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智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
****************大学班级：****** 作者：******指导老师：****电 子设 计 之无线遥控智能小车1引言1.1编写目的本概要设计说明书是针对电子设计的课程要求而编写。
目的是对该项目进行总体设计，在明确系统需求的基础上划分系统的功能模块，进行系统开发的分工，明确各模块的接口，为进行后面的详细设计和实现做准备。
满足无线遥控爱好者对智能小车的设计要求，想通过这份概要设计给爱好者一个好的设计思路，设计方法进行参考。
本概要设计说明书的预期读者为本项目小组成员以及无线遥控爱好者。
1.2背景a.实践题目的名称：无线遥控智能小车b.项目的任务提出者：***，***，***c.项目的开发者：***，***，***d.面向用户：所有无线遥控爱好者，对智能小车感兴趣，想借此提高动手能力的用户。
鉴于电子设计课程要求，需要一份设计实品，加之小组成员对智能小车有着独特的爱好，所以这次设计选择了遥控智能小车作为电子设计的题目。
2总体设计2.1需求规定●所设计智能小车功能：主要功能：无线遥控，避障；附加功能：超声波测距、速度调节、液晶显示、音乐、流水灯和散热系统。
★通过无线串口对小车进行无线遥控，可以在遥控，避障这两个主要功能之间自由切换。
★遥控时，通过遥控器上的按钮可以方便灵活地控制小车前进，后退，左转和右转等。
★避障时，利用红外传感器探测障碍物，从而达到避障的目的。
●小车安装了超声波传感器，可以进行距离测量，如果距离过近，蜂鸣器发出警报，并将距离等数据实时传到液晶屏上显示。
★通过按钮同时控制一些其他功能，如音乐，风扇和流水灯等。
2.2运行环境最好是室内平地2.3基本设计概念和处理流程整体框图：2.4所需器件★小车模型（三轮，带电机）★ATMAGE16单片机最小系统（3个，小车上两个一个负责接受无线，控制电机，另外一个则是负责其他功能，最后一个遥控器上的）★直流电机驱动模块，采用两个LM298驱动模块分别控制两个电机★传感器模块，采用红外传感器2个，超声波传感器两个★无线串口模块★电源模块（5v,12v）★按键模块，用于无线遥控小车★LCD1602液晶一块★电机一个★蜂鸣器一个★锂电池一块★南孚电池若干节★发光二级管若干★键盘（8个按钮）3接口设计3.1用户接口小车主要有避障和遥控两种模式，通过控制小车上的一个模式选择开关，手动遥控时自动模式无效，同样小车处于自动状态时，手动遥控无效。
智能循迹小车课程设计报告一、课程设计目标：本次智能循迹小车课程设计的目标是让学生了解智能硬件的基础知识，掌握基本电子元器件的原理及使用方法，学习控制系统的组成和运行原理，并通过实践操作设计出一款功能齐全的智能循迹小车。
二、课程设计内容及步骤：1. 调研与分析——首先要对市面上现有的智能循迹小车进行调研与分析，了解各种类型的循迹小车的特点和优缺点，为后续的设计提供参考。
2. 硬件选型——根据课程设计目标和实际需要，选择合适的主控芯片、电子元器件和传感器等硬件。
3. 原理图设计——根据硬件选型，设计出对应的原理图，并在硬件上进行布局与焊接。
4. 程序设计——先在电路板上测试硬件是否正常，随后进行程序设计，根据传感器的反馈控制小车的运动，让小车能够沿着黑线自动循迹行驶，同时加入避障功能和自动寻迹功能。
5. 调试与优化——完成程序设计后，要对小车进行全面验收测试，发现问题及时解决并优化相关程序。
三、设计思路：本次课程设计基于树莓派电路板，利用循迹模块实现小车的自动循迹和自动寻迹。
同时将超声波模块结合避障算法实现小车的自动避障。
小车的外壳采用3D打印技术制作，操作简单实用。
四、课程设计效果：通过本课程设计，学生们从理论到实践，了解了智能硬件的基础知识，掌握了基本电子元器件的原理及使用方法，学习了控制系统的组成和运行原理。
同时，实践操作过程中，学生们培养了动手能力和实际操作的技能。
通过制作一台智能循迹小车，学生们对智能硬件的认识更加深入，并获得了较高的设计满足感。
五、课程设计展望：智能循迹小车是智能硬件应用领域的一项重要发明，具有广泛的应用前景。
未来，可以将循迹小车应用于快递、物流等行业，实现自动化送货、配送。
同时可以将遥控技术与循迹技术相结合，设计出更加高效、实用的智能循迹小车，推动智能化生产和工作环境。
《循迹避障小车设计》开题报告一、研究背景随着IT领域的崛起，智能汽车成为了热点。
智能汽车，即智能化地根据人工所要求或者结合轻人工而不花费过多的人力而做出对应的标准动作。
它可以应用于运输业和生产业中，实现智能化管理和生产。
智能汽车的成为了世界各国的热点，促使世界各国不断地对它进行积极研究和开发。
各地的研究者旨在能设计和开发出更高的人工智能技术，形成一个稳定的人工智能系统，从而可以将人工智能运用在更加复杂的应用环境。
在不久的将来，人工智能机器人的数量将会快速膨胀。
智能车辆，将会受到越来越多的人关注，同时也不断促进人工智能移动机器人的发展。
智能小车，采用各种集成技术。
该设计是一个高新技术集成，能感知周边环境的参数变化而通过自身的运作而做出符合情况的反应，具备极高的综合性和灵活性。
目前，智能车辆具备的功能多种多样，能自动报警，能保持一定安全距离而进行自动维护，能控制自身速度来巡航，能自动识别前方障碍物和能自动制动等，这些功能都体现了它的综合性和灵活性。
智能车辆必须具备同时又是最基础的是能智能化循迹和智能化避障。
二、研究目的及意义21世纪是个不断朝着智能方向发展的时代，标志我们的世界会不断地趋向于智能化，进入人工智能的时代。
智能汽车早已开始发展，它是由智能汽车和智能道路构成的，目前尚无智能道路的技术条件，但在技术层面上却是可行的。
事实上，在智能汽车的目标达到以前，很多辅助驾驶系统都被广泛地运用到了车辆中，比如智能雨刮，它能够自动感知降雨，并能自动打开和关闭；在夜间灯光不充足的时候，将自动打开前照灯；智能空调系统，根据人体的体温，对空气流量、温度进行自动调节；智能悬挂系统，也叫主动悬挂，能够根据道路状况，自动调节悬挂行程，降低车辆的碰撞；“防睡眠”，通过监控司机的眼睛，判断司机的疲劳程度，并在必要的时候，自动停止工作。
什么叫智能？智能就是无需花费过大的人力物力去完成既定的任务或者是去完成人工无法完成的任务，丰富了人的想象力和拓展了人探索世界的能力。
智能循迹避障小车实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
智能小车作为一种典型的嵌入式系统应用产品，不仅可以锻炼学生的动手能力，还能深入理解嵌入式系统的原理和应用。
本次实习旨在让学生通过设计制作智能循迹避障小车，掌握嵌入式系统的基本原理，提高动手实践能力，培养创新意识和团队协作精神。
二、实习内容与过程1. 实习准备在实习开始前，我们先学习了嵌入式系统的基本原理，了解了微控制器（如STM32）的工作原理和编程方法。
同时，我们还学习了如何使用相关开发工具（如Keil、CubeMX）进行程序开发和仿真。
2. 设计思路根据实习要求，我们确定了智能循迹避障小车的主要功能：远程控制、循迹、避障。
为了实现这些功能，我们需要选用合适的微控制器、传感器、电机驱动模块等硬件，并编写相应的软件程序。
3. 硬件设计我们选用了STM32F103C8T6作为主控制器，它具有高性能、低功耗的特点。
为了实现循迹功能，我们采用了红外传感器来检测地面上的黑线。
为了实现避障功能，我们采用了超声波传感器来检测前方的障碍物。
此外，我们还选用了两个直流电机来驱动小车行驶，并通过L298N驱动模块来控制电机转动。
4. 软件设计软件设计主要包括初始化配置、循迹算法实现、避障算法实现和远程控制实现。
我们使用了CubeMX工具对STM32的硬件资源进行配置，包括时钟、GPIO、ADC、PWM 等。
然后，我们编写了循迹算法和避障算法，通过不断地读取红外传感器和超声波传感器的数据，调整小车的行驶方向和速度，实现循迹和避障功能。
最后，我们通过蓝牙模块实现了手机APP对小车的远程控制。
5. 实习成果经过一段时间的紧张设计与制作，我们的智能循迹避障小车终于完成了。
在实习总结会议上，我们进行了演示，展示了小车的循迹、避障和远程控制功能。
通过实习，我们不仅掌握了嵌入式系统的设计方法，还提高了团队协作能力。
三、实习收获与反思通过本次实习，我们深入了解了嵌入式系统的设计原理，学会了使用相关开发工具和硬件设备，提高了动手实践能力。
电子作品设计报告项目名称：智能小车学院：机电工程学院专业：应用电子技术班级：09应电（1)班组别: 第三组姓名：杨磊赖焕宁梁广生指导老师：杨青勇玉宁目录摘要： (3)关键词： (3)引言： (3)一、系统设计 (3)1。
1设计要求 (4)1。
2车体方案认证与选择 (4)二、硬件设计及说明 (5)2.1原理图设计 (5)2。
1。
1稳压电源 (5)2。
1.2基本系统 (5)2。
1。
3电机驱动 (5)2。
1.4液晶显示部分 (6)2。
1。
5RS485数据总线 (6)2。
1.6循迹部分 (7)2.2PCB设计 (7)2.2。
1主板PCB (7)2.2.2循迹板PCB (8)三、软件设计及说明 (8)四、系统测试过程 (10)五、总结 (11)六、附录 (11)附录一：系统元器件清单 (11)附件二：系统测试源程序 (12)摘要：本组的智能小车是采用凌阳的车架，是以两个电机来驱动小车，主板部分自行设计。
通过接收器MAX1483来采集信息，传送进主控芯片PIC16F886单片机，进行数据处理后,送进驱动芯片L293D以完成相应的操作。
采用反射式红外光电传感器ST178来实现小车自动循迹功能，并且整个过程采用液晶显示屏RT1602来显示相应的数据。
关键词：PIC16F886 L293D 反射式红外光电传感器ST178 自动循迹引言：近现代，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。
汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性，操作性等方面都有巨大的优势,在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。
智能小车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。
本文设计的小车以PIC16f886 为控制核心，用反射式红外光电传感器作为检测元件实现小车的自动循迹前行，并显示等功能.一、系统设计本组智能小车的硬件主要有以PIC16f886 作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。
循迹避障智能小车设计一、硬件设计1、车体结构智能小车的车体结构通常采用四轮驱动或两轮驱动的方式。
四轮驱动能够提供更好的稳定性和动力，但结构相对复杂；两轮驱动则较为简单，但在稳定性方面可能稍逊一筹。
在选择车体结构时，需要根据实际应用场景和需求进行权衡。
为了保证小车的灵活性和适应性，车架材料一般选择轻质且坚固的铝合金或塑料。
同时，合理设计车轮的布局和尺寸，以确保小车能够在不同的地形上顺利行驶。
2、传感器模块（1）循迹传感器循迹传感器是实现小车循迹功能的关键部件。
常见的循迹传感器有光电传感器和红外传感器。
光电传感器通过检测反射光的强度来判断黑线的位置；红外传感器则利用红外线的反射特性来实现循迹。
在实际应用中，可以根据小车的运行速度和精度要求选择合适的传感器。
为了提高循迹的准确性，通常会在小车的底部安装多个传感器，形成传感器阵列。
通过对传感器信号的综合处理，可以更加精确地判断小车的位置和行驶方向。
（2）避障传感器避障传感器主要用于检测小车前方的障碍物。
常用的避障传感器有超声波传感器、激光传感器和红外测距传感器。
超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离；激光传感器则利用激光的反射来计算距离；红外测距传感器则是根据红外线的传播时间来确定距离。
在选择避障传感器时，需要考虑其测量范围、精度、响应速度等因素。
一般来说，超声波传感器测量范围较大，但精度相对较低；激光传感器精度高，但成本较高；红外测距传感器则介于两者之间。
3、控制模块控制模块是智能小车的核心部分，负责处理传感器数据、控制电机驱动和实现各种逻辑功能。
常见的控制模块有单片机（如 Arduino、STM32 等）和微控制器（如 PIC、AVR 等）。
单片机具有开发简单、资源丰富等优点，适合初学者使用；微控制器则在性能和稳定性方面表现更优，适用于对系统要求较高的场合。
在实际设计中，可以根据需求和个人技术水平选择合适的控制模块。
4、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转，实现前进、后退、转弯等动作。
可编辑修改精选全文完整版电子科协竞赛项目报告书参赛作品：基于51单片机的智能寻迹避障小车小组成员：盛博专业班级：电信1205班报告提交日期： 2013年 4 月12日目录1设计要求与功能 (3)1.1设计基本要求 (3)2 硬件设计 ................................................. (3)2.1主控系统及所需主要元件 (3)2.2机械系统 (4)2.3电机驱动模块 (5)2.4 循迹模块 (6)2.5避障模块 (6)2.6电源模块 (7)2.7报警模块 (7)2.8远程操控模块 (8)3 软件设计 (8)3.1主程序及框图 (8)3.2电机驱动程序 (9)3.3循迹程序 (9)3.4避障程序 (10)3.5报警及远程操控程序 (10)4调试过程 (11)5总结 (11)附录总C程序 (11)一设计要求与功能设计并制作一个能自动循迹壁障的智能小车。
可沿不规则黑色轨迹行驶，遇到障碍可自动绕行，遇到黑色停止线自动停止，轨迹、通道、障碍现场如图。
1．基本要求（1）小车启动沿着轨迹行驶，遇到终点线停车；（2）小车遇到行驶轨迹范围内的障碍物应自动绕行，脱离轨迹后能自动寻找轨迹并形式到终点。
2．发挥部分（1）增加声、光报警功能，增加无线遥控启动、停止功能；（2）利用Protel或者Alitum Designer等软件进行PCB设计。
二硬件设计2.1主控系统及所需主要元件主控系统由STC89C52单片机负责，通过接收并分析信号模块传输过来的信号对各模块下达指令，使各模块能持续并稳定地共同工作，形成有机的整体，从而实现小车的各种功能。
所需主要元件：STC89C52单片机，减速电机，红外对管等。
各口功能：P0.0-P0.2是红外传感器信号输入口；P0.3-P0.6是四路红外对管信号输入口；P1.0-P1.1是无线信号输入口；P2.0-P2.7是四路减速电机控制信号输出口。
智能小车设计实验报告简介智能小车是一种集机械、电子、计算机和通信技术于一体的设备。
通过传感器收集环境信息、通过处理器进行运算、通过电机实现运动，具有自动避障、巡线、遥控等功能。
本实验旨在设计一种智能小车，并测试其在避障和巡线任务中的性能。
设计方案硬件1. 底盘：使用一块稳定且坚固的底板作为小车的基础结构，确保小车运动时的稳定性。
2. 电机：选用两个直流电机，用于驱动小车前进和转向，通过电机控制模块与处理器进行通信。
3. 传感器：- 超声波传感器：用于探测前方障碍物距离，实现智能避障功能。
- 红外线传感器：用于检测地面上的黑白线，实现巡线功能。
4. 处理器：采用Arduino开发板作为处理器，接收传感器数据，根据算法控制电机的运动。
5. 电源：选择一个稳定且容量适当的电池供电。
软件1. 避障算法：- 获取超声波传感器数据。
- 判断是否存在前方障碍物。
- 若存在障碍物，根据距离远近调整电机转速和方向。
- 否则，前进。
- 循环执行以上步骤。
2. 巡线算法：- 获取红外线传感器数据。
- 判断当前传感器是否在黑线上。
- 若在黑线上，调整电机转速和方向。
- 否则，旋转寻找黑线。
- 循环执行以上步骤。
实验过程避障功能测试1. 搭建实验场地，放置障碍物。
2. 小车启动后，执行避障算法，前进并实时检测前方障碍物。
3. 当检测到障碍物时，小车自动调整转速和方向，避免碰撞。
4. 实时记录小车克服障碍物的时间和距离。
巡线功能测试1. 在地面上绘制黑白线条，构建巡线场地。
2. 小车启动后，执行巡线算法，沿着黑线行驶。
3. 当检测到离线时，小车调整转速和方向，重新寻找黑线。
4. 实时记录小车完成巡线任务所花费的时间和路径。
实验结果与分析避障功能在实验中，小车能够成功避开放置的障碍物，且响应迅速，避免了碰撞。
通过记录的时间和距离可以评估小车的避障性能，进而对算法进行优化。
巡线功能在巡线任务中，小车能够识别黑线，并且根据需要进行转向。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计文档范本：
⒈摘要
本文档旨在详细介绍循迹避障智能小车的设计方案。
介绍了小车的硬件组成、软件设计和算法实现，以及测试结果和优化方案。
⒉引言
介绍循迹避障智能小车的背景和应用场景，解释设计的目的和意义。
⒊系统架构
详细介绍循迹避障智能小车的系统组成，包括传感器模块、控制器、执行器等硬件部分，以及软件部分的整体架构。
⒋传感器设计
说明循迹避障智能小车所使用的传感器，包括红外线传感器、超声波传感器等的选择原因和工作原理，以及如何与控制器进行连接。
⒌控制器设计
介绍循迹避障智能小车的控制器设计，包括主控芯片的选择、引脚分配以及与传感器和执行器的连接方式。
⒍执行器设计
详细说明循迹避障智能小车的执行器设计，包括电机控制模块、转向模块等的选择和工作原理。
⒎算法设计
阐述循迹避障智能小车所采用的算法设计，包括循迹算法和避障算法的原理和实现方法。
⒏系统测试与优化
描述循迹避障智能小车的测试方法和实验结果分析，以及针对存在的问题进行的优化措施。
⒐结论
总结循迹避障智能小车设计的成果，评估其性能和应用前景，并展望未来的发展方向。
⒑附件
提供循迹避障智能小车的原理图、源代码、测试数据等附件，以供读者参考使用。
1⒈法律名词及注释
在文档末尾提供相关法律名词的注释，并进行对应解释，以确保读者对相关法律概念的理解和使用的合法性。
摘要：本智能识别小车以STC89C52单片机为控制芯片，以直流电机，光电传感器，超声波传感器，电源电路以及其他电路构成。
系统由STC89C52通过IO口，通过红外传感器检测黑线，利用单片机输出PWM脉冲控制直流电机的转速和转向，循迹由TCRT5000型光电对管完成。
一、系统设计1、小车循迹，避障原理这里的循进是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。
红外探测法，即利用红外a在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车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板时，发生漫反射反射光被装在小车上的按收管按收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光，单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
红外探测器探测距离有限一殷最大不应超过3cm。
而避障则是通过超声波模块不断向前方发射超声波信号，通过接收反射回来的超声波信号，从而实现的避障。
当前方有障碍物时，超声波会向单片机串口发送一串数字，这些数字就是当前小车距离障碍物得距离。
当串口接收到信号时，会引发串口中断，单片机通过读取距离值，并且对此数值进行分析是不是距离小车很近，是的话就进行转向；否则继续循迹。
当小车遇到第一个障碍后，就计数一次，这样当遇到第二个障碍物时，小车就可以以不同的形式躲避障碍物了。
2、选用方案（1）：采用成品的小车地盘，通过改装来完成任务；（2）：采用STC89C52单片机作为主控制器；（3）：采用7V电源经7805稳压芯片降压后为其他芯片及器件供电。
（4）：采用TCRT5000型红外传感器进行循迹；（5）：L298N作为直流电机的驱动芯片；（6）：通过对L298N使能端输入PWM来控制电机转速和转向；3、系统机构框图如下所示：二、硬件实现及单元电路设计与分析1、微控制模块设计与分析微控制器模块我们采用STC89C52。
该芯片采用双列直插是封装，便于焊接，性能比较稳定，而且在市场上也是比较廉价的单片机。
智能小车——寻迹、避障、测距摘要：本文介绍了一种基于51单片机的小车寻迹、避障、测距系统。
该系统采用5个高灵敏度的单端反射式红外光电对管和红外传感器以及霍尔传感器来实现小车的寻迹、避障和测距的功能。
并利用单片机产生PWM波，通过控制电机驱动芯片L298N去控制小车速度。
测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径，并绕过障碍物，在液晶上可以显示出小车走过的路程。
关键词：智能小车、寻迹、避障、测距、脉冲宽度调制Abstract:this paper introduces a method based on 51 MCU car tracing, obstacle avoidance, distance measuring system. This system uses five high-sensitivity one-port reflex of tube and infrared electricity infrared sensor and hall sensors to realize the car tracing, obstacle-avoiding and result of the function. And by using single-chip microcomputer control PWM waves generated by motor drive chip L298N to control vehicle speed. Test results show that the system can smooth tracking given path and around obstructions, in liquid crystal can show the distance of the car.Keywords:intelligent car, tracing, obstacle avoidance, ranging, pulse width modulation一．总体方案：整个电路系统分为检测、控制、驱动、显示四个模块。
2013年全国大学生电子设计大赛报告智能小车设计摘要：智能车辆是目前世界车辆研究领域的热点和汽车工业新的增长点。
未来的车辆也一定是智能化的车辆。
所以，智能化的车辆是未来人们生活重要的载体。
因此有必要对智能车辆进行研究。
研制一种智能，高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。
本文设计了一个能自动循迹的智能小车控制系统。
以C8051F410单片机为控制核心，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的障碍并提示，利用LCD1602显示小车的速度和路程。
能实现小车自动根据地面黑线前进倒退、转向行驶，超声波测距提示障碍物，LCD1602实时显示小车的速度和行驶的路程，具有高度的智能化，达到设计目标。
关键字：智能小车 C8051F410单片机传感器 LCD1602Abstract: intelligent vehicle is the research field of the world vehicle hot and automobile industry a new growth point. Future vehicles must be intelligent vehicle. Therefore, intelligent vehicle is the future of the people life important carrier. Therefore it is necessary to study on the intelligent vehicle. Development of an intelligent, smart car control system is of practical significance and scientific important theoretical value. This paper describes the design of a smart car control system of automatic tracking. Taking C8051F410 microcontroller as the control core, realize the car tracking using reflective photoelectric sensor to detect black line, the use of ultrasonic sensors to detect obstacles on the road and prompt, use LCD1602 car speed and distance display. Can realize the automatic car based on the black line forward backward, steering, ultrasonic tips obstacles, LCD1602 real time display of the speed of the car and driving distance, high degree of intelligence, to achieve the design goal.Keywords: intelligent car C8051F410 microcontroller sensor LCD1602目录1总体方案设计 (1)1.1主控系统 (1)1.2电机驱动模块 (1)1.2.1电机模块选择与论证 (1)1.2.2电机驱动模块选择与论证 (1)1.3.1循迹、避障模块选择与论证 (2)1.4.1测速模块选择与论证 (3)1.5.1显示模块选择与论证 (3)1.6.1测距模块选择与论证 (4)2单元模块电路设计 (5)2.1驱动电路 (5)2.2循迹、避障电路 (8)2.2.1 LM393比较器介绍 (9)2.2.2超声波传感模块介绍 (9)2.3测速电路 (9)2.4显示电路 (10)2.5主控电路 (10)3系统调试 (11)3.1主程序流程图如下图所示： (11)4系统功能指标，指示参数 (12)4.1系统实现的功能 (12)4.2系统测试 (12)5设计总结 (12)参考文献： (12)附录 (13)附录1：系统原理图 (13)最小系统图 (13)附录2：源程序 (14)前言：智能的出现，为我们的生活和生产带来了很大的便利，同时也是以后的发展方向，智能就是可以在一个特定的环境中按照我们前面设定好的模式去自动的运作，它并不需要我们去人为的管理，就可以达到我们前面设定的目标，它的应用领域很广，如可以应用于工业控制、科学勘探、智能家居等领域。
一、实验目的随着科技的不断发展，智能汽车已经成为汽车行业的重要发展方向。
本实验旨在通过设计和制作一款智能汽车，让学生深入了解智能汽车的工作原理、控制系统以及相关技术，提高学生的创新能力和实践能力。
二、实验原理智能汽车是一种集成了传感器、控制器、执行器等部件的汽车，能够通过感知周围环境，自主规划行驶路径，实现自动驾驶。
本实验以循迹小车为基础，通过摄像头采集图像信息，利用图像处理技术识别道路线，进而控制小车行驶。
三、实验器材1. 循迹小车模型车2. MC68S912DG128微控制器3. CMOS摄像头4. 电机驱动模块5. 舵机6. 电池7. 电源线8. 连接线9. 实验台四、实验步骤1. 硬件连接将MC68S912DG128微控制器、CMOS摄像头、电机驱动模块、舵机等硬件设备连接到循迹小车模型车上，确保各部件之间连接牢固。
2. 系统设计（1）系统分析：分析智能汽车的功能需求，包括循迹、避障、速度控制等。
（2）系统设计：根据系统分析，设计智能汽车的结构和控制系统。
（3）硬件电路设计：设计微控制器、摄像头、电机驱动模块、舵机等硬件电路。
（4）软件设计：编写微控制器程序，实现循迹、避障、速度控制等功能。
3. 系统调试（1）调试摄像头：调整摄像头角度，使其能够捕捉到道路线。
（2）调试循迹：调整循迹算法，使小车能够准确跟随道路线行驶。
（3）调试避障：调整避障算法，使小车能够避开障碍物。
（4）调试速度控制：调整速度控制算法，使小车能够稳定行驶。
4. 实验验证在实验台上进行实验，验证智能汽车各项功能的实现情况。
五、实验结果与分析1. 循迹实验：小车能够准确跟随道路线行驶，实现循迹功能。
2. 避障实验：小车能够检测到前方障碍物，并绕行通过。
3. 速度控制实验：小车能够根据设定的速度行驶，实现速度控制功能。
4. 系统稳定性实验：小车在行驶过程中，能够保持稳定的姿态，不会出现失控现象。
六、实验总结通过本次实验，我们成功制作了一款智能汽车，实现了循迹、避障、速度控制等功能。
智能遥控小车摘要本设计以两片单片机AT89S52为控制核心，通过红外遥控控制小车的运行模式。
其中包括前进，左转，右转，暂停，寻迹，避障，还原和停止等控制方式并可以自动记录行驶时间。
小车采用自制三轮双电机驱动形式，由专用电机驱动芯片L298N 控制直流减速电机以适当的转矩和速度工作；使用光电传感器寻迹，沿着黑色轨道前行；通过反射式红外对障碍物进行探测并使小车转向避开障碍物；红外遥控部分分为发射与接收模块，发射38KHz红外信号采用51的串行通信来传送信息，控制小车运动；液晶显示总的所用时间。
此设计能以优异指标、快速准确地完成题目基础部分和发挥部分的全部要求。
关键词：单片机，光电传感器，红外通信AbstractBased on two pieces of microcontrollers AT89S52for the control of the core. Through the infrared remote control opration mode of the car. The control including forward, turn left, turn right, pause, track finding, obstacle avoidance, reduction and cessation,and can automatically record driving time.By introducing PWM to the system, we can able to control motor revolving speed dynamically and precisely. The conclusion is we can finish the whole requirements quickly and ing the photoelectric sensor to do the track finding.To obstacle avoidance though the reflective infrared sensor. Launching and receiving information by the serial communication of the microcontroller.Liquid crystal show the time of the process.The conclusion is we can finish the whole requirements quickly and accurately.Key Words: Microcontroller, Photoelectric Sensor，IrCOMM Ir Communications 1系统方案设计与论证1.1 路面识别方案的选择小车沿着黑色胶带行驶，探测此黑线的基本原理是：光线照射到板面并反射，由于黑线和白线对光的反射系数不同，所以可以根据接收到的反射光的强弱来判断这两种颜色的线条。
评语：指导教师：年月日遥控智能小车设计09级2012年7 月5 日目录1. 设计任务 (1)1.1 任务描述 (1)1.2 技术指标 (1)1.3 难点分析 (1)2 方案比较与论证 (2)2.1 总体方案比较与论证 (2)2.2 电源模块选择方案 (2)2.3 电机驱动模块的选择方案 (2)2.4 避障模块的选择方案 (3)2.5 循迹模块的选择方案 (3)2.6 无线遥控模块的选择方案 (3)2.7 小结 (3)3. 系统硬件设计 (4)3.1 总体设计 (4)3.2 主控制模块电路分析 (5)3.3 电源电路模块电路分析 (6)3.4 电机驱动模块电路分析 (7)3.5 循迹检测模块电路分析 (8)3.6 红外避障模块电路分析 (8)3.7 无线遥控模块RNF24L01电路分析 (9)3.8 小结 (10)4. 系统仿真与软件设计 (11)4.1 小车遥控板块仿真与分析 (11)4.2 小车控制板块仿真与分析 (11)4.3 无线部分软件设计 (12)4.4 循迹部分软件设计 (14)4.5 显示部分软件设计 (15)4.4 小结 (15)5. 系统调试与组装 (16)5.1 电路板 (16)5.2 样机功能 (17)5.3 小结 (17)6. 结论 (18)7. 参考文献 (19)8. 附录：部分程序 (20)8.1 遥控发送部分主函数 (20)8.2 小车控制接收部分主函数 (21)1. 设计任务1.1 任务描述本设计以A T89C52单片机最小系统作为控制与检测的核心，用L298N为主控芯片组成的驱动模块作为直流电机驱动，用主控芯片为ST188组成的反射式红外传感器进行寻黑线，进而实现智能小车的循迹功能。
用红外避障进行避障，并用一个液晶进行小车运行状态显示，无线遥控实现对小车的无线控制。
此设计是集循迹、避障、测距、遥控于一体的智能小车。
（1）自制遥控器控制选择小车的运动方式（模式）。
（2）遥控器可以方便灵活的控制小车的前进、转弯、加速等。
（3）小车应具有自动寻迹功能。
（4）壁障功能。
（5）用LCD显示相关信息。
（6）其他功能。
1.2 技术指标（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。
1.3 难点分析（1）在高速的行驶的过程中保证小车队寻迹稳定，不冲出黑线跑道。
在红外对管检测黑线过程中，检测要灵敏，不能出现多检、少检、误检情况。
（2）RNF24L01的使用中效果很难达到稳定，保证遥控的有效性。
（3）在红外壁障的过程中，对前方的障碍实现合理的时机检测到，以便在合理的情况下避障。
（4）在电机使用中，必须采用减速电机，以免过大的惯性影响，对小车的控制。
（5）52单片机使用中，编程要简单有效的控制各项功能，并且由于功能众多，端口的使用比较紧张。
2 方案比较与论证2.1 总体方案比较与论证方案一：用一片STC89C52单片机作为核心，控制整个小车，并在红外循迹，红外寻光，红外避障等模块。
方案二：用两片STC89C52单片机作为主控芯片，其中一片控制红外循迹，红外寻光，红外避障等模块检测，另一片用于控制小车的无线遥控模块，通过按键给低电平给单片机，然后由RNF24L01传输给接收端。
能使两片单片机分别工作，避免了一片单片机工作程序太大而容量不足的缺点。
综上所述，选择第二种方案。
2.2 电源模块选择方案方案一：采用电池作为电源直接输入直流后，用多个稳压器稳压得到理想的不同幅值直流电源。
这种方法获取电源方便，且电源输出电流能力大。
缺点是：直流电流放电受到自身影响大，放电时间受限不能长时间工作，而且价格昂贵，不符合节能的实际电路特征要求。
方案二：采用变压器将220V电压变压后，经整流桥整流滤波，再经三端稳压器稳压后等到直流电源。
这种电路实现简单灵活，且能输出多种直流电源，满足了电路的要求。
综上所述，本设计选择第二种方案。
2.3 电机驱动模块的选择方案方案一：使用L298N芯片驱动电机。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口连接来进行控制，而且带有使能端，方便PWM调速。
L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机。
此方案电路简单，性能稳定，使用比较方便。
方案二：采用SM6135W电机遥控驱动模块。
SM6135W是专为遥控车设计的大规模集成电路。
能实现前进、后退、向左、向右、加速五个功能，但是其采用的是编码输入控制，这样在程序中实现比较麻烦，而且该电机模块价格比较高。
综上所述，我们选择第一种方案。
2.4 避障模块的选择方案方案一：采用红外避障：红外传感器可以实现小车的避障，并且价格便宜。
红外传感器可通过调整硬件来改变灵敏度，判断障碍物效果可靠。
方案二：采用超声波避障：利用超声波传感器，根据时间差可以精确的测量前方障碍物的距离，精度高。
但是超声波检测装置有两部分组成，电路比较复杂，安装比较麻烦。
综上所述，方案一简便易行，检测效果可靠，故选择第一种方案。
2.5 循迹模块的选择方案方案一：采用发光二极管和光敏电阻检测黑线，但这种方案易受到外界光源的干扰，有时可能检测不到黑线。
这种方案性能不稳定，所以不采用。
方案二：采用反射式红外发射接收管ST188。
由于采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界的干扰；此外红外发射接收管的工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50～100mA），则大大提高了信噪比。
此种测试方案反应速度大约在5us，反应快，符合我们设计要求。
综上所述，我们选择第二种方案。
2.6 无线遥控模块的选择方案方案一：红外遥控器是用红外线来传送控制信号的，它的特点是有方向性，不能有阻挡；方案二：无线遥控器是用无线电波来传送控制的信号的，它的特点是无方向性，可以不面对面控制，距离远（可达数十米，甚至数公里），工作性能稳定。
综上所述，我们选择第二种方案。
2.7 小结综上所述，本设计采用89C52单片机作为主控芯片，用红外对管和红外避障作为主要的传感模块，检测小车的黑线和障碍物。
以RNF24L01无线模块来遥控小车，实现小车的智能遥控。
电机驱动我们选择了稳定的L298N芯片驱动。
在众多的功能中每种功能的选择方案比较多。
我们组经过综合实用性效果以及性价比讨论出几种比较适宜的方案。
每种方案虽然各有优势，但是我们只能尽量的选择取舍一些。
介于经济上的原因我们主要的是选择成本比较低的方案。
3. 系统硬件设计3.1 总体设计STC89C52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，3个16位可编程定时计数器，1个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，STC89C52单片机可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口、外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
智能小车控制系统由稳压电源模块、主控芯片模块、电机驱动模块和无线控制模块等部分组成，控制系统结构图如图3.1：图3.1总体设计系统结构图表3.1 各个模块的功能硬件模块分类硬件模块功能电源模块该模块为单片机等芯片提供+5V电压，为电机驱动提供+9V电压。
电机驱动模块通过单片机提供信号，给电机提供驱动电压，驱动电机运转。
避障模块红外避障通过检查前方的避障物，选择小车的左右转弯避开障碍物。
循迹模块循迹模块检测小车偏离黑线情况，及时让小车回到轨道上。
无线遥控模块无线遥控模块实现遥控器和小车控制部分的无线通信。
3.2 主控制模块电路分析89C52是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。
用89C52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如下图89C52单片机最小系统所示。
由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
其应用特点：（1）有可供用户使用的大量I/O口线。
（2）内部存储器容量有限。
（3）应用系统开发具有特殊性。
表3.2 89C52单片机特点89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用A TMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。
它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。
89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。
掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。
89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
图3.2 89C52单片机最小系统3.3 电源电路模块电路分析在本设计中，单片机等各个芯片需要+5V的电源，电机驱动部分需要+9V的电源。
所以需要对电源的提供必须稳定可靠。
我们采用双电源，为了确保单片机控制部分和电机驱动部分的电压不会相互影响。
把单片机的供电和驱动电路分开来。
即用直流电+9V供给电机，用+5V供给单片机。
这样有利于消除电机干扰，提高系统的稳定性。
如图3.3所示，220V 交流电压源经过变压器变压、桥式整流、滤波、三端稳压后，输出+12V，-12V，和+5V，-5V 稳压供给系统电路。
电源模块基本功能：1．输出电压值能够在额定输出电压值以下任意设定和正常工作。
2．输出电流的稳流值能在额定输出电流值以下任意设定和正常工作。
3．直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。
4．对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。
5．对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，一般要用多圈电位器和电压电流微调电位器，或者直接数字输入。
6．要有完善的保护电路。
直流稳压电源在输出端发生短路及异常工作状态时不应损坏，在异常情况消除后能立即正常工作。
图3.3 电源电路3.4 电机驱动模块电路分析采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。
