基于51单片机的循迹避障小车的设计

单片机设计智能避障小车摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51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。

本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。

关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶abstractUsing infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program.Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving一、绪论1.1智能小车的意义和作用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。

基于51单片机的多功能蓝牙循迹避障测距小车的设计与制作摘要：无线遥控的机器人小车在危险环境作业、人员搜集等应用中可发挥特殊的作用。

本次设计选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。

设计了该系统的硬件电路原理图，控制系统以STC89C52单片机为主控芯片，采用BTS7970为电机驱动芯片、蓝牙无线串口模块、红外光电传感器模块、舵机模块、超声波发射与接收模块等构成外围扩展电路。

将自制的控制电路、控制程序和四轮小车机械结构相结合，制作多功能机器人小车。

实验调试实现了智能小车的蓝牙无线遥控、自动避障、自动循迹、自动三向测距等功能。

关键词:单片机；蓝牙遥控；舵机；光电传感器目录第一章前言 (3)第二章方案比较与论证 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2无线模块设计 (4)2.3显示模块设计 (4)2.4循迹模块设计 (5)2.5避障模块设计 (5)第三章智能车机结构分析 (5)第四章控制系统电路设计 (6)4.1 MCU的选型 (6)4.2 电机驱动电路设计 (6)4.3 红外传感器模块设计 (7)4.4 蓝牙模块设计 (7)4.5 舵机模块设计 (7)4.6 超声波模块设计 (8)4.7 电源电路设计 (8)第五章调试结果分析 (8)5.1 各模块功能调试 (8)5.2 总结 (9)致谢 (10)参考文献 (11)附录部分程序 (12)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。

遥控小车起源于美国，由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关资助的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在遥控小车技术上占据着明显优势。

我国的无线遥控小车研究工作始于20世纪中后期，在国家的863、973等技术发展计划的重点支持下，国内已大范围地进行无线遥控小车的研究。

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，但是与国际先进还存在一定的差距。

可见其研究意义很大。

单片机原理及系统课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：基于单片机的避障小车设计1 引言本课程设计以AT89C51单片机为核心，完成了一辆利用超声波传感器来实现避障功能的小车，使小车对其运动方向受到的阻碍作出躲避动作。

本次设计主要研究小车的避障功能，当距离障碍物大于30cm时，小车前进；当距离障碍物小于20cm时，小车停止，舵机分别旋转到前、左、右三向，从而使超声波模块进行测距，并且小车采取相应的避障措施。

2 整体设计方案及原理2.1 总体设计方案本系统选用AT89C51单片机为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对避障小车的设计，具体设计如下：(1)由于小车要进行测距，为了得到较好的避障效果和较精确的距离信息，经综合分析后，决定采用超声波模块进行非接触型测距。

避障小车与障碍物之间的实际距离通过数码管进行显示。

(2)避障小车采用差速方式控制行进方向，通过四个直流电机控制四轮旋转，并采用L298N双H桥直流电机驱动芯片控制直流电机正反转。

(3)超声波模块分别检测前方、左侧及右侧与障碍物之间的距离，因此需要采用舵机进行旋转完成超声波模块三向测距。

2.2 系统组成框图系统模块图如图1所示。

51单片机驱动模块直流电机超声波、舵机组合测距数码管显示图1 系统模块图3 硬件设计本设计选用AT89C51单片机为主控单元；驱动部分：采用L298N双H桥直流电机驱动模块；测距避障部分：采用US100超声波传感器模块；此外，还采用SG90舵机，实现超声波模块方向的变化。

该系统整体电路原理图如附图1所示。

3.1 电机驱动模块本次课程设计采用L298N双H桥直流电机驱动模块，采用SGS公司原装全新的L298N芯片，内部包含4通道逻辑驱动电路，可以直接驱动两路3-16V直流电机，并提供了5V输出接口（输入最低只要6V），可以给5V单片机电路系统供电（低纹波系数），是智能小车电机驱动的必备利器。

L298N芯片是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。

基于51单片机循迹避障太阳能小车软硬件设计原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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基于51单片机的循迹小车系统设计摘要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。

在生活中但凡涉及到自动控制的地方都会出现单片机的身影，单片机的应用有利于产品的小型化、智能化,并且能够提高生产效率.这里介绍的是如何用AT89C52单片机来实现小车的循迹功能，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AT89C52单片机为控制核心，利用红外传感器检测道路上的黑线，控制电动小汽车的自动循迹，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，和寻光功能。

整个系统的电路结构非常简单,可靠性能很高。

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;电动小车；pwm调速；光电检测；自动调速系统Car tracking system based on microcontrollerAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer。

Its easily using and multi—function suffer large users。

In life，whenever it comes to automatic control of the local microcontroller will appear figure, microcontroller applications in favor of product miniaturization，intelligent，and can improve productivity. Here is how to use AT89C52 microcontroller to achieve the car tracking feature, which is designed to determine the combination of scientific research and design class topic.This system design requirements of the subject for the purpose of using AT89C52 microcontroller core，the use of infrared sensors to detect the black line on the road，the automatic tracking control of electric cars，fast low traffic speeds，as well as automatic parking, and can automatically record time ，mileage and speed, and look for the light function.The circuit structureof the entire system is very simple, very high reliability. The test results meet the requirements，the paper focuses on the hardware design and test results of the system analysis.Keywords:80C51 microcontroller；Electric car Pwm speed； A photodetector；Automatic Speed Control System。

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。

寻迹小车摘要：以C8051F单片机作为微空机器，设计出一种寻迹小车，通过红外传感器检测黑带信号，利用单片机输出PWM脉冲控制两组直流电机正反转和转动的速度，使小车沿着还带行走。

关键词：寻迹，检测，传出信号。

1.方案论证与选择1.1电机驱动芯片的选择方案一：采用内部集成H桥式芯片L298驱动电路。

方案二：采用分立元件的H桥驱动电路。

由于采用内部集成H桥式芯片每一组PWM波用来控制一个电机的速度，而另外两个I/O口可以控制电机的正反转，控制比较简单，电路也很简单，一个芯片内包含有8个功率管，这样简化了电路的复杂性，所以采用方案一。

1.2传感器的选择方案一：采用发光二极管发光，用光敏二极管接收。

当发光二极管发出的可见光照射到黑带时，光线被黑带接收，光敏二极管检测到信号，呈现高阻抗，使输出端为低电平。

当发光二极管发出的可见光照射到地面时，它发出的可见光反射回来被光敏二极管检测到时，起阻抗迅速降低，此时输出端为高电平。

但是由于光敏二极管受环境中可见光影响较大，电路中的电压不太稳定。

方案二：利用红线发射管发射红线，红外线二极管进行接收。

采用四组红外光敏耦合三极管发射和接收红外信号，外面课见光对接收的信号影响较小。

接收的红外信号转化为电压信号经过LM393进行比较，产生高电平或低电平输出，信号返回给C8051F单片机.方案三：采用光敏电阻接收可见光检测。

四组光敏电阻用于检测可见光信号。

当光敏电阻检测到黑带时，输出端为低电平，当光敏电阻没有检测到黑带时，输出端为高电平，信号返回给单片机，通过单片机控制电机的转向。

光敏电阻易受环境的影响，电压稳定性较差。

综上比较，本设计才用方案二。

2.硬件设计2.1元器件明细表：(1) C8051单片机×1(2) 298带散热片×1(3) 7805带散热片×2(4) TCR5000 ×8(5) LM393 ×4(6)定位器×9(7) 1602显示屏×1(8)开关×1(9)电容：470uF ×110uf ×2104 ×4（9)电阻：EN4007 ×8150Ω×125.1K ×8200Ω×1(10)发光二极管×11(11)三极管×1(12)蜂鸣器×1(13)其他：导线，排线，排针，杜邦头，杜邦针2.2单元电路设计：2.11单片机最小系统电路2.12驱动电路2.13寻迹电路2.14电源电路2.15显示屏电路2.16蜂鸣器电路2.17指示灯电路VDD +5150VSS3、软件设计主控芯片为C8051F120，编程由C语言实现，程序流程如下：4.系统测试4.1单元电路的检测：4.11驱动电路的检测5V、12V、接地分别接好，使能1使能2接口接5V，A口接5V，B口接地，C口接5V,D口接地，然后用万用电表测01和02，03和04的输出电压是否为12V（可有小偏差），然后交换A,B接口，测01和02,03和04的输出电压是否反向，最后断开使能1和使能2接口，测01和02,03和04的输出电压是否为0V.4.12寻迹电路的检测先把电路接通，用照相机观察TCRT5000是否发光，再把万用表调到20V档位，正接线柱接输出，负接线柱接负极，看电压表示数是否5V（可有小偏差），用白纸挡上四个TCRT5000后，看电压是否有明显变化，最好低电压为1V以下。

基于单片机的智能小车避障循迹系统设计
随着技术的不断发展，智能小车成为人们生活中不可或缺的一部分。

本文主要介绍一款基于单片机的智能小车避障循迹系统设计。

一、系统的硬件设计
本智能小车的硬件设计包括控制模块、电源模块、驱动模块和传感器模块。

其中，控制模块采用C51单片机，电源模块采
用锂电池，驱动模块通过直流电机实现小车的前进、后退、左右转弯等各项动作，而传感器模块则包括超声波传感器、巡线传感器和红外线传感器。

二、系统的软件设计
本智能小车的软件设计包括控制程序和驱动程序。

控制程序主要实现通过巡线传感器和超声波传感器来检测路面情况，从而确定小车行驶方向和速度，同时通过红外线传感器来检测障碍物，从而进行避障。

驱动程序主要用于实现小车的前进、后退、左右转等动作。

三、系统的操作流程
小车启动时，控制程序首先检测巡线传感器和超声波传感器所处位置，从而确定小车行驶方向和速度。

接着，红外线传感器开始检测障碍物，并且在检测到障碍物时，自动转弯避免碰撞。

当小车行驶过程中检测到黑色线条时，巡线传感器将自动控制
小车前进或后退，从而使小车保持在线条上行驶。

四、系统的优点和应用
基于C51单片机的智能小车避障循迹系统具有高度自动化、低成本、易于维护等优点。

该系统可广泛应用于自动化物流、智能家居、机器人等领域。

总之，随着科技的不断发展，传感器技术和单片机技术等已经得到了广泛的应用和推广。

未来，智能小车必将在各个领域发挥更大的作用，创造更多的价值。

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。