基于单片机的智能寻迹避障小车设计毕业论文

智能小车优秀毕业论文编号本科生毕业设计基于单片机的智能小车设计The Design of Intelligent Vehicle Based on MCU 学生姓名xxx专业自动化学号xxx指导教师xxx学院电子信息工程二〇一三年六月毕业设计原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于单片机的智能小车设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。

2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。

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以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：• 年•• 月• 日摘要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。

本文基于ATmega16 单片机设计了一种智能循迹避障小车，由电源模块、红外传感器模块、电机驱动模块、调试模块和MCU模块组成。

利用红外对管和超声波检测黑线与障碍物，当左边的红外对管检测到黑线时，小车往左边偏转，右边的红外对管检测到黑线时，小车往右边偏转。

以ATmega16单片机为控制芯片控制电动小车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机控制。

关键词：智能小车单片机自动循迹避障AbstractWith the increasing levels of high-tech and industrial automation process progresses, the intelligent vehicle is widely used to all kinds of toys and another production’s devise. It is greatly enriched the life of the people.Based on ATmega16 microcontroller,this paper is about a design of intelligent tracking-avoidance car, which is consist of the power supply module, infrared sensor module, the motor drive module, debug module and the MCU modules. Using infrared and ultrasonic testing on the tube black line and the obstacle, when left on the tube detects infrared black line, the car deflected to the left, the right of infrared tube black line is detected, the car to the right deflection. ATmega16 microcontroller for the control chip to control the speed and steering electric car, enabling automatic tracking avoidance function. Which car is driven by L298N driver circuit completed, the speed controlled by the MCU.Keywords: Intelligent Vehicle; MCU;automatic tracking; obstacle avoidance目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2课题研究目的及意义 (1)1.3课题研究现状及发展趋势 (2)1.4本文的主要工作 (3)第2章小车的总体方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2小车循迹避障传感器的选型 (6)2.3小车循迹避障设计方案 (8)第3章小车的硬件电路设计 (10)3.1单片机的选型 (10)3.2小车的硬件电路设计 (14)第4章小车的软件设计 (19)4.1主程序设计及流程图 (19)4.2避障子程序设计及流程图 (20)4.3循迹子程序设计及流程图 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录1 系统电路图 (24)附录2 智能循迹壁障小车完整程序 (27)第1章绪论1.1引言智能，在科技高速发展的今天，已成为一个引领时尚前沿的代名词，智能手机，智能机器人等等已经在工业，军事中得到广泛的作用，在不为人们所熟知的领域，如深海探测，航空航天，地质勘探，智能也发挥着举足轻重的作用[1]。

清华大学本科生毕业论文题目: 基于51单片机的循迹避障小车的设计专业班级：电子信息工程2012级02班学号：学生姓名：指导教师：论文完成日期: 年月郑重声明本人的毕业论文是在指导老师的指导下独立撰写并完成的。

毕业论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，如果有此现象发生，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任；并可通过网络接受公众的查询。

特此郑重声明。

毕业论文作者(签名)：年月日目录1 绪论 (3)1.1 课题研究的背景 (3)1.2 课题研究的意义 (5)1.3 课题研究的主要内容 (6)2 系统方案确定及主要元件的选择 (7)2.1 系统方案确定 (7)2.2 主要模块的选择 (7)3 系统硬件部分设计 (11)3.1 主控器AT89C51 (11)3.2 复位电路 (13)3.3 时钟电路 (13)3.4 寻迹模块 (14)3.5 避障模块 (15)3.6 H桥电机驱动 (16)3.7 电源模块 (17)4 系统软件部分设计 (19)4.1 系统使用的软件简介 (19)4.2 软件调试平台 (19)4.3 系统程序流程设计 (21)5 系统仿真实现 (26)6 调试结果分析 (27)结束语 (28)附录 (29)附录1 元件清单 (29)附录2 程序代码 (29)参考文献 (33)致谢 (34)基于51单片机的循迹避障小车的设计专业：电子信息工程班级：**班作者：*** 指导老师：***摘要智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。

本设计通过实时检测各个模块传感器的输入信号，利用红外对管检测黑线实现寻迹,通过光电传感器实现避障，采用存储空间较大的AT89C51作为主控制芯片，小车电机驱动采用L298N芯片，根据内置的程序分别控制小车左右两个直流电机运转，实现小车自动识别路线，能较有效的控制其在碰上障碍物时能转弯角度及寻迹行驶。

第1章绪论1.1课题背景目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。

世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。

移动机器人是机器人学中的一个重要分支，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。

从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。

智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。

智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。

它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。

智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。

智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:(1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;(2)摄像机，用来获得道路图像信息;(3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。

智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。

上一层技术是下一层技术的基础。

三个层次具体如下:(1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。

主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。

碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。

基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计共3篇基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计1一、研究的背景近年来，随着机器人技术的不断发展，人们对智能小车的需求越来越高。

智能小车能够根据周围环境的变化，自动地进行信号处理和运动抉择，实现自主导航、路径规划和避障等功能。

在工业生产、物流配送、智能家居、环保治理等领域，智能小车具有广泛的应用前景。

二、研究的目的本文研究的目的是基于ARM单片机的智能小车循迹避障设计。

通过对小车的硬件组成和软件程序的设计，使小车能够自主进行行车，避免撞车和碰撞，并能够遵循预设的路径进行行驶，完成既定的任务。

三、研究的内容1. 小车的硬件组成小车的硬件组成主要包括以下方面：（1）ARM单片机：ARM单片机是一种高性能、低功耗的微处理器，广泛应用于嵌入式系统领域。

在本设计中，ARM单片机作为控制中心，负责控制小车的各项功能。

（2）直流电机：直流电机是小车的动力来源，通过电路控制，实现小车前进、后退、转弯等各种运动。

（3）红外循迹传感器：红外循迹传感器是小车的“眼睛”，能够检测和识别地面上的黑色和白色，实现循迹运行。

（4）超声波传感器：超声波传感器是小车的避障装置，能够探测小车前方的障碍物，实现自动避障。

（5）LCD液晶屏幕：LCD液晶屏幕是小车的显示器，能够显示小车行驶的速度、距离、角度等信息。

2. 小车的软件程序设计小车的软件程序设计分为两部分：一部分是嵌入式软件设计，另一部分是上位机程序设计。

（1）嵌入式软件程序设计嵌入式软件程序是小车控制程序的核心部分，负责控制小车硬件的各项功能。

具体实现过程如下：① 初始化程序：负责对小车硬件进行初始化和启动，包括IO口配置、计数器设置、定时器设置等。

② 循迹程序：根据红外循迹传感器所检测到的黑白线，判断小车的行驶方向。

如果是白线，则小车继续向前行驶；如果是黑线，则小车需要进行转向。

③ 路径规划程序：根据预设路径，计算小车应该按照什么路线进行行驶。

自动化专业导论智能循迹避障小车学生姓名：学号：指导教师：目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对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速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。

关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。

火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。

据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。

随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。

因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。

目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。

美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。

自动避障循迹小车毕业论文自动避障循迹小车毕业论文目录1 绪论 (1)1.1智能小车的研究与意义 (1)1.2智能小车的现状 (3)1.2.1国外移动机器人研究 (3)1.2.2国移动机器人的状况 (4)1.2.3小车避障现状综诉 (4)1.2.4智能小车的现状 (4)1.3论文研究容与主要结构 (5)1.3.1基于单片机控制的智能循迹避障小车 (5)1.3.2文章主要结构 (5)2 方案选型设计 (6)2.1车体设计 (6)2.2电机驱动设计 (6)2.2.1电机选择 (6)2.2.2驱动选择 (7)2.2.3H桥式电路工作原理 (9)2.2.4PWM调速技术 (9)2.3循迹模块 (9)2.3.1光电传感器的工作原理 (9)2.3.2光电传感器的分类和工作方式 (9)2.3.3光电传感器的选择 (10)2.4避障模块 (11)2.4.1超声波测距的原理 (11)2.4.2超声波传感器的分类 (12)2.4.3超声波测距特点 (12)2.4.4超声波模块选择 (13)2.5显示模块 (14)2.5.1数码管的结构及工作原理 (14) 2.5.2数码管的选择 (15)2.6控制系统模块 (15)2.6.1单片机的发展 (15)2.6.2AT89C52单片机的简单介绍 (17)2.7电源模块 (17)3 硬件设计 (18)3.1总体设计 (18)3.1.1小车总体概述 (18)3.1.2小车总体设计框图 (19)3.2驱动电路设计 (19)3.3信号检测模块电路设计 (21)3.3.1循迹模块信号检测电路 (21)3.3.2壁障模块和显示信号检测电路 (22) 3.4显示模块电路设计 (24)3.5主控电路设计 (27)3.5.1单片机最小系统设计 (27)3.5.2主控电路图 (30)4 软件设计 (31)4.1主程序设计 (31)4.1.1主程序框图 (31)4.1.2主程序流程图 (32)4.2循迹模块程序设计 (33)4.3显示模块程序设计 (33)4.4避障模块程序设计 (34)5 制作安装与调试 (35)5.1小车的安装 (35)5.2小车的调试 (35)5.3智能小车的功能 (36)结论 (37)参考文献 (38)附录： (40)中文译文 (44)致谢 (52)1 绪论1.1智能小车的研究与意义移动机器人是机器人领域的一个分支，他的研究始于60年代末期，斯坦福研究院（SRI）的Nits Nilssen和Charles Rosen 等人，在1966年至1972年间研制出了名为Shake的自主移动机器人[1]。

基于单片机的智能循迹避障小车设计目录基于单片机的智能循迹避障小车 (1)摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究现状 (4)1.3研究目的 (4)1.4研究内容 (4)2系统总体方案及各模块设计 (5)2.1总体方案设计 (5)2.2各模块方案论证 (6)2.2.1供电模块的设计 (6)2.2.2循迹部分设计 (6)2.2.3速度检测模块设计 (7)2.2.4避障模块设计 (8)2.2.5驱动电机选择 (9)2.2.6电机驱动器件 (9)2.2.7核心控制器 (10)3硬件设计 (11)3.1单片机控制电路 (11)3.2电机驱动电路 (13)3.3速度检测模块电路 (14)3.4PWM调速原理 (15)3.5循迹检测电路 (15)3.6障碍物检测电路 (17)3.7液晶显示电路 (18)4软件设计 (19)4.1系统控制流程图 (19)4.2驱动单元的实现 (20)4.2.1循迹算法设计 (20)4.2.2避障驱动设计 (21)4.2.3速度检测及控制设计 (21)4.3路径规划设计 (23)4.4小车位置设计 (24)5调试 (26)6结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 ···············································································错误!未定义书签。

基于51单片机智能巡线避障小车1系统方案确定及主要元件的选择1.1 系统方案确定本次设计的智能小车实现的基本功能如下：❖实时检测路径，并按照指定路线行驶；❖实时检测障碍物，并躲过继续行驶；❖实时显示当前速度，并显示在lcd1602上为此以AT89C52为主控芯片，主要包括避障模块、电源模块、声控模块、电机驱动模块等，系统框图如图2.3所示。

通过寻迹及避障传感器来采集周围环境信息来反馈给CPU，通过主控的处理，来控制电机的运转，从而实现寻迹与避障，达到智能行驶。

且本设计添加了声控效果，通过声音传感器来对小车发出指令，让其行驶与停止。

为了能够更好地完成本次设计任务，我们采用三轮车，其前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万象轮，起支撑的作用，并通过软件程序控制，与硬件架构相结合，从而实线自动寻迹、避障的功能。

1.2 主要元件的选择1.2.1 主控器按照题目要求，控制器主要用于控制电机，通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理，并将处理信号传输给控制器，然后控制器做出相应的处理，实现电机的前进和后退，保证在允许范围内实线寻迹避障。

方案一：可以采用ARM为系统的控制器，优点是该系统功能强大，片上外设集成度搞密度高，提高了稳定性，系统的处理速度也很高，适合作为大规模实时系统的控制核心。

而小车的行进速度不可能太高，那么对系统处理信息的要求也就不会太高。

若采用该方案，必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。

方案二：使用51单片机作为整个智能车系统的核心。

用其控制智能小车，既可以实现预期的性能指标，又能很好的操作改善小车的运行环境，且简单易上手。

对于我们的控制系统，核心主要在于如何实现小车的自动控制，对于这点，单片机就拥有很强的优势——控制简单、方便、快捷，单片机足以应对我们设计需求[5]。

51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，功耗低、体积小、技术成熟，且价格低廉。

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。

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。

关键词：80C51单片机；光电检测器；PWM调速；电动小车。

ABSTRACT80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for 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.The adoption of technique as:(1) Reduce the speed by program the engine；(2) Efficient application of the sensor;(3) The adoption of the new display chip.Key words:80C51 single chip computer; light electricitydetector;PWM speed adjusting;Electricity motive small car.目录1 绪论 (4)1.1本课题研究的背景和意义 (4)1.2智能循迹小车设计原理 (5)2 方案设计与论证 (5)2.1直流调速系统 (5)2.2检测系统 (6)3 智能寻迹小车模块设计 (10)3.1总体方案 (10)3.2传感检测单元 (11)3.2.1小车循迹原理 (11)3.2.2传感器的选择及检测电路设计 (11)3.2.3传感器的安装 (12)3.3软件控制单元 (13)3.3.1单片机选型及程序流程 (13)3.3.2车速的控制 (13)3.3.3电机驱动单元 (14)3.3.4蜂鸣器电路设计 (15)3.3.5稳压电源设计 (15)4 系统功能测试 (15)4.1测试仪器及设备 (16)4.2功能测试 (16)5 结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1相关芯片介绍 (20)1.1单片机概述 (20)1.2LM339芯片介绍 (24)1.3L298N芯片介绍 (27)1.47805芯片介绍 (28)2小车控制程序源代码（C） (30)1 绪论1.1 本课题研究的背景和意义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避障循迹系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化趋势的深入发展，单片机技术在现代电子系统中扮演着日益重要的角色。

特别是在智能机器人、自动化设备等领域，基于单片机的智能系统设计成为研究的热点。

其中，智能小车作为一种典型的移动机器人平台，具有广泛的应用前景。

智能小车能够在复杂环境中自主导航、避障和完成任务，这对于提高生产效率、降低人力成本以及实现智能化管理具有重要意义。

本文旨在设计一种基于单片机的智能小车避障循迹系统。

该系统利用单片机作为核心控制器，结合传感器技术、电机驱动技术和控制算法，实现小车的自主循迹和避障功能。

通过对小车硬件和软件的设计与优化，使其在复杂环境中能够稳定、高效地运行，并具备一定的智能化水平。

本文首先介绍了智能小车的研究背景和意义，阐述了基于单片机的智能小车避障循迹系统的研究现状和发展趋势。

然后，详细描述了系统的总体设计方案，包括硬件平台的搭建和软件程序的设计。

在硬件设计方面，重点介绍了单片机的选型、传感器的选择与配置、电机驱动电路的设计等关键部分。

在软件设计方面，详细阐述了避障算法和循迹算法的实现过程，以及程序的编写和调试方法。

本文还通过实验验证了所设计系统的可行性和有效性。

通过实验数据的分析和对比，证明了该系统在避障和循迹方面具有较高的准确性和稳定性。

本文也探讨了系统存在的不足之处和未来的改进方向，为相关领域的研究提供了一定的参考和借鉴。

本文设计的基于单片机的智能小车避障循迹系统具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

通过不断优化和完善系统的设计，有望为智能机器人和自动化设备的发展做出积极的贡献。

二、系统硬件设计在智能小车避障循迹系统设计中，硬件设计是整个系统的基石。

我们选用了性价比较高、易于编程控制的单片机作为核心控制器，围绕它设计了整个硬件系统。

核心控制器：选用了一款高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责处理传感器数据、执行避障和循迹算法，以及控制小车的运动。

轮式移动机器人的设计报告单片机系统课程设计智能小车(避障及循迹)的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或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学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于单片机的智能循迹小车毕业论文目录1 绪论 (1)1.1 智能循迹小车概述 (1)1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (1)1.1.2 智能循迹分类 (2)1.1.3 智能循迹小车的应用 (3)1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 (4)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 (8)3.1 单片机电路的设计 (8)3.1.1 单片机的功能特性描述 (8)3.1.2 晶振电路 (9)3.1.3 复位电路 (9)3.2 光电传感器模块 (10)3.2.1 传感器分布 (11)3.3 电机驱动电路 (12)3.3.1 L298N引脚结构 (13)3.3.2 电机驱动原理 (13)3.3.3小车运动逻辑 (15)4 系统的软件设计 (16)4.1 软件设计的流程 (16)4.2 本系统的编译器 (17)5 系统的总体调试 (22)5.1 硬件的测试 (22)5.2 系统的软件调试 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录A 原理图及PCB图 (27)附录B 程序代码 (32)附录C 硬件实物图 (37)1 绪论进入二十一世纪，随着计算机技术和科学技术的不断进步，机器人技术较以往已经有了突飞猛进的提高，智能循迹小车即带有视觉和触觉的小车就是其中的典型代表。

1.1 智能循迹小车概述智能循迹小车又被称为Automated Guided Vehicle，简称AGV，是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。

智能循迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶，安全的运输车。

工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。

摘要本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，其研究意义涵盖了工业、生活、勘探以及人类关注的探月工程。

设计旨在设计出一款可以自主按照人类预设的轨迹行走（或者完全自主行走）并完成指定任务的小车。

从设计的功能要求出发，设计包括小车机械构成设计和控制系统的软硬件设计。

为了适应复杂的地形我采用稳定性比较高的四轮构架式，用后轮驱动前轮换向的控制模式。

控制系统以STC89C52为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。

利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并确定小车当前的位置状态，再将路面检测信号反馈给单片机。

单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。

关键词：循迹小车，单片机，红外传感器ABSTRACTThe design is a simple microcontroller-based control automatically tracing the car system, and its significance covers the industry, life, exploration, and human concern lunar exploration. The design aims to design a can of independent walking in accordance with the trajectory of human default (or completely autonomous walking) and to complete the tasks assigned to the car. The design includes the functional requirements from the design of car mechanical design and control system hardware and software design. Relatively high stability of the four trusses in order to adapt to the complex terrain, before the rotation of the rear-wheel drive control mode. Control system to control the core to STC89C52 microcontroller PWM wave to control the car speed. Using infrared photoelectric sensor to detect the black track on the road and to determine the current status of the car, and then the road detection signal is fed to the microcontroller. Microcontroller to be collected signal analysis and judgment, and timely control of the drive motor to adjust the steering of the car, so that the car is traveling along the black track to achieve the purpose of the car automatically tracing.Keywords:car tracking；microcontroller；Infrared sensors目录1 绪论 (1)1.1 研究背景和发展现状 (1)1.2 研究目的和意义 (1)1.3 研究内容 (2)2方案设计与论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)2.2主控系统 (3)2.2 电机驱动模块 (4)2.3 驱动电机选择 (5)2.4 循迹模块 (5)2.5 机械系统 (6)3 主要器件介绍 (7)3.1 STC89C52的介绍 (7)3.2 L298N的介绍 (10)3.2.1 L298的引脚功能 (10)3.2.2 L298的运行参数 (11)3.2.3 L298的逻辑控制 (11)3.3 TCRT5000的介绍 (11)3.4 LM324的介绍 (12)4 硬件设计 (14)4.1总体设计 (14)4.2 STC89C52单片机控制电路 (16)4.2.1 时钟电路 (16)4.2.2 复位电路 (17)4.2.3 EA/VPP（31 脚）的功能和接法 (17)4.2.4 P0 口外接上拉电阻 (17)4.3TCRT5000黑色轨迹识别电路 (18)4.4LM324电压比较电路 (19)4.5电机驱动电路 (20)4.5.1驱动电路 (20)4.5.2 PWM调速原理 (21)5程序设计 (23)5.1主程序 (23)5.2TCRT5000扫描程序 (25)5.3 PWM编码产生程序 (26)6调试 (28)6.1硬件调试 (28)6.1.1电池可靠性 (28)6.1.2TCRT5000探头 (29)6.1.3 L298N马达驱动模块 (29)6.2软件调试 (29)6.2.1调试平台介绍 (29)6.3 测试结果与分析 (30)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (35)附录1：源程序 (35)附录2：原理图 (39)附录3：PCB设计 (40)1 绪论1.1 研究背景和发展现状随着电子技术、计算机技术、智能控制技术的飞速发展，产品的智能化和小型化越来越成为人们关注的热点。

单片机的应用与开发智能循迹避障小车作者：***摘要：利用红外对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速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。

关键词：智能小车STC89C52单片机 L298N 红外对管第一章绪论1.1单片机的简介一．微型计算机（Single Chip Microcomputer）微型计算机的主要特点：CPU集成于一个芯片中。

单片机（Micro Controller Unit）是把组成微型计算机的各功能部件：CPU、RAM、ROM、定时/计数器、中断控制器、并行和串行接口均集成在一个芯片中。

其一个芯片就构成了一个比较完整的计算机系统。

微型计算机与单片机是微电子领域的两个分支。

微型计算机的特点是运算速度快、存储容量大，适合于信息管理、科学计算等领域；而单片机的特点为体积小、价格低，适合于仪器、设备的控制，常常嵌入到仪器、设备中。

故单片机也称作微控制器（Microcontroller）。

二．单片机的生产与发展（1）.单片机的生产：目前世界上单片机的生产公司有上百家，如Intel、Philips、Microchip、Motorola、Siemens、NEC、AMD、Zilog、TI、Atmel等。

但在国内广泛应用的只有Intel 系列和Microchip PIC系列，（2）.单片机的发展：第1阶段（1976~1980）：单片机发展初级阶段。

集成了8位CPU、RAM、ROM、定时器、并行口（无串行口）等部件，但性能低，寻址范围小（≤4KB），中断系统、定时器也简单。

典型机型：Intel MCS-48系列。

第2阶段（1980~1983）：高性能单片机阶段。

此阶段的单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统，多个16位定时/计数器，片内ROM、RAM的容量加大，寻址范围达64KB。

典型机型：Intel MCS-51系列。

智能循迹避障小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。

小车以STC89C52单片机为控制核心, 用L298N驱动小车的两个直流电动机，用单片机产生PWM波，控制小车速度。

利用红外对管对路面黑色轨迹和障碍物进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。

单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动直流电机以调整小车转向,从而使小车能够避开障碍物沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。

关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管Intelligent tracking and obstacle-avoid car(Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China) Abstract：This design is a kind of automatic tracing based on single-chip microcomputer control system used, including trolley systems hardware and software design method. Car STC89C52 single chip microcomputer to control the core, L298N driving two DC motors for car, monolithic integrated circuit PWM wave, controlling car speed. Using infra-red tube black track and detect obstacles on pavement and pavement detection signal back to the MCU. MCU on the collected signals analysis, control drive DC motors to adjust the car turning in a timely manner, so as to enable the car to avoid the obstacles along the black path automatically, achieve the purpose of car automatic tracing.Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode1.引言 (3)2.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)3.硬件设计 (7)3.1总体设计 (7)3.2驱动电路（参考文献[4]） (8)3.3信号检测模块 (9)3.4主控电路 (10)4.软件设计 (11)4.2电机驱动程序 (11)4.3循迹模块 (12)P0_0=!P0_0; (13)P0_1=!P0_1; (14)4.4避障模块 (14)5.制作安装与调试 (18)5.1 PCB的设计制作与安装 (18)结束语 (18)参考文献 (19)1.引言随着机械自动化的不断发展，人们在生活的各个方面都希望能够利用自动化的操作来提高工作效率，使生产发展能够得到不断的提高。

摘要本循迹小车采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑，以STC89C52单片机为控制核心。

用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。

充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势控制简单、方便、快捷。

40脚的DIP封装使它拥有32个完全IO(GPIO-通用输入输出)端口，通过这些端口加以信号输入电路，将各传感器的信号传至单片机分析处理，从而控制L293D电机驱动，控制小车。

利用红外对管检测黑线，通过循迹模块里的红外对管是否寻到黑线产生的电平信号返回到单片机红外对管来实现循迹功能。

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。

集成红外线传感器即光电开关进行避障。

整个系统的电路结构简单，可靠性能高。

根据小车各部分功能，分析硬件电路，并调试电路。

将调试成功的各个模块逐个地融合成整体，再进行软件编程调试，直至完成。

关键词：循迹小车STC89C52单片机红外对管 L293D电机驱动AbstractThis tracking car adopts the now popular 8-bit single chip microcomputer as the system of the brain, with the STC89C52 single-chip microcomputer as the core. To control the traveling car with it, in order to realize the given performance index. Full analysis of our system, the key is to achieve the automatic control cars, but at this point, single-chip microcomputer control will show its advantage is simple, convenient and fast. 40 feet DIP package makes it . SCM according to the requirement of the program design make the corresponding judgment for motor driver module. Let the car to achieve forward, turn left, turn right, the basic function such as parking. Integrated infrared sensor photoelectric switch for obstacle avoidance. The circuit of the whole system structure is simple, reliable performance is of car parts, analyze the software programming and debugging, until completion.KEY WORDS: STC89C52 dc motor infrared sensors the pipe tracing cars L293D motor drive目录第一章绪论 (1)第二章方案设计与论证 (2)第一节主控系统 (2)第二节电机驱动模块 (3)第三节循迹模块 (5)第四节避障模块 (6)第五节机械系统和电源模块 (6)第六节电源模块 (6)第三章硬件设计 (8)第一节总体设计 (8)第二节信号检测模块 (11)第四章软件设计 (13)第一节小车运行主程序流程图 (13)第二节电机驱动程序 (14)第三节循迹模块 (15)第五章制作安装与调试 (18)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第一章绪论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。

毕业论文（设计）题目：基于51单片机的小车循迹避障系统学院：电气工程学院学号：姓名：专业年级：指导老师：基于51单片机的小车循迹避障系统专业：电子信息工程姓名：指导教师：摘要随着社会的发展，智能化越来越受到人们的关注。

本设计通过模拟汽车的自动行驶及避障功能，来实现智能化。

在此设计中，用STC89C52单片机作为主控芯片，处理接收到的各种信号，并作出相应的反馈；用红外对管来进行黑线检测，从而达到循迹的目的；用超声波传感器来感知障碍物，实现避障功能；用L298N芯片来进行驱动，通过编写的程序，保证了电机的左右转动，从而达到小车设计时预定的目标。

在本小车的设计中，有着严格的设计过程，采用了模块结构框图设计、程序流程图设计、程序设计以及电路图设计等多个设计步骤。

这样就可以保证在设计过程中的严密性，不会因为单一设计体系而使整个系统功能出现错误。

由于小车在设计过程中，采用了模块化的设计思路，所以在进行调试时非常方便。

我们可以分别对每一个功能部分来进行调试，驱动部分调试时，只要给电机向前或者向后的信号，就可以调试出其功能。

循迹部分调试时，只要通过检测到黑线，判断是否沿黑线行驶，即可以调试出。

在进行避障调试中，我们可以把障碍物放在小车前方，然后看小车两个轮子的转向。

这种模块化的设计思想不仅简化了设计过程，而且对我们以后的设计也会有一定启发。

关键词智能化，单片机，红外对管，超声波传感器ABSTRACTAlong with the development of society, more and more intelligent attention. This design by simulating a car driving and automatic obstacle avoidance, to achieve intelligent. In this design, with STC89C52 SCM as the master chip, processing various signals received, and make corresponding feedback; using Infrared to tube to detect the black line, so as to achieve the purpose of tracking; using ultrasonic sensors to perceive obstacles thing to realize obstacle avoidance function; using L298N chip to be driven by written procedures to ensure that the motor is rotating around to achieve the desired goal when designing the car.In car design, a rigorous design process, using a block diagram of the module design, program flowchart design, programming and multiple design steps Schematic design. This ensures that the design process rigor, the error does not occur because of a single design system and make the entire system functions.As the car in the design process, using a modular design concept, so very convenient during debugging. We were part of each function for debugging, debugging driving part, as long as the motor forward or backward signal, you can debug the functionality. When debugging tracking part, simply by detecting the black line, to determine whether the black line running along, that you can debug a. Avoidance during commissioning, we can put an obstacle in front of the car, and then look at the car two steering wheels. This modular design not only simplifies the design, but also for our future designs also have some inspiration.Key Words : Intelligent，SCM，Infrared to tube，Ultrasonic sensors目录第1章绪论 (1)1.1 智能小车的研究意义 (1)1.2 智能小车的现状 (1)1.3 论文研究内容与主要结构 (2)第2章方案选型 (3)2.1车体设计 (3)2.2 电机驱动选择 (3)2.3 PWM调速技术 (4)2.4 循迹模块技术 (5)2.5 避障模块技术 (7)2.6 控制系统模块 (8)2.7 电源选择 (9)第3章硬件电路设计 (10)3.1总体设计 (10)3.2电源电路设计 (10)3.3驱动电路设计 (11)3.4 循迹部分电路 (13)3.5 避障部分电路 (14)3.4主控电路设计 (16)第4章程序设计 (17)4.1主程序设计概述 (17)4.2主程序流程图 (17)4.3 驱动程序流程图 (18)4.4 循迹程序流程图 (18)4.5 避障程序流程图 (19)第5章制作安装与调试 (20)5.1 小车的安装 (20)5.2小车运动模式调试 (20)5.3小车循迹调试 (21)5.4小车避障调试 (23)5.3小车的功能 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第1章绪论1.1 智能小车的研究意义随着社会的发展，科技的发展日新月异。