向,通过硬件和软件的调试,最终在预设黑线的白色区域内完成循环超车任务。
目录1系统方案 (2)1.1 主控制器的论证与选择 (2)1.2 电机与驱动的论证与选择 (2)1.3 检测系统的论证与选择 (2)1.4 无线通信系统的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 小车模型的分析 (2)2.1.1 智能小车控制系统 (2)2.1.2 智能小车转向和速度的控制 (2)2.2 赛道记忆的计算 (2)2.2.1判断黑线记忆 (2)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (3)3.1.2 电机子系统框图 (3)3.1.3 红外检测子系统框图 (4)3.1.4电源 (4)3.2程序的设计 (4)3.2.1程序功能描述与设计思路 (4)3.2.2程序流程图 (4)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (6)4.3 测试结果及分析 (7)4.3.1测试结果(数据) (7)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理图 (8)附录2：源程序 (9)智能小车（C题）【本科组】1系统方案本系统主要由单片机最小系统模块、直流电机驱动模块、红外光检测模块、锂电池模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 主控制器的论证与选择方案一：采用FPGA（Field Programmable Gate Array）控制方案。
FPGA内部具有独立的I/O接口和逻辑单元，使用灵活、适用性强，且相对单片机来说，还具有速度快、外围电路较少和集成度高的特点，因此特别适用于复杂逻辑电路设计。
但是FPGA的成本高，而且由于本设计对输出的数独要求不高，所以FPGA高速处理的优势得不到充分体现。
能智造与信息技术基于STC89C52单片机的智能小车设计李亚振（安阳师范学院河南安阳455000）摘要：本设计主要器件有STC89C52单片机、RZ7899驱动芯片和N20直流减速电机，使用两节锂电池共7.4V 作为系统供电，经LM7805稳压芯片降压到5V 后为单片机系统供电，通过红外循迹模块和避障模块，实现S 形曲线行驶和避障功能。
通过控制电机驱动模块控制电机输出转速，改变车辆移动状态，实现转弯。
在行驶过程中，通过蜂鸣器播放音乐或充当汽车喇叭，同时设置灯光进行照明。
软件程序采用C 语言，通过keil 软件实现对小车的控制。
通过pcb 设计和实物调试，验证了该智能小车虽设计简单，但功能强大，应用广泛。
关键词：智能小车STC89C52单片机循迹PCB 设计中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)04(a)-0058-04当前，社会新工艺、新技术快速发展，人工智能技术逐步成熟，并广泛应用于工业、农业、医疗等行业。
智能小车作为人工智能领域研究的重要分支，可以代替人类在一些危险环境下完成相关工作。
本设计以STC89C52单片机作为小车控制系统的核心处理器，包括驱动、红外循迹、避障和音乐播放等模块，通过对各模块的设计，全面说明该智能小车工作的基本原理。
1系统总体设计目标本设计增添红外线遥控电路，控制智能小车运动，功能除了前进后退，还可以按照设置路线行驶并躲避障碍物，利用C 语言程序设置智能小车的运动状态，在编写代码时写入不同的音乐模块，调试实现小车的多功能运行［1］。
系统设计框图如图1所示。
2系统模块设计2.1电源输入模块本设计选用7.4V 可充电锂电池，可以循环使用，经过LM7805稳压芯片后，给单片机和外围器件提供供电。
电机驱动的芯片由7.4V 锂电池直接提供。
二极管D1起着防反接的作用，LED2作为电源指示灯，当开关SW1打开时，系统就会开始供电。
电源输入原理图如图2所示。
毕业设计（论文）题目基于单片机STC89C52的多功能智能小车设计学院机电工程学院专业班级机电092 班学生姓名指导老师成绩2013年 6 月 15 日摘要本文介绍了一种利用AT89S52单片机为控制核心，结合多种传感器以及PID算法实现无线控制、循迹、寻光和自动跟踪的智能小车。
智能小车通过无线遥控实现前进后退和转向行驶。
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移动的目标，控制电动小汽车的自动跟踪它，整个系统具有自动寻迹、寻光和速度测试功能。
其中，控制部分采用STC89C52 STC89C52是一款8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。
电机驱动采用常用的PWM方式进行电机的调速控制，小车的速度通过液晶屏来显示。
整个系统的电路结构较简单，可靠性能高，能满足各种设计的要求。
随着我国高科技水平的不断提高和工业自动化进程的不断推进，智能小车被广泛应用于各种玩具和其他产品的设计中，极大地丰富了人们的生活。
关键词: 单片机；PWM调速；循迹跟踪；寻光AbstractThis paper introduced an kind of intelligent car that use AT89S52 SCM as control core , combine with multiple sensors and PID control algorithm to achieve the function that wireless control ,find track,search light and follow-up tracing .the electrical caruse wireless control to make car go forward, go backward or turn around. the electrical car uses reflective photoelectric sensor to detect black line to achieve track-finding, uses ultrasonic sensors to detect moving target on the road to following it automatically.The entire system has the function that trace route automatically,find light and test speed .Among them, STC89S52 which has 8-bit single-chip is used as the control part.Because of useing easily and having multi-function ,it suffers large users. The motor driver uses the common way--PWM for the motor controlling speed. the speed of car is displayed by the LCD screen .The circuit structure of the whole system is relatively simple, high reliability, and it can meet the requirements of the various design.With the continuous improvement of high technology and the stead process in industrial automation in our country,the Intelligence-car which gradually access to people's attention has been widely applied to design a variety of toys and other products,which greatly enriched people's lives.KEY WORDS: SCM；PWM speed adjusting; Track finding and follow-up tracing; Find light目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1选题的背景与意义 (1)1.1.1 国外智能车辆的现状研究 (1)1.1.2 国内智能车辆的现状研究 (1)1.1.3 选题意义 (2)1.2本设计的内容及意义 (2)1.2.1 设计的内容 (2)1.2.2 本设计的意义 (3)1.3主要难点和解决的方法 (3)1.4研究方法、手段及步骤 (3)第2章方案设计与论证 (5)2.1创新点 (5)2.2总体体设计方案 (5)2.3小车的方案设计与论证 (6)2.4驱动电机模块的选定 (6)2.5寻迹传感器模块的选定 (7)2.6光源传感器模块的选定 (7)2.7电源模块的选定 (7)2.8跟踪模块选定 (8)2.9控制方式选定 (8)2.10最终方案 (9)第3章机械系统的设计 (10)3.1小车车体 (10)3.2减速电机 (10)3.2.1 减速电机安装 (10)3.2.2 减速电机的安装校核 (12)3.2万向轮 (14)3.2.1 万向轮组装 (14)3.2.2 万向轮轮轴的安装校核 (15)3.3模块组装 (16)3.3.1循迹模块组装 (16)3.3.2 寻光模块的组装 (17)3.3.3 超声波距离传感的固定 (17)3.3.4 电源的放置 (18)3.3.5 主板模块的安装 (18)3.4小车整体组装图 (19)第4章硬件设计 (22)4.1系统工作原理及功能简介 (22)4.2单片机控制电路 (22)4.3电机驱动电路 (24)4.3.1 驱动电路 (24)4.3.2 PWM调速原理 (26)4.4循迹检测电路 (26)4.5稳压电路 (28)4.5.1稳压芯片简介 (28)4.5.2系统供电单元介绍 (28)4.6光源检测电路 (29)4.7自动跟踪 (30)4.7.1 超声波传感器检测电路 (30)4.7.2.超声波测距原理 (31)4.8液晶显示电路 (32)4.9智能小车整体设计 (33)第5章智能小车软件部分 (36)5.1软件调试平台 (36)5.2系统软件流程 (37)5.3系统软件各模块程序 (38)5.3.1 主程序 (38)5.3.2 宏定义 (39)5.3.3 红外接收 (40)5.3.4蓝牙接收 (41)5.3.5 循迹 (42)5.3.6 自动跟踪 (43)5.3.7 寻光 (45)5.4手机上位机 (48)5.4.1 概述 (48)5.4.2 功能 (48)5.4.3 实现界面 (49)5.4.4 程序流程图 (49)第6章调试 (51)6.1调试方法 (51)6.2测试结果与分析 (51)参考文献 (53)致谢 (55)第1章绪论1.1选题的背景与意义智能化作为现代社会发展的趋势，是以后的发展方向，他可以按照自己设定的模式在一个设定环境里自动的运行，不需要人为管理，便可以完成设想所要达到的目的。
基于单片机STC89C52控制的智能小车摘要：该毕业设计是采用无线遥控基于单片机的功能实现的，当无线遥控器的某个按键按下时，无线发射器将按键信号以编码的形式在315MHz的频率上发射出去，无线接收器接收并放大发射信号同时解调出TTL电平信号送至单片机进行处理，单片机通过比较和识别接收来的无线遥控编码便可执行相应的遥控功能，从而实现智能小车的前进、后退、左转和右转的基本功能和伴随音乐演奏而闪烁的LED的开启与关闭的功能。
此外，我加入了温度传感器与时钟芯片，让它们在液晶显示器上显示其室温和时间，并用按钮进行时间的调控。
由于无线遥控模块是四路单向锁存模块，只能单线实现四个功能，所以发射模块的控制按键不够，根据需要，我仅仅用无线模块控制小车的前进和后退，停止，其它的采用按键调试，用按键来实现小车的前进/后退/左转/右转/音乐/时间调控等功能。
关键词：无线模块；液晶显示模块；电机驱动模块；音乐；智能小车目录引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1 整体方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.1 整体方案设计的思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2 整体方案的流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42 避障遥控小车系统概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1 SC2272无线遥控模块原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2 驱动原理的简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.3 直流电机简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93 模块方案比较与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3.1 车体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3.2 电机模块的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3.3 电机驱动模块的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.4 控制器模块的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．134 系统硬件电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 4.1 无线模块的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．144.2 直流电机的驱动模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．155 软件的简单介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 5.1 KEIL的简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165.2 PROTUES的简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165.3 STC_ISP_V480的简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 附录一：实物图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 附录三：总程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22引言随科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，也广泛应用于机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。
10.3969/j.issn.1000-0755.2013.11.014１ 控制系统总体方案１．１ 设计要求 （１）电动小车能在无线遥控器的控制下前进、转向、倒退，遥控距离不少于5m 。
（２）电动小车能在无线遥控器的控制下从指定的A 点到达指定的B 点，要求电动小车达到B 点的时间尽量短，在B 点的定位误差不大于10%。
（３）手持无线遥控器能在120cm ×120cm 的范围内，实时显示电动小车位置的X 、Y 坐标值（坐标原点可自定义），即电动小车能将其位置的坐标值实时传送至手持无线遥控器。
要求定位误差不大于10%，显示刷新时间不大于0.5s 。
１．２ 控制系统总体框图本设计要求能够实现电动小车在手持无线遥控器的控制下前进、转向、倒退等功能，而且能够将其位置的坐标值实时传送至手持无线遥控器。
考虑这些要求，我们决定用步进电机和单片机等组成核心电路［１－６］。
系统总框图如图１所示。
图１ 控制系统总框图 （参见右栏）２ 硬件电路设计基于８９Ｃ５２单片机的遥控电动小车控制系统设计刘 星（山东水利职业学院，山东 日照）摘 要：遥控电动小车系统以89C52单片机为核心控制器，包含了主控制器模块、电机驱动模块、液晶显示模块、键盘模块、测距模块、蓝牙通信模块、电源模块等。
进而设计制作出一台具有自动运行的智能小车控制系统。
本系统以两个步进电机作为驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，通过2.4GHz 蓝牙通信模块实现小车在手持无线遥控器的控制下前进、转向、倒退、小车精确转弯、自动定位等功能。
智能小车系统具有很高的灵敏度和精确度，操控简单、便捷。
关键词：89C52单片机；电动小车；电机驱动；蓝牙通信The Design of Remote Control Electric Car Control System Based on Bluetooth and 89C52 MCULiu Xing(Shandong Water Conservancy V ocational College, Rizhao, Shandong)Abstract: The remote control electric car system with 89C52 as the core controller, consists of main controller module, motor drive module, LCD module, keyboard module, ranging module, Bluetooth communication module, power module, etc. On this basis, an intelligent car control system is designed. This system adopts two stepper motors as the drive, uses various kinds of sensor to collect all kinds of information, and utilizes the 2.4 GHz Bluetooth communication module to achieve the forwarding, back-warding, returning, automatically turning and positioning of the car under the control of handhold wireless remote controller. The intelligent car system has high sensitivity and accuracy, and its manipulation is simple and convenient.Key words ：89C52; electric car; motor drive; Bluetooth communication图１ 控制系统总框图２．１ 单片机最小系统的实现单片最小系统由复位电路、电源和时钟电路等组成。
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第7卷第31期(2011年11月)基于STC89C52单片机的智能循迹小车设计朱涛（陕西理工学院计算机科学与技术系，陕西汉中723000）摘要：智能循迹小车是一种在控制系统的作用下，可以准确沿既定路线自动行驶的系统。
本设计中，采用STC89C52单片机为主控制芯片，结合直流电机、传感器、电源电路及其他外围电路,设计实现了小车沿黑色轨迹行走的智能循迹小车，其中小车循迹功能由红外式光电传感器完成，小车的驱动功能由L293D 驱动电路完成。
关键词：智能循迹小车；直流电机；红外光电传感器中图分类号：TP18文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)31-7751-02随着计算机和信息技术的飞速发展，智能技术的开发受到越来越广泛的重视，其开发速度也在快速增加。
由于智能化的程度越来越高，使得其应用范围也在不断的扩展。
与此同时，机器人技术的发展势头迅猛,其应用领域众多，智能循迹小车就是机器人技术与智能控制技术相结合的一个应用典范。
通俗来讲，智能循迹小车就是智能机器人的另一种形式，它用轮子代替了机器人的双腿，因而在机械设计和电路方面都要比智能机器人简单，另外，其控制系统和智能机器人相比也较为简单，可是其对行车速度和行驶方向的配合则要求较严格，它首先通过传感器获取目标道路信息，然后结合智能车当前的行驶状态智能地做出决策，对其行驶方向与行车速度进行调整，从而达到准确快速跟踪道路的目的。
本文介绍了一种基于STC89C52单片机为控制核心的智能循迹小车的设计，该智能小车能自动沿黑色固定轨迹运行。
1智能循迹小车总体硬件结构设计及工作原理简介1.1智能循迹小车总体硬件结构设计本设计中，智能循迹小车是由主控制模块、循迹模块、电机驱动模块、电源模块和其他外围电路组成，其总体硬件结构框图如图1所示。
在本设计中，是以STC89C52为主控模块，采用模块化设计的方法，以红外光电传感器作为循迹模块，并采用L293D 芯片控制输出直接驱动直流电机作为电机驱动模块。
基于STC89C52单片机的智能小车设计智能小车设计基于STC89C52单片机是一项很有趣且有挑战性的项目。
在这个设计中，我们将通过编程和电路设计来实现小车的智能功能，包括避障、跟随线路等。
首先，我们需要一个基本的硬件系统。
一个智能小车通常由多个功能块组成，包括有线通信模块、避障传感器、编码器、电机驱动电路等。
这些功能块将通过单片机进行控制。
在设计中，我们将使用STC89C52这款芯片作为我们的微控制器。
这是一个8位微控制器，能够满足智能小车的要求。
我们将通过编程来控制芯片上的GPIO端口、时钟、定时器等功能。
接下来，我们需要设计电机驱动电路。
电机驱动电路通过控制电机的转速和方向，实现小车的移动。
一种常用的电机驱动方法是使用H桥电路。
这种电路使用四个晶体管来控制电机的正转和反转。
在编程中，我们需要按照电机的需要来控制这些晶体管的开关状态，实现电机的转向和速度。
避障是智能小车的一个重要功能。
我们可以使用超声波传感器来检测前方障碍物的距离。
通过测量回波时间，单片机可以计算出物体距离小车的距离。
在编程中，我们可以根据距离的大小来控制小车的运动，例如停止、减速、转向等。
另外一个功能是跟随线路。
我们可以使用红外线传感器来检测地面上的黑色线路。
通过检测红外线的反射情况，单片机可以判断小车是否偏离了线路。
在编程中，我们可以根据传感器的反馈来调整电机的速度和方向，让小车保持在线路上。
在设计中，我们还需要考虑通信模块。
我们可以使用串口通信来让单片机和电脑之间进行通信。
通过串口通信，电脑可以发出指令来控制小车的运动，同时，小车也可以将传感器的数据发送给电脑进行处理和显示。
最后，我们需要编写控制程序。
我们可以使用C语言或汇编语言来编写程序，通过控制单片机的各个模块来实现小车的各种功能。
编写程序时，需要考虑到实时性和稳定性，避免出现死循环或延时过长的情况。
综上所述，基于STC89C52单片机的智能小车设计是一项有趣且具有挑战性的项目。
基于STC89C52单片机智能避障小车设计一、研究目的针对为视障人士行动提供导航服务，使其能有效避开障碍物的应用需求，小组开展了对基于STC89C52单片机智能避障小车设计的研究，利用红外和超声波两种传感器对周围环境进行探测，结合光控照明电路，当距离达到设定值时，蜂鸣器报警，同时将超声波探测信息通过数码管显示，从而达到小车智能避障的结果。
二、研究内容1.主控电路研究STC89C52是STC公司生产的一种具有低功耗、高性能工作特性的8位微处理器。
避障小车以STC89C52单片机为主控制核心，该单片机内部含有：一个8 位CPU，一个片内振荡器及时钟电路，512字节数据存储空间，8K字节程序存储空间，内带4K字节EEPROM 存储空间，三个16位定时器/计数器，一个可编程全双工串行口，四个8位可编程并行I/O 端口，四个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）。
下图是单片机能够正常运行并完成各种性能的最小系统电路图：2.传感器的研究（1）红外传感器使用红外传感器集成模块，红外信号遇到障碍物距离的不同，反射的强度也不同，故可利用此原理进行障碍物远近的检测。
红外传感器价格便宜，反应速度比超声波传感器快，但在过亮或过暗的环境中精度会下降。
（2）超声波传感器使用超声波传感器集成模块，超声波发射器在发射超声波的同时开始计时，超声波遇到障碍物返回，接收器收到反射波就立即停止计时，从而测出障碍物远近的距离。
超声波传感器指向性强，灵敏度高，但由于声音的速度易受温度和风向的干扰，所以超声波有可能会被吸音面吸收，导致测距时产生误差。
3. 光控照明电路研究光敏电阻的阻值会随外界光照的强弱（明暗）变化而变化，光越强阻值越大，光越弱阻值越小。
小组使用光敏电阻和LED 发光二极管焊接光控照明电路，意在天黑时，LED 亮，小车能照明前方。
4. 数码管显示电路研究借助共阴极数码管显示超声波探测信息，引脚与单片机相连接，受单片机程序控制。
