自动往返电动小汽车设计

我们本次实验室针对现实生活中现代自动配货、自动运料运输等工业生产和商业运营的社会需要。

在当今社会单片机已经完全满足不了需要所以我们应用了更加高端的PLC从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。

所以本次实验应用PLC的S7-200 来设计的两个关于小车的自动控制系统。

第一个是小车直线自动往返控制。

它实现的事小车在始末站之间的自动往返运动，并且在控制过程中能及时的停止装置。

第二个的小车定位系统。

它实现的是小车在规定的站点之间和规定的次数进行往返运动，并且在完成规定动作后能回到指定的站点。

文中给出了具体的系统结构图，指出了系统的具体构成及所选的元件，列出参数的定义及1\0口地址分配表，还有详细的梯形图及每个网络所实现的作用。

完成了对小车的自动控制。

关键字：自动控制PLC 自动往返控制小车定位系统1选题背景及意义 (1)2系统简介 (2)2.1小车直线运动模型图及其介绍 (2)2.2系统中主要元件型号 (2)2.3电机主接线图 (2)3PLC简介 (4)3.1PLC工作原理 (4)3.2PLC的应用 (4)3.3西门子S7-200CPU226CNDC\DC\D的主要技术指标 (5)4直线自动往返控制 (8)4.110地址分配表 (8)4.2PLC接线图 (8)4.3带注释的程序 (9)5定位控制 (11)5.1I0地址分配表 (11)5.2PLC接线图 (11)5.3带注释的程序 (12)结论 (16)参考文献 (17)1 选题背景及意义传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多，故障率高的特点，且维护不易等缺点，作为目前国内控制市场上的哦主流控制器，PLC 在市场，技术，行业影响等方面有着重要的作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。

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）。

1（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、评分标准项目与指标满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。

50 实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项25 完成第（3）项10四、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（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35 cm，宽度≤15cm。

1（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的交点。

1。

89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文1.设计任务：设计并制作了一个自动往返小汽车，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10；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8。

1.1.2．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。

2.方案设计：根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：555定时器控速模块路面检测测速模块AT89S51LCD显示模块(图2)2.1路面检测模块：路面黑线检测模块采用反射式红外发射--接收器,在车底的前部和中部安装了两个反射式红外传感器.2.2LCD显示模块：采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。

为节约电源电量并且不影响LCD的功能，LCD的背光用单片机进行控制，使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮，因为我们不必看其显示；在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。

2.3测速模块：采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。

霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求2简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。

霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。

其原理图接线如（图3）所示：（图3）2.4控速模块：采用由双极性管组成的H桥电路。

用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。

交通科技与管理83技术与应用0　引言根据我国现今企业生产技术的发展，相关技术水平在不断提升，对各种技术的要求也不断严格，即技术水平需尽快跟进生产需求，而且对目前流行的自动化技术同时需不断加深。

AGV能够更好地实现生产需求，帮助物流自动化运输，是达成一条稳定的流水线的关键技术。

AGV在现代物流系统中起着非常重要的作用。

它可以将零件和各种原材料按照计划路线运输到需要的地方，不需要司机。

目前，世界上每个制造大国都在不断改革物流结构，降低物流成本。

AGV 几乎可以应用于任何工厂环境，可以说它在制造业中得到了广泛应用。

在制造业领域，就亚洲范围来说，日本和韩国还是较为发达的国家，AGV作为一种先进的生产技术，其发展速度也是惊人的。

此后，日本各大厂商意识到AGV技术的巨大生产潜力，都十分重视AGV技术的开发和应用，发展初期每年有数十台新的AGV机组投入使用。

而经过几十年的发展，日本的AGV在产品规格、AGV型号、技术水平和自动化程度等方面都得到了完善。

1　系统设计思路本设计对AGV的相关技术和控制原理进行了充分地研究和分析，总结了几种主要的AGV导航方式和驱动方案，并详细、全面地比较了各自的优缺点。

结合实际需求，选择最佳方案。

系统设计主要工作有：以确保控制方案为基础，选择主要的避障模块、驱动单元、导航仪与PLC作为本次AGV小车硬件的主要设计。

设计AGV的供电电路，安装安全装置。

设计AGV的控制运算方案，通过运用STEP7来进行编写AGV的控制程序。

在前期工作的基础上，根据设计完成了AGV小车的安装和制造。

车身制造完成后，将PLC连接到计算机上，将之前编写的控制程序下载到PLC上。

对软件和硬件进行了全面的调试，对调试中出现的所有问题逐一分析解决，直到AGV能够按照设计要求稳定运行。

2　设计方案2.1　控制系统及导引方式选择AGV作为控制系统的“心脏”，承担着极其重要的任务，包括处理与信息的采集收集过程。

它能够对驱动系统单元发出信号从而控制汽车的运行动态，并通过向驱动单元发出指令来控制汽车的运行状态，做出前进、停车、左转、右转等步进动作。

自动往返电动小汽车余密刘勇尹佳喜华中科技大学电工电子创新中心（武汉430074）摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心，通过高灵敏度红外光电传感器检测路面上的黑线，并进行计数，从而控制不同路段的速度，以红外对管检测车轮转动周数，根据车轮周长计算出速度及小车行驶路程。

单片机对高灵敏度红外光电传感器检测得到的路面信息进行处理后产生PWM输出，从而控制小车前轮与后轮电机转速，也就控制了小车的速度。

到达终点后，电机端电压反向，则小车行驶方向反向，小车由原路倒退返回。

红外对管检测到的小车车速及行驶路程信息经单片机计算处理后由液晶显示。

关键字：PWM 光电传感器检测调速一方案论证与选择1 电机调速模块电机调速主要是控制小车的速度与行驶方向。

通过对前轮电机转速的控制可控制小车的行驶方向，对小车的行驶速度的控制通过对其后轮转速的控制实现。

此模块为本设计的核心部分。

（1）电机调速方案方案一：电枢回路串电阻调速。

如II-1-1所示，通过单片机控制继电器，这样可以控制接入电枢回路电阻的大小，从而实现串电阻调速。

此方案只能分级调速，而且，串入电阻造成能量损耗，而本设计采用电池供电，显然，需要节能的调速系统，故此方案不能达到要求。

图III-1-1 电机电枢回路串电阻调速电路图方案二：电枢回路串电感调速。

原理图与方案一相同，将电阻换为电感，这样可以减小能耗，但由于电感消耗无功功率，造成电源污染，故不能采用此方案。

方案三：采用弱磁调速，即改变电机气隙磁通。

此方案可以连续调速，而且，能耗小，可由额定转速向高速方向调节，也可由额定转速向低速方向调节。

但由于小车电机不为他励直流电机，故很难改变磁通大小，方案难以实现。

方案四：采用改变端电压调速。

根据直流电机机械特性方程n=U a/k eФ+(R a+R j)T/k e k TФ2=n0-βT Tn——电机转速；n0——电机空载转速；k e、k T——电机结构参数所确定的电机电势常数、转矩常数；Ф——气隙磁通；U a——电动机电枢电压；R a、R j——电机电枢电阻及串入电阻；T——负载转矩；βT——机械特性曲线斜率；由上述直流电动机机械特性知，改变电枢端电压，可以连续改变电动机转速。

全国大学生电子设计竞赛试题题目1 多路数据采集系统一、设计任务主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。

具体设计任务是：①现场模拟信号产生器。

②八路数据采集器。

③主控器。

二、设计要求1．基本要求①现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）②八路数据采集器数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。

将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。

③主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。

采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。

显示部分能同时显示地址和相应的数据。

2．发挥部分①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）题目2 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2．无线电接收机电路如图二、要求1．基本要求①工作频率：6至10MHz中任选取一种频率。

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路设备中的一路设备为电灯，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增加信道的抗干扰措施。

④尽量降低电源功耗。

注：不能采用现成的收、发信号整机。

题目3 数字化语音存储与回放系统二、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所。

题目自动往返小车设计目录自动往返小车设计一、方案的选择与论证根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。

图 1对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案:1. 电动机驱动调速模块方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。

但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。

更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。

方案二: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速度进行调整。

这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。

方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，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，是一种广泛采用的PWM调速技术。

基于上述理论分析，拟选择方案三。

2. 路面黑线探测模块探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。

方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。

这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。

方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。

由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。

方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。

考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高了信噪比。

⾃动往返⾏驶⼩汽车的设计⾃动往返⾏驶⼩汽车的设计本设计的⼩汔车能在如图8-1 所⽰的跑道上⾃动往返⾏驶，车⼦从起跑线出发后到达终点线停车10 秒钟，然后返回到起点停⽌。

在限速区⾏驶时间要求⼤于8 秒，终点线停车与最后停车时要求车⼦中⼼点与⿊线的误差尽量⼩。

车⼦能⾃动记录时间及⾥程并在车上显⽰。

跑道宽为0.5 ⽶，两侧挡板⾼度⼤于0.2 ⽶，跑道表⾯贴有⽩纸，在B、C、D、E、F、G 处画有2cm 宽的⿊线。

A B C D E F G终点线起跑线图8-1 跑道顶视图1系统硬件电路的设计控制系统设计采⽤AT89C52单⽚机。

显⽰系统采⽤三位LED数码管显⽰⾥程数，四位LED数码管显⽰⼀次往返的时间。

电机正反转采⽤桥式驱动控制，⼆档电压调速。

⾥程记录采⽤霍尔传感器，跑道标志线采⽤光敏管检测并使⽤软件整形消抖措施。

使⽤四个靠轮解决⼩汽车与挡板的碰擦问题，单⽚机、电机独⽴稳压电源供电。

（1）电机驱动电路采⽤两对互补三极管，利⽤单⽚机16、17脚电位的⾼低去控制三极管的截⽌和导通状态，从⽽实现⼩汽车驱动马达的正反转功能。

为了防⽌马达转动时对单⽚机的⼲扰影响，提⾼单⽚机的稳定性，在马达的两端加了抗⼲扰电容。

（2）电压调速电路电机驱动电压由AT89C52单⽚机的P1.7和P1.6 分别控制。

当P1.7为0，P1.6 为1时，电机驱动电压为+7.5v，⼩车进⼊⾼速⾏驶状态；当P1.7为1，P1.6 为0时，电机驱动电压为+4.3v，⼩车进⼊低速⾏驶状态。

当P1.0 为⾼电位时，马达供电三极管D880截⽌，关闭马达电源实现停车功能；当P1.0为0时，D880输出电机驱动电压，⼩车按单⽚机的指令执⾏各种功能。

（3）传感脉冲检测电路由霍尔元件⾥程检测、跑道标志光电管检测两部分组成，电路图如下图。

⽤于⾥程累计的脉冲信号由霍尔元件检测。

此装置安装在后左轮，车轮每转⼀周就由霍尔元件产⽣⼀个低电平脉冲，单⽚机外部中断1产⽣中断，从⽽使⾥程脉冲数累计⼀次，根据本⼩车轮⼦的周长，每转6周为1⽶，所以每累计6个脉冲就是1⽶。

文献综述电气工程及其自动化基于单片机的自动往返小汽车的设计一、前言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。

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。

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，许多国家已经把电子设计比赛作为创新教育的战略性手段。

电子设计涉及到多个学科，机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术等等，是众多领域的高科技。

电子设计技术，它是一个国家高科技实例的一个重要标准，可见其研究意义很大。

本次设计虽然只是一个模型，但是具有充分的科学性和实用性。

首先我们按照适当的比例制作出一个路况模型。

在行驶路段中，脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机，单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车进行动作。

二、主题部分科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益广泛，已经远远的超出了计算机科学领域。

小到玩具、信用卡，大到航天飞机、机器人，从实现数据采集、远程控制、模糊控制等智能系统带人类的日常生活，到处离不开单片机，此设计正是单片机的一个典型的应用。

此设计通过实现了小车的无人驾驶，通过对路面的检测，由单片机来判断控制其小车的反应情况，使其变得智能化，实现自动的前进，转弯，停止功能，此系统还不断的完善后可以应用到道路检测，安全巡逻中，能满足社会的需求。

智能小车是智能车辆研究的一个分支。

它以车轮作为移动机构、能够实现自主行驶，所以我们称之为智能小车。

智能小车具有机器人的基本特征——易于编程。

它与遥控小车的不同之处在于，后者需要操作员来控制其转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制其速度(常见的模型小车都属于这类遥控车)；而智能小车则可以通过计算机编程来实现其对小车启停、行驶方向以及速度的控制，无需人工干预。

）中国海洋大学课程设计报告】题目：自动往返电动小汽车组员：莫锦河、李鹏飞指导教师：谷健：自动往返电动小汽车摘要本设计以一片单片机AT89C52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光电传感器，通过AT89C52对输入的信号进行处理，通过PWM调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。

$关键字：电动小车、AT89C52单片机、光电传感器、PWM调速一、系统方案论证最小系统控制器的选择方案方案一：AVR ATMEGA16单片机。

AVR 系列单片机采用RISC结构，执行速度较快，并且内部资源丰富，可以方便的使用C语言编程，并且开发环境很方便，但是功耗较高，在超低功耗方面明显不能满足题目要求。

方案二： MSP430G2553 系列超低功率微控制器包含几个器件，这些器件特有针对多种应用的不同的外设集。

这种架构与 5 种低功耗模式相组合，专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。

MSP430G2x13 和MSP430G2x53 系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16 位定时器、多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。

此外，MSP430G2x53系列成员还具有一个10 位模数(A/D) 转换器。

~方案三：典型的51系列单片机AT89C52。

51系列单片机操作较为简单，程序简单易学，开发非常方便。

综合比较，我们采用方案三，采用典型的51系列单片机AT89C52，方便实现。

电动机模块方案一：选用步进电动机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

中国海洋大学课程设计报告题目：自动往返电动小汽车组员：莫锦河、李鹏飞指导教师：谷健自动往返电动小汽车摘要本设计以一片单片机AT89C52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光电传感器，通过AT89C52对输入的信号进行处理，通过PWM调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。

关键字：电动小车、AT89C52单片机、光电传感器、PWM调速一、系统方案论证1.1最小系统控制器的选择方案方案一：AVR ATMEGA16单片机。

AVR 系列单片机采用RISC结构，执行速度较快，并且内部资源丰富，可以方便的使用C语言编程，并且开发环境很方便，但是功耗较高，在超低功耗方面明显不能满足题目要求。

方案二：MSP430G2553 系列超低功率微控制器包含几个器件，这些器件特有针对多种应用的不同的外设集。

这种架构与 5 种低功耗模式相组合，专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。

MSP430G2x13 和MSP430G2x53 系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16 位定时器、多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。

此外，MSP430G2x53系列成员还具有一个10 位模数(A/D) 转换器。

方案三：典型的51系列单片机AT89C52。

51系列单片机操作较为简单，程序简单易学，开发非常方便。

综合比较，我们采用方案三，采用典型的51系列单片机AT89C52，方便实现。

1.2电动机模块方案一：选用步进电动机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

基于单片机控制的智能自动往返小汽车设计随着现代科技的发展和自动化水平的提高，智能小汽车作为生活中的常用工具，人们对其智能性、可靠性等提出了越来越高的要求，因此需要对智能小汽车进行优化设计. 本文对硬件系统和主要功能模块进行了规划，设计了一个基于单片机控制的自动往返小汽车系统，以STC89C52 单片机为核心器件，可实现电动小汽车的速度控制、自动停车、往返控制等功能，从而满足人们对小汽车智能化功能的要求.1 系统总体设计系统设计以单片机STC89C52 芯片为核心控制部件，LG9110 作为电机驱动芯片，利用传感器检测技术原理、AD 画图、KEIL 软件编程，将程序烧录到单片机中，实现各个子模块的功能. 此外，系统采用红外探测法来检测实时路况信息，并通过PWM 调制自动调节电机转速. 系统总体设计框图如图1 所示.图1 系统总体设计框图2 系统硬件设计系统硬件模块设计主要包含电机驱动模块、路况检测模块、智能防撞报警模块、寻迹模块等.2.1 电机驱动模块电机驱动模块是目前遥控小车普遍采用的驱动模块[3]. 直流电机有两个控制端，通过设置输入电平值来改变电机的运转，单片机通过控制引脚电平的高低来控制直流电机的转速. 由于单片机自身管脚输出的高电平电压很小，不足以驱动电机进而带动整个小车运行，因此最适合小车驱动的是运用电机驱动芯片来完成，我们采用的是电机驱动芯片LG9110.2.2 路况检测模块该模块使用红外探测法. 由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，故可根据接收到反射光的强弱来判断路面情况和前方是否存在障碍物. 红外发射管发射红外信号，经路面反射后传给红外接收管进行判断处理. 上电后，红外发射管导通，向地面以及前方发射红外信号，当遇到白色路面时，红外信号经白色路面进行漫反射，这时红外接收探头刚好接收到红外信号，探头导通，将低电平送给单片机进行判断处理.2.3 智能防撞报警模块智能小车能够自动识别前方的障碍物，如果有障碍物则调节小车的运动轨迹来避开障碍物，同时在遇到障碍物时，能够报警提示.2.4 寻迹模块所谓寻迹，就是在一条有弯曲黑线的白纸跑道上，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来改变小车的运行轨迹. 小车在行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，而当红外光遇到黑色地面时，不产生反射. 如果小车右边稍微跑出黑色跑道，发出的红外光就会遇到白色地面而产生漫反射，这时旁边的黑色接收探头接收到反射信号后会导通. 探头接收到红外信号，会产生一个低电平，送给单片机处理，使小车进行左转操作；同理，当小车左边跑出黑线时，左侧探头识别之后给小车低电平，提示小车右转，这样就完成了小车的自动寻迹功能.3 系统软件设计在系统软件设计时，我们将所有的模块程序嵌入到单片机中，这种嵌入式设计主要是为了便于控制，且不占用CPU 资源，因为寻迹模块以及避障模块等都同时用到了实时检测扫描，这样不仅占CPU，而且多个程序同时运行还会产生冲突. 系统程序设计流程图如图2 所示.软件设计主要子模块介绍：(1) 红外解码的实现红外解码是实现小车的自动寻迹功能的前提条件，因此单片机的红外解码是贯穿整个程序设计的主线，在整个系统中起着重要作用.(2) 电机驱动从实际情况来说，在整个系统中，电机的驱动在小车运行中占据主导地位，是很重要的一部分，同时也是小车在接收到控制命令之后单片机的最终输出部分，是所有模块在执行控制命令时的外在表现.图2 系统程序设计流程(3) 小车寻迹寻迹的基本原理：黑白跑道对红外光的反射不同. 所以通过编写扫描单片机管脚值的程序，来实现相应功能. 小车寻迹模块的程序流程如图3 所示.(4) 小车防撞报警开启小车防撞功能时，主程序调用防撞报警子函数，当道路前方遇到障碍物时，小车内部的防撞函数将调用电机驱动子函数来调节小车的运行轨迹，避免小车撞击障碍物，同时报警提示.图3 寻迹程序流程图4 系统功能实现4.1 硬件作品(1) 对基于单片机控制的自动往返小汽车主要的STC89C52 核心主控模块、电机驱动模块、显示模块、避障模块进行组装，确保接线无误，完成实物的制作. 硬件作品如图4 所示.(2) 接通电源，整个小车处于启动状态，由于小车头部下方的红外探头未接收到自身发出的红外光，小车不运动，处于静止状态. 启动状态如图5 所示.图4 作品实物图5 小车启动状态(3) 在接通电源的状态下，将手放在左红外探头的下方，红外探头发出的红外光由于碰到手指发生漫反射而被探头接收，从而驱动电机驱动模块，左电机处于运行状态，左轮向前转动. 同理，右轮向前转动. 运动状态如图6 所示.图6 小车运动状态4.2 功能实现本系统实现的主要功能如下：(1)实现小汽车自动往返；(2)当小汽车偏离行驶轨道时，会及时转向，返回跑道；(3)当检测到障碍物时，能自动报警.STC89C52 芯片可以发挥数据处理与实时控制的功能，提高整个系统灵敏度. 当要驱动自动小车前进时，可以通过寻迹模块返回给单片机的信号，使单片机做出相应的控制判断，进而控制电机驱动模块，同时还需要进行PID 算法的测试，精准地控制自动小车在黑线上实现前进、后退和转向，从而实现小车自动往返.4.3 系统实现效果评价对系统功能进行了分析、拓展和延伸，其根本目的是为了实现小汽车的智能化. 通过系统调试，本设计可实现小汽车的自动寻迹和报警功能，且系统设计稳定. 实验结果与理论分析吻合较好，表明该设备在技术上有一定智能性和可靠性.5 总结本文采用的是以STC89C52 为核心的单片机，LG9110 为电机驱动芯片，利用传感器检测技术，结合硬件AD 画图及软件KEIL 的编译与烧录[5]，使单片机控制的小汽车能自动寻迹、防撞报警，从而实现小车的自动往返功能. 本设计最大的特色：无需有线或者无线遥控来控制小车的往返，只需要装上电源，其他功能都可以由单片机来实现，消除了一般玩具小车需无线或有线控制的弊端，是未来玩具小车发展的趋势；同时也可以推广至公交车，实现无人驾驶，降低安全事故的发生，既环保又安全，因此具有一定的应用价值.。

自动往返电动小汽车的设计
ATmega16是一种高*能,低功耗的AVR微处理器,选用此芯片的原因是该芯片价格低廉,同时拥有强大的功能,此处我们用到了他的一些基本模块--PWM产生,计数器,计时器,外部中断和内部溢出中断.本次小车的自动控制系统以它为控制核心,通过L298驱动小车,可控制小车前进,后退;一组红外对管检测黑线并达到控速效果:另一组红外对管作用于车轮来测距和速度;用液晶显示器1602来显示小车行驶的时间和距离和速度.整个系统的电路结构简单,可靠*能高.。