简易智能电动车(全国大学生电子设计大赛)

全国大学生电子设计竞赛历年题目（1994－2011）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目三简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机.1．无线电遥控发射机2．无线电遥控接收机二、要求1．基本要求（1）工作频率：fo=6～10MHz中任选一种频率.（2）调制方式：AM、FM或FSK……任选一种.（3）输出功率：不大于20mW（在标准75Ω假负载上）.（4）遥控对象：8个,被控设备用LED分别代替,LED发光表示工作.（5）接收机距离发射机不小于10m.2．发挥部分（1）8路设备中(de)一路为电灯,用指令遥控电灯亮度,亮度分为8级并用数码管显示级数.（2）在一定发射功率下（不大于20mW）,尽量增大接收距离.（3）增加信道抗干扰措施.（4）尽量降低电源功耗.注：不能采用现成(de)收、发信机整机.三、评分意见电子设计大赛控制类题目汇总·控制类(de)题目均要注意外界(de)干扰.要采取一定(de)屏蔽措施.·涉及到电机时要考虑控制部分和电机部分,分开供电.双电源供电.将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离,利用光电耦合传输信号.这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动机所造成(de)干扰彻底消除,提高了系统稳定性.·掌握各种算法.第三届（1997年）C题水温控制系统一、任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿.水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定(de)温度基本不变.二、要求1．基本要求（1）温度设定范围为40～90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃.（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制(de)静态误差≤1℃.（3）用十进制数码管显示水(de)实际温度.2．发挥部分（1）采用适当(de)控制方法,当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时,减小系统(de)调节时间和超调量.（2）温度控制(de)静态误差≤℃.（3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时,自动打印水温随时间变化(de)曲线.三、评分意见四、说明(1)加热器用1千瓦电炉.(2)如果采用单片机控制,允许使用已右(de)单片机最小系统电路板(3)数码显示部分可以便用数码显示模块.(4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点.(5)在设计报告前附一篇400字以内(de)报告摘要.赛题分析：一、赛题要点：水温(de)范围水温调节(de)误差水温变化(de)速度打印水温变化(de)曲线二、参考设计方案1、水温(de)测量.温度传感器（参考型号AD590K）2、加热水.用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率.3、控制算法.采用分段非线性加积分分离PI算法进行温度控制.模糊控制算法三、一些设计中(de)创新1、加入报警装置,当温度变化过大时,报警.2、通过键盘在线打印曲线与数据.3、加入语音模块.四、设计中(de)注意事项若采用1000w电炉加热1L水,控制对象(de)数学模型难以准确确定,所以要通过实验总结其控制特性,以确定控制算法(de)各项参数.第五届（2001年）C题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间(de)小汽车.允许用玩具汽车改装,但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）.跑道宽度,表面贴有白纸,两侧有挡板,挡板与地面垂直,其高度不低于20cm.在跑道(de)B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽(de)黑线,各段(de)长度如图1所示.二、要求1．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前,车体不得超出起跑线）,到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑线（允许倒车返回）.往返一次(de)时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）.（2）到达终点线和返回起跑线时,停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差(de)测量值）.（3）D～E间为限速区,车辆往返均要求以低速通过,通过时间不得少于8秒,但不允许在限速区内停车.2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）.（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）.（3）其它特色与创新.三、评分标准四、说明（1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置.（2）车辆（含在车体上附加(de)任何装置）外围尺寸(de)限制：长度≤35 cm,宽度≤15cm.（3）必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置,即横向与纵向两条中心线(de)交点.赛题分析一、题目要点1、要求往返一次(de)时间最短,中间有限速区,接近终点也要减速,故要时时对小车(de)速度进行调整.2、限速区低速通过,接近终点要减速.故要准确判断加速减速(de)区域,即要精确定位.3、前轮方向要有纠偏装置,防止小车撞到挡板.4.、车速、行驶距离要显示.二、参考设计1、控制系统.采用两片单片机分工协作.2、车速和距离(de)检测.检测仪器应安装在前轮.因为后轮刹车时易打滑和反转.○1断续式光电开关.由于该开关是沟槽结构,可以将其置于固定轴上,再在车轮上均匀地固定多个遮光条.让其恰好通过沟槽,产生一个个脉冲.通过脉冲(de)计数,对速度进行测量.○2开关式霍尔传感器.该器件内部由三片霍尔金属相组成,当磁铁正对金属板时,出于霍尔效应,金属板发生横向导通,因此可以在车轮上安装磁片、而将霍尔集成片安装固定在轴上,通过对脉冲(de)计数进行车速测量.○3光电码盘.3、路面黑线检测.○1脉冲调制(de)反射式红外发射—接收器○2光电传感器.传感器(de)放置位置可以使小车底部(de)前中后,也可以是小车前面.根据不同(de)位置,采用不同(de)算法分析.4、停车方案.满速前进,临近终点反向制动．到终点后再反向制动断电即停.5、限速方案.反向制动-----正向驱动-----反问驱动------正向驱动(de)循环驱动过程.该方案通过单片机精确(de)驱动信号,使反向制动时间小于正向驱动时间,以达到小车总体向前缓速前进.6、避免小车碰壁(de)方案.○1超声波传感器.超声波传感器可以给CPU提供足够精确(de)位置信息,使得CPU可以根据该信息精确调整小车(de)运行方向和状态,使小车在运行时达到最小(de)横向抖动.单片机根据发射和接收到超声波(de)时间差判断小车离挡板(de)长度,根据这个数据发出前轮左转、右转或保持方向(de)指令．从而实现自动校正行车路线,少撞墙而快速地往返.○2光电传感器完成对左右挡板(de)检测.同时为了减小车与挡板相撞时(de)摩擦,可以在车体(de)四个角加装四个小滑轮.三、设计中(de)亮点1、加入语音模块.2、可以用实验(de)方法确定脉冲宽度(de)工作频率.3、加装车灯,指示行驶状态.4、刹车时,加入自动防抱死（ABS）环节.第六届（2003年）简易智能电动车（E题）一、任务设计并制作一个简易智能电动车,其行驶路线示意图如下：二、要求1、基本要求（1）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）,沿引导线到达B点.在“直道区”铺设(de)白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等(de)薄铁片.电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到(de)薄铁片数目.（2）电动车到达B点以后进入“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(de)正方形薄铁片,要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒,停车期间发出断续(de)声光信息.（3）电动车在光源(de)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应立即停车,但全程行驶时间不能大于90秒,行驶时间达到90秒时必须立即自动停车.2、发挥部分（1）电动车在“直道区”行驶过程中,存储并显示每个薄铁片（中心线）至起跑线间(de)距离.（2）电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车(de)车身完全进入车库.（3）停车后,能准确显示电动车全程行驶时间.（4）其它.三、评分标准试数据及测试结果分析实际完成情况50发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项17 完成第（3）项8 其它10四、说明1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为～.2、跑道边线宽度5cm,引导线宽度2cm,可以涂墨或粘黑色胶带.示意图中(de)虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上.3、障碍物1、2可由包有白纸(de)砖组成,其长、宽、高约为50cm12cm6cm,两个障碍物分别放置在障碍区两侧(de)任意位置.4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,其外围尺寸（含车体上附加装置）(de)限制为：长度≤35cm,宽度≤15cm.5、光源采用200W白炽灯,白炽灯泡底部距地面20cm,其位置如图所示.6、要求在电动车顶部明显标出电动车(de)中心点位置,即横向与纵向两条中心线(de)交点.赛题分析一、题目要点1、小车(de)尺寸限制.2、全程行驶时间限制,弯道速度要适宜.3、检测到薄片且能显示金属薄片到起跑线(de)距离.4、在C处停留5秒,停车期间发出断续(de)声光信息计时.5、停车后,显示全程行驶时间.6、注意到障碍物高6厘米,而光源高20厘米.二、参考设计整个系统可以分为以下几个模块：线路跟踪金属检测光源检测避障电路路程计算模块1、路程计算.○1光电传感器○2霍尔开关（霍尔传感器）2、线路跟踪.○1脉冲调制(de)反射式红外发射接收对管.启动时,小车跨骑在黑线上.两个红外发射接收对管,分别安装在黑线(de)两侧(de)白色区域,输出为低电压,当走偏,位于黑线上时,输出为高电压.因黑线较窄（2cm）,为及时调整车(de)方向,选择比较器(de)阀值为,即黑白相间(de)位置,即开始调整.○2光电传感器.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(de)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(de)转向调整,直到中间(de)光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶.○3色标传感器.在小车(de)中部平行装有两个色标传感器,采用查询检测(de)方法对黑线进行检测3、金属检测.○1电感式接近开关.当金属物体接近开关(de)感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速作出反应○2金属探测传感器（涡流型铁金属探测传感器,参考型号LJ18A3-Z/BX）4、光源检测.光敏电阻（光敏传感器）.只用三到五只光敏电阻就可以达到目(de),只是因其对光非常敏感,所以必需为每只光敏电阻加上黑色隔离板.在各光敏电阻间用隔板隔开如此摆放可以很好(de)解决探测光源方位(de)难题,从而正确控制小车(de)转向．当小车行驶方向朝向光源时,中间电阻阻值为低,当小车偏移光源方向时,由于光敏电阻间挡板(de)遮拦作用,两侧(de)电阻定有一侧为低.参考摆放位置如下图5、避障电路.注意到障碍物高6厘米,而光源高20厘米.故设计避障电路时,可以先寻找光源,当找到光源后,再检测障碍物,调整前进方向.这样做,可以节省时间.○1超声波测距.采用超声波传感器探测障碍物.超声波传感器安装于小车前端,在规定(de)检测距离内,当探测到障碍物时,超声波传感器给出脉冲信号至单片机,单片机检测到该信号后,调整小车方向,以控制小车准确(de)绕过障碍物.○2反射式红外传感器○3采用试验(de)方法,确定一条比较精确(de)路线,让单片机记住（通用性差,但节省时间）三、设计中(de)一些亮点发挥1、因为涉及(de)模块比较多,故要用多片单片机协作工作.最好增加一个时钟模块,统一系统时间.2、软件降温.在长转弯过程中通过设置前端转向电机间隙停转以达到降温(de)目(de).3、弯道要减速.4、增加车顶彩灯等装饰,更加人性化.附：参考元件安装方位第七届（2005年）悬挂运动控制系统（E题）一、任务设计一电机控制系统,控制物体在倾斜（仰角≤100度）(de)板上运动.在一白色底板上固定两个滑轮,两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮(de)吊绳控制一物体在板上运动,运动范围为80cm×100cm.物体(de)形状不限,质量大于100克.物体上固定有浅色画笔,以便运动时能在板上画出运动轨迹.板上标有间距为1cm(de)浅色坐标线（不同于画笔颜色）,左下角为直角坐标原点,示意图如下.二、要求1、基本要求：（1）控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；（2）控制物体在80cm×100cm(de)范围内作自行设定(de)运动,运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹,限300秒内完成；（3）控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm(de)圆周运动,限300秒内完成；（4）物体从左下角坐标原点出发,在150秒内到达设定(de)一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm).2、发挥部分（1）能够显示物体中画笔所在位置(de)坐标；（2）控制物体沿板上标出(de)任意曲线运动(见示意图),曲线在测试时现场标出,线宽～,总长度约50cm,颜色为黑色；曲线(de)前一部分是连续(de),长约30cm；后一部分是两段总长约20cm(de)间断线段,间断距离不大于1cm；沿连续曲线运动限定在200秒内完成,沿间断曲线运动限定在300秒内完成；（3）其他.三、评分标准四、说明1、物体(de)运动轨迹以画笔画出(de)痕迹为准,应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合,同时尽量缩短运动时间；2、若在某项测试中运动超过限定(de)时间,该项目不得分；3、运动轨迹与预期轨迹之间(de)偏差超过4cm时,该项目不得分；4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中,物体开始运动前,允许手动将物体定位；开始运动后,不能再人为干预物体运动；5、竞赛结束时,控制系统封存上交赛区组委会,测试用板(板上含空白坐标纸)测试时自带.赛题分析：一、题目要点要求概述：寻点画线画圆画一般曲线寻轨1、板是倾斜(de),则在考虑物体(de)运动时只考虑一边即可.2、悬挂物体(de)质量>=100g,要考虑电机(de)功率是否满足.3、各种运动均有时间限制,则要考虑控制系统(de)运算速度是否能够满足.4、因为涉及平面上(de)运动,画直线、圆等,要多多结合数学知识.二、设计系统时(de)注意事项：1、误差(de)分析与补偿.误差来源有,电动机(de)惯性、绳子(de)收缩、坐标(de)计算等.补偿方法有多次测量后修改程序中(de)参数,通过程序修正；选用材料时使用到对系统影响小(de)；采用更优(de)算法.2、电机(de)保护.可以在L298N外围接续流二极管,保护电机.3、考虑光电传感器(de)灵敏度问题,加比较器,使输出一致.三、设计参考1、寻点画线采用数学上(de)坐标间(de)关系,计算出两条绳子收放(de)长度,进而转换为步进电机(de)转数.2、画圆○1采用多边形逼近方法,等分圆周,计算出每一点(de)坐标值,利用画直线(de)方法画每一小段.○2也是分割(de)思想,不过是分割圆(de)转角,一般以1°为单位分割,计算从起点到终点每隔1°(de)点(de)直角坐标.3、寻迹○1采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体(de)边上.○2采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体(de)底部.○3寻迹(de)算法,根据传感器位置(de)不同,采用不同(de)算法.4、利用光电耦合器隔离控制部分和电动机电路.5、画图时可采用逐点逼近(de)方法,减小误差.6、设计(de)一些特点,发挥○1加入语音提示○2利用视频识别采集黑线信息○3LED(de)亮灭提示两电机(de)工作状态.○4加入电机测速模块,尽量通过算法使两电机同时完成转动,这样画出(de)曲线更光滑.第八届（2007年）小车跷跷板（F题）一、任务设计并制作一个电动车跷跷板,在跷跷板起始端A一侧装有可移动(de)配重.配重(de)位置可以在从始端开始(de)200mm～600mm范围内调整,调整步长不大于50mm；配重可拆卸.电动车从起始端A出发,可以自动在跷跷板上行驶.电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示.二、要求1.基本要求在不加配重(de)情况下,电动车完成以下运动：（1）电动车从起始端A出发,在30秒钟内行驶到中心点C附近；（2）60秒钟之内,电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态,保持平衡5秒钟,并给出明显(de)平衡指示；（3）电动车从（2）中(de)平衡点出发,30秒钟内行驶到跷跷板末端B处（车头距跷跷板末端B不大于50mm）；（4）电动车在B点停止5秒后,1分钟内倒退回起始端A,完成整个行程；（5）在整个行驶过程中,电动车始终在跷跷板上,并分阶段实时显示电动车行驶所用(de)时间.2.发挥部分将配重固定在可调整范围内任一指定位置,电动车完成以下运动：（1）将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点 300mm以外、90°扇形区域内某一指定位置（车头朝向跷跷板）,电动车能够自动驶上跷跷板,如图3所示：（2）电动车在跷跷板上取得平衡,给出明显(de)平衡指示,保持平衡5秒钟以上；（3）将另一块质量为电动车质量10％～20％(de)块状配重放置在A至C间指定(de)位置,电动车能够重新取得平衡,给出明显(de)平衡指示,保持平衡5秒钟以上；（4）电动车在3分钟之内完成（1）～（3）全过程.（5）其他.三、说明（1）跷跷板长1600mm、宽300mm,为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式.（2）跷跷板中心固定在直径不大于50mm(de)半圆轴上,轴两端支撑在支架上,并保证与支架圆滑接触,能灵活转动.（3）测试中,使用参赛队自制(de)跷跷板装置.（4）允许在跷跷板和地面上采取引导措施,但不得影响跷跷板面和地面平整.（5）电动车(含加在车体上(de)其它装置)外形尺寸规定为：长≤300mm,宽≤200mm.（6）平衡(de)定义为A、B两端与地面(de)距离差d=∣dA -dB∣不大于40mm.（7）整个行程约为1600mm减去车长.（8）测试过程中不允许人为控制电动车运动.（9）基本要求（2）不能完成时,可以跳过,但不能得分；发挥部分（1）不能完成时,可以直接从（2）项开始,但是（1）项不得分.赛题分析一、题目要点以及实现时(de)注意点1、从A点出发到C点附近,有时间(de)限制,最小平均车速应该在750mm/30S=25mm/S以上.2、寻找平衡点有时间(de)限制,故平衡点(de)判断方法要简单方便,同时还要求控制系统对信息(de)处理速度要快.3、电动车找到平衡后还要保持平衡5秒以上,要注意防止跷跷板(de)抖动.4、电动车行驶到B点后要停留,此时要注意小车不能掉下来.因此要记录位置.5、小车(de)重量以及配重(de)重量均要适当选择.二、设计参考1、驱动方式(de)选择.因为有速度(de)要求而且在平衡点附近要精确定位,要有减速机构.可选择(de)电机有连续旋转伺服电机、直流减速电机、步进电机.2、平衡检测(de)选择.○1可选用单轴倾角传感器（参考型号SCA60C）可将传感器固定在小车上,并在轴上挂一个重锤.由于地球引力,重锤竖直向下,当小车行驶时,随车体倾斜位置变化,角度传感器输出也会有相应(de)变化,即可测出倾角.由于小车行驶时,重锤会有一定(de)摆动,要采用软件滤波.○2选用Accustar电子倾角传感器.电子倾角传感器是基于液态电容原理、无可动部件(de)敏感器件.当绕其灵敏轴旋转时,器件(de)电容值发生线性变化,通过电子线路将其转化为角度值输出,其精度比较高.3、发挥部分(de)寻迹,○1采用光电传感器○2反射式红外线传感器○3CCD摄像头4、定位测距.○1采用光电开关（参考型号TCST1030）和安装在车轮上(de)码盘实现计数进行测距.○2可采红外对管和编码盘.将一个转上孔(de)编码盘固定在转轴上,然后由红外对管检测编码盘(de)孔对红外线(de)阻通.通过在单位时间对其计数可计算出车辆行驶(de)瞬时速度,累计开关信号可以计算出小车行驶(de)距离.5、控制算法(de)选择.○1PID算法○2模糊控制算法○3仿人工智能算法三、设计中(de)一些亮点1、数字滤波.单片机通过ADC采集到(de)角度信号是离散(de),由于电机(de)控制脉冲,会对电子角度传感器产生干扰,所以采用数字滤波(de)方法进行数据处理.常见(de)数字滤波方法有程序判断法、中值滤波法、算数滤波法、加权平均滤波法、滑动平均值滤波法、低通滤波发和中位置滤波法.2、加入语音模块,更加人性化.3、主从单片机分工协作.。

陕西科技大学毕业设计说明书作者：李旺学号：学院：兵团技师培训学院系(专业)：工业电气自动化题目：简易智能电动车指导者：马世强教师评阅者：2021年 4 月 26日目录摘要.......................................... 错误!未定义书签。

Abstract ........................................ 错误!未定义书签。

1 引言...........................................................2 方案设计.......................................................2.1 设计要求..................................................2.2 电动机的选择2.3 传感器的选择..............................................2.4 系统操纵的选择2.5 电动机驱动调速模块........................................3 硬件的设计与实现...............................................3.1 电动机PWM驱动模块的电路设计与实现 ........................3.2 避障模块的设计与实现......................................3.3 线路跟踪的设计与实现......................................4 软件的设计与实现...............................................4.1 软件所实现的功能4.2 软件设计原那么...........................................4.3 编程思路4.4 系统软件流程.............................................4.5 软件程序设计部份源程序5 性能测试与结果分析.............................................5.1 性能测试..................................................5.2 系统的调试及结果分析......................................致谢........................................................ 参考文献......................................................... 附录A 系统总电路图 ..............................................智能小车的设计与实现1引言随着汽车工业的迅速进展，关于汽车的研究也就愈来愈受人关注。

自动往返小车设计报告Design Report of Automatic Motor-Driven Car 安徽赛区小组成员：A,B,C指导老师: D摘要本系统以单片机SPCE061A为控制器，控制电动小车行驶方向，采用PWM脉宽调制技术控制小车的行驶速度。

采用红外光电开关和霍尔传感器分别对小车行驶的位置和距离跟踪检测，并将小车行驶的时间和距离等数据通过LCD显示器显示出来。

整个系统的电路结构简单，可靠性高。

关键词：智能控制，电动小车，PWM脉宽调制，光电检测，霍尔传感器，LCD显示AbstractThis system bases on the MCU (Micro Controlled Unit) SPCE061A to control the direction of the automatic motor-driven car, and uses the PWM (Pulse Width Modulation) technology to control the speed of the motors. The location and distance of the car are detected by the infrared ray photoelectric detector and Hall sensor. The running time and distance of the car are also displayed with LCD model meantime.The structure of the model is simple but reliable.Key words: Intelligent Control, Motor-driven Car, PWM, Photoelectric Detector, Hall sensor，LCD.目录一、系统方案的选择与论证A、系统基本方案1、控制器模块2、电机模块的选择3、电机驱动模块的选择4、距离检测模块5、黑线检测模块6、显示模块7、小车的选择8、电源的选择9、挡板检测模块B、系统各模块的最终方案C、系统总体设计框图二、系统主要电路设计1、直流电机驱动模块设计2、黑线检测电路设计3、路程检测电路设计4、LED显示电路5、稳压电源电路设计三、系统软件设计1、车底黑线检测设计2、PWM程序设计3、路程计算原理设计4、主程序流程图5、挡板检测流程图四、系统测试1、测试仪器2、计时测试3、路程测试4、限速区测试5、系统实现的功能6、结论五、总结六、参考文献 0七、附录一、系统方案的选择与论证A 、系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。

简易智能电动车控制系统设计
摘要
随着技术的发展，智能电动车的研究日益受到关注，以及进入市场应用。

本文介绍了简易智能电动车控制系统的设计。

该系统以单片机为核心，结合传感器，电机驱动器，制动器等组成了一套完整的智能控制系统。

它
采用模糊控制技术，使得车辆能够自动实现转弯、转向、加速、制动等动作，以及实现自动避障等功能。

最后，在实验中证明，该系统能够较好地
实现智能化控制，提高电动车的智能度，从而达到安全驾驶的目的。

1.引言
随着技术的发展，以及社会的进步，智能化技术在不同领域都得到了
应用。

其中，智能电动车在包括交通在内的生活中越来越受欢迎，因为它
们拥有更高的安全性，更便捷的服务，以及更低的污染。

为此，研究和探
索智能控制系统就变得尤为重要。

电动车是一种装有电动机，通过电池来驱动的车辆。

传统的电动车需
要驾驶员来操控，无法实现自动控制。

而智能电动车就是针对这一问题，
通过控制系统设计，将传感器、电机驱动器以及制动器等设备完美的结合
起来，实现智能化控制，同时提高电动车的使用安全性。

简易智能电动车目录一、方案比较、设计与论证 (2)二、理论分析与计算 (5)三、电路图及设计文件 (6)四、程序设计思路与流程图 (10)五、测试方法、数据及结果分析 (12)六、设计总结 (14)七、主要测试仪器 (15)八、参考资料 (15)九、附件一（系统设计总电路图） (16)一、方案比较、设计与论证本设计基于闭环测量、控制的原理，通过传感器将检测信号反馈给微处理，实时监控小车的运动状态并显示必要信息。

利用微处理产生脉冲宽度调制（PWM）信号，通过驱动电路来控制直流电机的转动，从而实现小车的直线行走、左右拐弯、倒退、停止、躲避并绕过障碍物、自动寻找引导光源并定位等功能。

功能框图见图1。

整个设计关键在于传感器的选择和安装，这些传感器要能够给出准确的信号让微处理来控制小车的行走。

图11、小车的比较与选择常见的电动小车是两轮驱动，一个电机驱动后面两个轮子转动，另一个电机控制前面两个轮子转向。

它的缺点是：转弯的角度较大且固定，不能精确地控制转角的大小。

小车在运行时平稳性较差。

而四轮驱动的小车，左右两边的轮子分别由两个电机控制，可以通过改变左右电机的转速来控制小车的转向，转弯的角度可大可小，这种控制方法能够使小车平稳地实现拐弯的功能，运行时车身稳定、没有左右摇摆的现象。

综合两者的特点，我们在设计中选择了四轮驱动的小车，小车的尺寸为14cm ×25cm，完全符合题目中15cm×35cm的尺寸要求。

2、传感器的比较与选择(1)路径识别传感器要求准确识别黑线与白纸，给出识别信号。

常用的传感器有可见光光电传感器、红外光光电传感器、CCD光电传感器等。

我们经过比较，选用了体积小、抗干扰性强、价格便宜的红外光光电传感器GK-SB5，配以外围电路可准确实现识别黑色和白色的功能。

GK-SB5使用的是红外光发射和接收，受外界环境的影响较小，另外GK-SB5体积较小，便于调节位置，以适应识别不同宽度黑线的需要。

第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目电压控制LC 振荡器（A 题）一、任务设计并制作一个电压控制LC 振荡器。

二、要求1、基本要求（1）振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。

（2）输出频率范围：15MHz～35MHz。

（3）输出频率稳定度：优于10-3。

（4）输出电压峰-峰值：V p-p=1V±0.1V。

（5）实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值，精度优于10％。

（6）可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz±100kHz。

2、发挥部分（1）进一步扩大输出频率范围。

（2）采用锁相环进一步提高输出频率稳定度，输出频率步进间隔为100kHz。

（3）实时测量并显示振荡器的输出频率。

（4）制作一个功率放大器，放大LC 振荡器输出的30MHz 正弦信号，限定使用E=12V 的单直流电源为功率放大器供电，要求在50Ω纯电阻负载上的输出功率≥20mW，尽可能提高功率放大器的效率。

（5）功率放大器负载改为50Ω电阻与20pF 电容串联，在此条件下50Ω电阻上的输出功率≥20mW，尽可能提高放大器效率。

（6）其它。

三、评分标准四、说明1、需留出末级功率放大器电源电流I C0(或I D0)的测量端，用于测试功率放大器的效率。

宽带放大器（B 题）一、任务设计并制作一个宽带放大器。

二、要求1、基本要求（1）输入阻抗≥1kΩ；单端输入，单端输出；放大器负载电阻。

（2）3dB 通频带10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz 频带内增益起伏≤1dB。

（3）最大增益≥40dB，增益调节范围10dB～40dB（增益值6 级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。

（4）最大输出电压有效值≥3V，数字显示输出正弦电压有效值。

（5）自制放大器所需的稳压电源。

2、发挥部分（1）最大输出电压有效值≥6V。

（2）最大增益≥58dB (3dB 通频带10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz 频带内增益起伏≤1dB)，增益调节范围10dB～58dB（增益值9 级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。

全国大学生电子设计竞赛题目分析全国大学生电子设计竞赛题目类型简介由国家教委高教司倡导并组织的全国大学生电子设计竞赛从1994年的首届试点到2003年已经成功地举办了6届。

从6届电子设计竞赛的试题来看，可以归纳成7类，即：（1）电源类：简易数控直流电源（第一届），直流稳压电源（第三届）；（2）信号源类：实用信号源的设计和制作（第二届），波形发生器（第五届），电压控制LC振荡器（A题）（第六届）；（3）高频无线电类：简易无线电遥控系统（第二届），调幅广播收音机（第三届），短波调频接收机（第四届），调频收音机（第五届）；（4）放大器类：实用低频功率放大器（第二届），高效率音频功率放大器（第五届），宽带放大器（B题）（第六届）；（5）仪器仪表类：简易电阻、电容和电感测试仪（第二届），简易数字频率计（第三届），频率特性测试仪（第四届），数字式工频有效值多用表（第四届），简易数字存储示波器（第五届），低频数字式相位测量仪（C题）（第六届），简易逻辑分析仪（D题）（第六届）；（6）数据采集与处理类：多路数据采集系统（第一届），数字化语音存储与回放系统（第四届），数据采集与传输系统（第五届）。

（7）控制类：水温控制系统（第三届），自动往返电动小汽车（第五届）；简易智能电动车（E题）（第六届）；液体点滴速度监控装置（F题）（第六届）。

从以上试题可见，试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点。

涉及到的电子信息类专业的课程有：低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、可编程逻辑器件、EDA设计等；实践性教学环节有：电子线路实验课、微机原理实验课、课程设计、生产实习等；可选用的器件有：晶体管、集成电路、大规模集成电路、单片机、可编程逻辑器件等；设计手段必须采用现代电子设计方法与开发工具，如VHDL语言、Xilinx Foundation Series EDA工具、单片机编程器等。

不难看出，电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平，又引导高校在教学改革中应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。

毕业设计(论文)中文摘要简易智能电动车摘要:本小车以MSP超低功耗单片机系列MSP430F149和MSP430FE425为核心，完成寻迹、检测金属、避障、寻光、测速等功能。

在机械结构上，对普通的小车作了改进，即用一个万用轮来代替两个前轮，使小车的转向更加灵敏。

采用PWM 驱动芯片控制电机，红外传感器检测黑线，金属传感器检测铁片，光敏器件检测光强，红外LED和一体化接收头来避障。

基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法，实现题目要求。

而且附加实现显示起跑距离、行驶时间、检测金属数目等扩展功能。

关键词：MSP430 寻迹检测金属避障寻光毕业设计(论文)外文摘要Title: Simple Intelligent CarAbstract: This design is controlled with the MCU(MSP430F149,MSP430FE425) to complete the function of finding trace, detecting medal, avoiding barrier, tending to light and measure speed. By using infrared sensor to locate the trace、photoelectricity sense to measure the light、metal sensor to detect the metal and ultrasonic wave sensor to avoid the barrier. Based on the reliable hardware and software designing,this design is well fulfilled. In addition, such extended functions as measuring thedistance and recording the running-time are completed well. On the level of machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more convenience.Key words:MSP430 find trace detect medal avoid barrier and tend to light目录1 引言 (4)2 系统设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.1.1 基本要求 (4)2.1.2发挥部分 (4)2.2方案论证与比较 (5)2.2.1电机驱动方案的选择与论证 (5)2.2.2路面寻线模块 (5)2.2.3金属检测模块 (5)2.2.4寻光模块 (5)2.2.5避障模块 (5)3硬件电路设计 (6)3.1 主控制模块 (6)3.2 电机驱动模块 (8)3.3 寻迹模块 (9)3.4 金属检测模块 (11)3.5 寻光避障模块 (11)3.6 测距和显示模块 (12)3.7电源模块 (13)4软件设计 (14)4.1 寻迹算法 (14)4.2 寻光，避障算法 (16)4.3串口通信 (20)5.系统测试 (22)5.1测试用仪表： (22)5.2测试数据： (22)结论 (23)致谢 (23)参考文献 (23)附录 (24)附件1：使用TI芯片 (24)附件2：元器件清单 (24)附件3：实物及PCB 图片 (25)1 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，智能小车有趣生动并且还牵扯到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制、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，机器人等课题。

智能小车设计电子设计大赛报告全国大学生电子设计大赛报告智能小车设计摘要：智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气技术、电气控制技术、智能控制等学科，智能控制技术是一门跨科学的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运行，可运用于科学勘探等用途，无需人为的管理，便可以完成预期所要达到的或更高的目标。

本设计采用C8051F410 单片机为控制核心，设计了一辆智能小车并对其功能进行测试，利用单片机实现小车的启停和转弯；利用超声波传感器检测道路上的障碍，实现了小车的避障功能、避免撞到障碍物、行车时间和壁障距离的数码显示三大功能。

整个系统的电路结构简单，可靠性能高，测试结果均能满足个环境要求。

关键词：L298N 循迹避障测距测速 c8051f410Abstract: the research, development and application of intelligent car involved in sensing technology, electrical technology, electrical control technology and intelligent control discipline, intelligent control technology is a cross science comprehensive technology, the contemporary research is very active, are applied widely. Smart as a new product of modern society, is the future development direction, it can be in accordance with the pre-set module automatically run in a specific environment, can be used in scientific exploration purposes, without human management, can accomplish expected to achieve goals or higher. This design USES C8051F410 the single chip processor as the core, to design a smart car and to test its functionality, using single-chip microcomputer realize car stop and turn; Using ultrasonic sensors to detect road obstacles, the car of theultrasonic control, to avoid hitting obstacles, driving time and mileage of the digital display the three functions. The circuit of the whole system has simple structure, reliable performance is high, the test resultsKeywords:L298 tracking obstacle avoidance velocity measurement目录1 引言 (1)2 方案论证与分析 (1)2.1 车体方案论证与分析 (1)2.2 微控制器的论证与分析 (1)2.3 电机驱动模块论证与分析 (1)2.4 循迹模块论证与分析 (2)2.5 避障测距模块论证与分析 (2)2.6 测速模块论证与分析 (3)2.7 显示模块论证与分析 (3)3 系统设计 (3)3.1 系统总体设计 (3)3.2 车体部分设计 (4)3.3 微控制器模块设计 (4)3.4 电机驱动模块设计 (5)3.4.1 L298N介绍 (5)3.4.2 电机驱动电路 (6)3.4.3 L298N电机驱动芯片引脚说明 (6)3.5循迹模块模块设计 (7)3.6 避障测距模块设计 (7)3.7 测速模块设计 (8)3.8 LCD显示模块设计 (9)4 软件设计 (9)4.1 软件调试平台 (9)4.2 系统软件设计 (11)4.2.1 循迹程序流程图 (11)4.2.2 避障程序流程图 (12)5 系统调试 (12)5.1系统的性能指标 (12)5.1.1电机驱动参数 (12)5.1.2 超声波测距模块 (13)5.2测试工具 (14)5.3测试过程 (14)6 设计总结 (15)7 参考文献 (15)8 附录 (15)8.1控制及显示原理图 (15)8.2控制部分PCB图 (16)8.3总程序 (17)1 引言近年代，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。

E32003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。

全国电⼦设计⽐赛题名⼩车题C题⾃动往返电动⼩汽车⼀、任务设计并制作⼀个能⾃动往返于起跑线与终点线间的⼩汽车。

允许⽤玩具汽车改装，但不能⽤⼈⼯遥控（包括有线和⽆线遥控）。

跑道宽度0.5m，表⾯贴有⽩纸，两侧有挡板，挡板与地⾯垂直，其⾼度不低于20cm。

在跑道的B、C、D、E、F、G 各点处画有2cm宽的⿊线，各段的长度如图1所⽰。

⼆、要求1．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后⾃动返回起跑线（允许倒车返回）。

往返⼀次的时间应⼒求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。

（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最⼩（以车辆中⼼点与终点线或起跑线中⼼线之间距离作为偏差的测量值）。

（3）D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。

2．发挥部分（1）⾃动记录、显⽰⼀次往返时间（记录显⽰装置要求安装在车上）。

（2）⾃动记录、显⽰⾏驶距离（记录显⽰装置要求安装在车上）。

（3）其它特⾊与创新。

简易智能电动车（E题）⼀、任务设计并制作⼀个简易智能电动车，其⾏驶路线⽰意图如下：⼆、要求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需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点以后进⼊“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点处停车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应⽴即停车，但全程⾏驶时间不能⼤于90秒，⾏驶时间达到90秒时必须⽴即⾃动停车。

目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract (I)Key words (II)1 前言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (1)1.2 智能小车的现状 (3)1.3 本次设计任务与要求 (3)2 方案设计与论证 (4)2.1 主控系统 (4)2.2 电源模块 (5)2.3 电机驱动模块 (5)2.4 电机选择 (5)2.5 避障模块 (6)2.6 循迹模块 (6)2.7 寻光模块 (7)2.8 声光报警系统 (7)3 硬件设计 (8)3.1 总体设计 (8)3.2 电源模块 (8)3.3 单片机最小系统 (9)3.3.1 单片机电源 (9)3.3.2 复位电路 (10)3.3.3 时钟电路 (11)3.4 电机驱动模块 (11)3.5 循迹模块 (13)3.6 寻光模块 (13)3.7 避障模块 (14)3.8 声光报警系统 (14)4 软件设计 (15)4.1 循迹算法设计 (15)4.2 避障算法设计 (16)4.3 寻光算法设计 (17)4.4 主程序设计 (18)5 结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录A 程序 (22)附录B 图片 (29)简易智能电动车摘要本设计中的简易智能电动车是以单片机AT89S52为核心，以两个直流电机作为小车动力（电机的驱动采用L298集成H桥芯片），用三对反射式红外传感器作为小车的“眼睛”来避障，用五对TCRT5000（反射式一体化光电探测器）来循迹，用光敏电阻的光敏特性来寻光，用高亮度发光二极管和和蜂鸣器发出声光警报。

通过控制两个电机的转速及正反转来实现小车的：前进，后退，左前转，右前转，左后退，右后退，减速，停止。

而实现小车的循迹、避障、寻光则是通过传感器采集信号后经LM324放大处理后传输到单片机，通过编程处理采集到的信号来控制小车做出智能反应，达到智能电动车的设计要求。

关键词光敏电阻；避障；循迹；寻光；报警Simple Intelligent Electric CarsAbstractThe simple intelligence electric motor cars in this design with single chip AT89S52 as core, driven by two DC motors (the driving of motors adopted L298 integrated H bridge chip), used three pairs of reflective infrared sensors to avoid obstacles as “eyes” of the cars, five pairs of TCRT5000 (reflex integrated optoelectronic detector) to vault, photosensitivity of photo resistor to find light, HB LED and buzzer to sound audio and video warning. Achieve goals of forward,backward, left forward steering, right forward steering, left backward, right backward, decelerate and stop by controlling the revolving speed and reverse of these two motors. As for vault, avoid obstacles, and find light, are realized by amplification processing after transmission to microcontroller through the sensors to collect signal after LM324. at last used the collective signal through the programming design to let the car make intelligent reaction, for meeting the requirements of intelligence electric motor cars.Key wordsPhotoconductive resistance; Obstacle avoidance; Follow the mark; Search light; alarm1 前言1.1 研究背景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。

《单片机应用技术》课程设计报告题目：基于单片机地简易智能电动车设计课程设计任务书设计名称：基于单片机地简易智能电动车设计基于单片机地智能电动车设计摘要智能作为现代地新发明，是以后地发展方向，他可以按照预先设定地模式在一个环境里自动地运作，不需要人为地管理，可应用于科学勘探等等地用途.智能电动车就是其中地一个体现.本设计以单片机作为主控芯片，控制两个步进电机地正反转，实现了小车地不同方向运动.利用红外对管做成地红外传感器来检测路面信息，完成了小车地巡线功能.避障与寻光均采用红外对管来实现.采用LCD1602液晶显示屏来显示时间与路程等信息.关键词: 巡线避障寻光显示AbstractThe new smart as a modern invention, is the future direction of development, he can follow the pattern set in advance in an environment where the operation automatically, without human management, etc. can be applied to the use of scientific exploration. Smart electric car is one of expression.The design of a microcontroller as the master chip, the two stepper motor reversing control and achieve the car's different direction. Using Infrared Emitting Diode made of infrared sensors to detect road surface information, completed the car's transmission line functions. Obstacle avoidance and infrared search light tubes are used to achieve. By LCD1602 LCD to display information such as time and distance.Keyword: Search online Avoid object Search light Show Information目录一总体概括 (5)二方案地论证与比较 (5)2.1 主控芯片地选择 (5)2.2 智能巡线设备地选择 (5)2.3 显示设备地选择 (6)2.4 声光信号设备地选择 (6)三电路设计 (6)3.1单元电路设计 (6)3.1.1 寻光电路地设计 (6)3.1.2 红外检测电路设计 (7)3.1.3 金属探测电路地设计 (8)3.2 电机驱动电路设计 (9)四软件设计 (10)4.1主程序流程图 (10)五调试结果 (11)六参考文献 (12)七附录 (13)八总结与体会 (23)第一章总体概括具体地系统方框图如下所示：图1 系统框图第二章方案地论证与比较2.1 主控芯片地选择方案一：采用单个单片机作为主控芯片.由于A T89S52具有32个I/O口，能满足小车各部分对I/O口地需求，另外只用一个单片机可以很好地控制小车.方案二：采用双单片机作为主控芯片.利用两块AT89S52分别对小车地各部分进行监测和控制，虽然减轻了单个单片机地负担，提高了系统地工作效率，但是存在很多地I/O地资源浪费，并且两个单片机不容易控制，所以不采用该方案.使用方案一2.2 智能巡线设备地选择方案一：采用普通发光二极管及光敏电阻组成地发射接收方案.该方案在实际使用时，容易受到外界光源地干扰，有时甚至检测不到.主要是因为可见光地反射效果跟地表地平坦程度、地表材料地反射情况都有直接关系.虽然可采取超高亮度发光二极管降低一定地干扰，但这又增加额外地功率损耗.方案二：采用反射式红外对管，虽然易受环境地影响，识别地可靠程度不高，但是由于其结构简单，体积小巧，易于安装，完全能用多个该传感器构成高精度地控制辐射网络提高识别地可靠性、准确性，考虑到实际应用环境，因此我们采用方案二.2.3 显示设备地选择方案一：采用传统数码管作为显示设备.传统数码管具有低能耗、低损耗、低压、长寿命、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温地特点；对外界环境要求低，易于维护；同时其精度比较高，精确可靠，操作简单，程序编写容易，资源占用少.本设计要求显示地内容较多，如果利用传统数码管来显示，则需要好几块数码管，这样占用单片机很多地I/O口，并且不够美观，也不易区分各块数码管显示地是什么内容.所以，该方案不被采用.方案二：采用液晶显示屏（LCD）显示时间和路程.液晶显示器具有功耗低、无辐射危险、平面直角显示以及影像稳定等，可视面积大，画面效果好，也可以显示汉字，分辨率高，抗干扰能力强，显示内容多等特点.因此，只要用一块液晶显示器就可以显示设计要求地全部内容.此外，液晶显示器与单片机连接电路较简单，且占用地I/O口较少.基于以上分析，我们采用该方案，用LCD1602进行显示.2.4 声光信号设备地选择本设计要求小车在直道上检测到金属时发出声光指示信息，在发声方面，我们使用蜂鸣器代替扬声器，因为扬声器功耗比较大，体积也较大，而本设计对声音信号要求不高，所以我们使用功耗与体积都较小地蜂鸣器.在发光方面，我们选择普通地发光二极管.第三章电路设计3.1单元电路设计3.1.1 寻光电路地设计该单元电路主要是实现小车寻光入库，考虑到光源是放在车库里，而且光源离地面有一定地高度，为了使小车能够精确驶入库中，我们采用三个光敏传感器.用金属支架将三个光敏传感器固定在车地中间部分，并使光敏传感器尽可能与光源保持水平，这三个传感器组成一个120度地扇形，相邻两个之间地角度为60度.其中一路如图所示：图2 寻光电路图其他两个电路与此电路相同.接收管未接收到光源发出地红外光时，接收管不导通，正向输入地电压大于基准电压，通过电压比较器进行比较输出高电平，接收管接收到光源发出地红外光后，接收管导通，正向输入地电压将会小于基准电压，通过电压比较器进行比较输出低电平.单片机可直接对接收到地信号进行判断是否检测到光源，并通过对检测到地信号进行处理来决定小车地运动方向.3.1.2 红外检测电路设计该设计采用红外对管构成地红外传感器，具体电路如图所示：图3 红外对管电路我们在小车地前端底部安装三对相同地红外对管，用来检测地面信号，每个红外对管都有一个发射管和一个接收管，发射管发射红外线到地面，如果遇到黑线则光信号会被吸收，否则会被反射回来.检测到黑线接收管不导通，输出高电平，否则输出低电平.单片机根据接收到地高低电平来决定小车如何行驶.另外在小车地正前端安装一对红外对管，用来检测前方是否有障碍物.探测原理与检测地面地原理相同，当小车前端地红外对管发射出地红外光线被反射回来时，说明前方有障碍物，此时小车会进行相应地反应.3.1.3 金属探测电路地设计此部分电路地功能是检测轨道上地铝钱币，在此我们使用地金属传感器是电感接近式开关.该传感器由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地振荡感应头时，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，内部电路地参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关地通或断.其工作原理图如下所示：图4 接近式开关原理图当小车遇到铝钱币时，控制开关将会发生变化，输出电压为零伏，否则输出地是 1.12V.由于两者都属于低电平，在此我们再次使用电压比较器，使两种不同情况下，分别输出高低电平，并将其传给单片机.单片机根据接收到地信号判断是否有铝钱币.3.2 电机驱动电路设计本设计使用地步进电机是四项六线式，用L297和L298N驱动芯片驱动，其中一个地驱动电路如图所示（另外一个于此相同）：单片机A T89S52通过I/O口向L297地17和18脚发送驱动控制信号，从而控制步进电机地速度及正反转.图5 .步进电机驱动电路第四章软件设计主程序流程图图6第五章调试结果5.1小车利用红外对管能够成功进行巡线、避障：①：小车地电机驱动脉冲在1500 左右，小车可以在躲避障碍物时候，准确地转外实现延时并且寻光功能.②：小车地电机驱动脉冲在1500左右，是小车地性能达到最优，正在巡线转弯地车体抖动达到最小值.③：小车地避障地红外对管与地面地距离在4cm以及角度在85°左右，能够准确实现避障，且车体转弯达到90°5.2小车利用红外对管寻光进入车库：①：当小车驶出障碍区，加以脉冲在1800左右，可以使其在寻光过程中，避免车身旋转角度过大.②：小车地寻光地红外对管（车身左侧）与地面地距离在6cm以及角度在95°左右，能够准确实现寻光，和车身180度旋转，倒入车库5.3小车地显示模块：①：小车地总路程、总时间、被检测地金属数目以及被检测金属与其实位置地距离，适时显示小车行驶地路程和时间第六章参考文献[1] 戴佳戴卫恒. 51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M] 北京：电子工业出版社2005.[2] 全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编[M] 北京：北京理工大学出版社 2008.[3] 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛制作实训[M] 北京：北京航空航天大学出版社2005.[4] 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛系统设计[M] 北京：北京航空航天大学出版社2006.[5] 赵广林. 常用电子元器件设别/检测/选用一读通[M] 北京：电子工业出版社2008.[6] 康华光. 电子技术基础模拟部分（第五版）[M] 北京：高等教育出版社2004.[7] AT89S51 Preliminary ，Atmlel Comporation 2001.[8] AT89S52 ，Atmlel Comporation 2001.[9]李叶紫. MCS51 单片机应用教程[M] 北京：清华大学出版社2004.[10]张毅刚. 单片机原理及应用 [M] 北京：高等教育出版社2004.第七章附录程序：#include "xiaoche.h"#include "lcd1602.h"//unsigned int s=10。

简易智能电动车控制系统设计摘要AT89S52单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

现在，单片机已广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备过程控制、自动检测、家用电器和数据处理等各个方面。

随着单片机的发展以及它在各种复杂的控制系统、智能化系统中的广泛应用，它将渗透到生产和生活的各个领域。

本设计的理论设计方案、调试方法、测试数据分析方法及设计中的特色与创新.点等对自动运输机器人、家用清洁机器人、灭火机器人等自主及半自主机器人的设计与实现有一定的参考意义。

本文介绍了基于AT89S52单片机，利用红外传感器检测道路上的障碍，控制电动小车的自动避障，用PMW调速方式控制车子快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录和显示时间、里程和速度，自动寻迹、检测铁片、发出声光信息和寻光功能。

整个系统的电路逻辑结构简单，可靠性能高，实现功能强大。

本文着重介绍了该系统的组成、硬件配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能。

本设计的特色就在于它利用AT89S52作为中心芯片对外部进行控制，在外部信号采集后经LM324电压比较器后能够给单片机输入稳定的高低电平，在小车行驶动力采用L293芯片具有足够的驱动力，选LCD1602做为显示器增加了本设计的显示功能，改变了传统的LED显示信息量小的局限性。

关键词：AT89S52单片机电动小车 PMW调速红外传感器自动避障 LM324 L293 LCD1602目录1 前言 (1)1.1 本论文的主要工作 (1)1.2 预期目标 (2)2 系统设计可行性分析 (2)2.1 总体方案 (2)2.2 电源模块方案 (2)2.3 智能车驱动方案 (3)2.4 直流调速方案 (3)2.5 检测放大器方案 (4)2.6 检测黑线方案 (6)2.7 检测铁片方案 (6)2.8 避障方案 (6)2.9 寻光方案 (6)2.10 停车方案 (7)2.11 行车距离检测方案 (7)2.12 声音提示方案 (8)2.13 显示部分 (8)2.14 系统工作原理 (8)2.15 本章小结 (9)3 系统硬件电路 (9)3.1 电源电路 (9)3.2 驱动电路 (10)3.3 检测电路 (11)3.3.1 黑线检测 (11)3.3.2 铁片检测 (11)3.3.3 障碍物检测 (12)3.4 单片机最小电路 (12)3.5 声光电路 (13)3.6 显示电路 (13)3.7 系统总电路图 (16)3.7 本章小结 (17)4 系统软件电路 (17)4.1 系统软件设计说明 (17)4.2 软件流程图 (17)4.3 本章小结 (29)5 硬件电路的制作与调试 (30)5.1 电路板的制作 (30)5.1.1 电路图的绘制 (30)5.1.2 制作电路板 (30)5.2 电路板的焊接 (31)5.2.1 手工焊锡要点 (31)5.2.2 焊锡操作要领 (31)5.3 电路的调试 (31)5.3.1 测试方法与仪器 (31)5.3.2 电源模块调试 (32)5.3.3 单片机模块调试 (32)5.3.4 检测模块调试 (32)5.4 本章小结 (34)6 结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)英文摘要 (37)附录成绩评定表1 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。

论文编号：C甲024052011年全国大学生电子设计竞赛报告智能小车参赛学校：山东科技大学参赛学生：郭明阳韩瑞华刘思庆联系电话：151****57232011年9月3日摘要本系统采用型号为TMS320F2812的DSP芯片设计了两台智能小车。

系统硬件主要有中央处理器、传感采集电路、小车、电机驱动电路等四部分组成。

传感器选用有避障功能红外避障传感器及检测黑白线功能的TCRT5000红外反射式接近开关传感器，在小车运行过程中及时检测行驶车道标志线、跑道两侧边界线以及前方障碍，实时将信息传输给DSP中央处理器，中央处理器根据控制算法发出控制指令，控制小车按照预定要求运行。

实验测试结果表明，本系统满足了赛题规定的各项指标要求。

关键词：DSP；PWM；智能小车；红外避障目录一、系统方案设计与论证 (4)1.1方案比较与论证 (4)1.1.1直流电动机驱动 (4)1.1.2 避障模块 (4)1.1.3 黑白线检测模块 (4)1.2信号的检测控制方案 (5)1.2.1电机的信号控制过程 (5)1.2.2黑白线、障碍信号检测的控制 (5)1.3系统算法与误差分析 (6)1.3.1直流电机同步算法与误差分析 (6)1.3.2转弯角度的大小算法与误差分析 (6)1.3.3预防小车出轨的算法与误差分析 (6)二、电路设计 (6)三、系统软件设计 (7)四、测试与结果分析 (8)4.1硬件测试与结果分析 (8)4.1.1小车车体 (8)4.1.2直流电机驱动 (8)4.1.3黑白线检测模块 (8)4.1.4红外壁障模块： (8)4.2软件测试与结果分析 (9)4.2.1单行模式 (9)4.2.2超车模式 (9)附件 (10)附件1.件模块 (10)附件2.电路设计 (12)附件3.小车实体 (13)附件4.主要程序清单 (14)一、系统方案设计与论证结合直流电动机相对良好的调速特性及较小的功耗特性，利用DSP产生的PWM波控制智能小车实现要求。