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智能循迹避障小车完整程序（亲测好使）/*******************************************//利用51定时器产生PWM波来调节电机速度//速度变化范围从0-100可调//使用三路做寻迹使用,哪一路检测在黑线哪一路为//高电平//没检测到黑线表示有反射对应输出低电平信号*********************************************/#include<>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char/*电机四个接口定义*/sbit in1=P0^0;sbit in2=P0^1;sbit in3=P0^2;sbit in4=P0^3;/*计时器*/uchar j,k,i,a,A1,A2,second,minge,minshi;sbit dula=P2^6;sbit wela=P2^7;uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};uchar code table2[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0xf7,0xfc,0xb9,0xde,0xf9,0xf1};void delay(uchar i){for(j=i;j>0;j--)for(k=110;k>0;k--);}void display(uchar sh_c,uchar g_c,uchar min_ge,uchar min_shi) {dula=1;P0=table[sh_c];dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfb;wela=0;delay(5);dula=1;P0=table[g_c];dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xf7;wela=0;delay(5);dula=1;P0=table[min_shi];dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfe;wela=0;delay(5);dula=1;P0=table2[min_ge];dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;wela=0;delay(5);}/*左、中、右三路循迹传感器接口定义*/ sbit zuo=P1^0; sbit zhong=P1^1;sbit you=P1^2;/*避障接口定义*/sbit bz_zuo=P1^3;sbit bz_zhong=P1^4;sbit bz_you=P1^5;uchar count = 0;/*利用定时器0定时中断,产生PWM波*/ void Init_timer() {TH0 = (65535-10)/256;TL0 = (65535-10)%256;TMOD = 0x01;TR0 = 1;ET0 = 1;EA = 1;}/*左轮速度调节程序*/void zuolun(uchar speed){if(count <= speed) //count计数变量{in1 = 1;in2 = 0;}else{in1 = 0;in2 = 1;}}void youlun(uchar speed) //同上{if(count<= speed){in3 = 1;in4 = 0;}else{in3 = 0;in4 = 1;}}void Inline() //检测黑线信号{uchar temp;temp =P1;switch(temp){case 0x01:zuolun(0); youlun(90);break; //左侧循迹传感器压线,小车向左前修正case 0x02:zuolun(100);youlun(100);break; //中间循迹传感器压线,保持直走此处两值使电机速度保持相同case 0x04:zuolun(90); youlun(0);break; //右侧循迹传感器压线,小车向右前修正case 0x08:zuolun(90); youlun(0);break; //左侧避障传感器有信号小车右转case 0x10:zuolun(90); youlun(0);break; //中间避障传感器有信号小车左转case 0x20:zuolun(90); youlun(0);break; //右侧避障传感器有信号小车左转}/*if(zuo==1){zuolun(10);youlun(50);}else if(zhong==1){zuolun(99);youlun(99);}else if(you==1){zuolun(50);youlun(10);} */}void main() //主函数{Init_timer(); //调用函数while(1){Inline();minge=0;minshi=0;second++;if(second==60)second=0,minge++;A1=second/10;A2=second%10;if(minge==10)minge=0,minshi++;for(a=200;a>0;a--){display(A1,A2,minge,minshi);};}}void Timer0_int()interrupt 1 //定时器中断计数{TH0 = (65535-10)/256;TL0 = (65535-10)%256;count ++;if(count >= 100){count = 0;}}。
智能寻迹小车实验报告
实验目的：
设计一个智能寻迹小车，能够依据环境中的黑线自主行驶，并避开障碍物。
实验材料：
1. Arduino开发板
2. 电机驱动模块
3. 智能车底盘
4. 红外传感器
5. 电源线
6. 杜邦线
7. 电池
实验步骤：
1. 按照智能车底盘的说明书将车底盘组装起来。
2. 将Arduino开发板安装在车底盘上，并与电机驱动模块连接。
3. 连接红外传感器到Arduino开发板上，以便检测黑线。
4. 配置代码，使小车能够依据红外传感器检测到的黑线自主行驶。
可以使用PID控制算法来控制小车的速度和方向。
5. 测试小车的寻迹功能，可以在地面上绘制黑线，观察小车是否能够准确地跟随黑线行驶。
6. 根据需要，可以添加避障功能。
可以使用超声波传感器或红外避障传感器来检测障碍物，并调整小车的行驶路线。
实验结果：
经过实验，可以发现小车能够依据红外传感器检测到的黑线自主行驶，并能够避开障碍物。
小车的寻迹功能和避障功能能够实现预期的效果。
实验总结：
本次实验成功设计并实现了智能寻迹小车。
通过使用Arduino 开发板、电机驱动模块和红外传感器等材料，配合合适的代码配置，小车能够准确地跟随黑线行驶，并能够避开障碍物。
该实验展示了智能小车的基本原理和应用，为进一步研究和开发智能车提供了基础。
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。
电子技术选修课姓名：学号：专业：题目：循迹智能车的设计与制作实验报告设计地点：设计日期：成绩：指导老师：2015年4月10日一、硬件组装：1、车模套件1万向轮2车底板3驱动轮4主控板5传感器2、车模组装车模组装一：万向轮的安装车模组装二：驱动轮安装1上长脚螺丝2上专用紧固件3固定轮子4固定到小车底盘上（提前焊接电机连接线）二、硬件电路设计与制作1硬件构成原理图2硬件组成1检测单元控制器利用安装于车体前方的循迹传感器实时检测小车的位置，根据小车所处的位置及时调整小车的运行速度和方向，使得小车能够始终沿着引导线运行。
红外对管光电传感器，采用软件编程实现数字化编码。
红外对管：检测原理：当发射管发出的光线照射在赛道的不同位置时，接收管的状态发生较大变化，通过相应的处理电路就可以获得此时的状态值，进行路径的判断。
贴近白色赛道，传感器输出电压达到最大值：约4.7V；远离白色赛道，传感器输出电压达到最小值：约0.2V；贴近黑色赛道，传感器输出电压：约为0.7V。
为保证循迹智能汽车能够按照赛道引导线运行，一般需要多个传感器同时检测赛道。
理论上讲，所用的传感器越多，对赛道的检测则越精确，控制越灵活，但是，当传感器数量增多时，占用的单片机管脚增多，处理电路也增多，消耗的电量也越多。
因此，从实际应用的角度考虑，需合理选择传感器的数量。
另外，传感器的不同排列方式也会对赛道的检测有不同的作用。
循迹传感器采用的是灰度传感器，当传感器位于不同的位置（黑色引导线、白板）时，输出电压值不同，控制器通过对循迹传感器电压值的采样，获取道路信息。
2电机驱动智能汽车由直流电机提供动力，电机由车载直流电源供电，小车在运行过程中需要根据赛道设定合适的速度，即需要对电机速度进行控制。
因此，一般需要通过电机驱动电路向电机提供可以调节输出电压的电源，以控制小车的速度。
使用L298N电机驱动芯片：L298N硬件电路原理图L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。
通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。
红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。
通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。
2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。
PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。
3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。
根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。
三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。
将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。
将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。
2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。
通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。
3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。
根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。
不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。
第1章引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成 CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、 A／ D 转换器、 D／A 转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。
这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展。
单片机技术作为自动控制技术的核心之一，被广泛应用于工业控制、智能仪器、机电产品、家用电器等领域。
随着微电子技术的迅速发展，单片机功能也越来越强大，本设计基于单片机技术在智能寻迹小车控制系统的设计中，以 STC89C52为核心，用 LG9110驱动两个减速电机，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的传感器管是否寻到黑线产生的电平信号通过传感器再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求作出相应的判断送给电机驱动模块，让小车实现前近、左转、右转、停车等基本功能，寻白线时，外部环境光线的强弱对小车的运动会产生很大的影响，基于此原因，本实验中的寻迹是指在白色地板上寻黑线。
1.1 设计目的1、了解机械部件结构与机械安装过程；2、掌握电动机齿轮箱内部结构及减速原理；3、了解电子元器件的基本形状及焊接过程；4、掌握电子元器件的焊接步骤与检测过程；5、了解单片机内部结构与程序编制方法；6、了解 LED 灯驱动方法，全面掌握流水灯/ 跑马灯编程技术；7、了解数码管内部结构，掌握数码显示技术；8、了解键盘结构原理，掌握中断查询技术；9、了解话筒电路结构，掌握话筒输入技术；10、了解蜂鸣器驱动技术，全面体现音乐报警功能；11、了解光敏电阻结构原理，充分体现夜间自动照明功能；12、了解红外发射与接收技术，有力体现防撞检测与智能寻迹功能13、了解直流电机驱动原理，掌握电机驱动技术；14、认识红外检测传感器，全面掌握红外遥控编码解码技术；15、了解 R232 通信协议，掌握串口通信技术。
16、通过本机系统学习，全面掌握智能自动寻迹机器人的控制方法。
沈阳理工大学课程名称：基于单片机智能循迹小车姓名：魏玉柱指导教师：程磊催宁海摘要本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。
智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。
智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。
该技术已经应用于无人驾驶机动车，无人工厂，仓库，服务机器人等多种领域。
本设计采用STC89C52单片机作为小车的控制核心；采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，其中软件系统采用C程序，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。
关键词：STC89C52 智能循迹小车TCRT5000传感器电机驱动目录1引言 (4)2 需求分析 (4)2.2 循迹小车的发展历程回顾 (5)2.3智能循迹小车的应用 (5)2.4 智能循迹小车研究中的关键技术 (8)3系统设计 (9)4详细设计 (8)4.1 硬件设计 (8)4.1.1电路原理图 (9)4.1.2 器件选择 (10)4.1.2.1 智能循迹小车的主控芯片的选择 (10)4.1.2.2 智能循迹小车电源模块的选择 (10)4.1.2.3 智能循迹小车电机驱动电路的选择 (11)4.1.2.4 智能小车循迹模块的选择 (11)4.1.3 模块设计 (12)4.1.3.1电机驱动模块电路 (12)4.1.3.2光电传感器模块 (12)4.2 软件设计 (14)4.2.1程序流程图 (14)4.2.2实现主要代码 (14)5 实验结果 (16)5.1设计实现 (16)5.2出现的问题和解决的方法 (17)6 结束语 (18)7.参考文献 (19)1引言随着控制技术及计算机技术的发展，寻迹小车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演重要的角色。
1、小灯延时闪烁实验：小灯延时一秒闪烁一次，指令：delay(xx)。
应用举例：delay(500); // 延迟500ms。
2、呼吸灯实验：使小灯忽明忽暗，延时300ms。
3、串口通信监视实验：（1.按实验一的步骤把开发板连到PC机上；（2.采用杜邦线把红外探头VCC和GND分别连接到开发板的5V和地，OUT端连到开发板的任意一个模拟量输入端口；（3.设置对应的模拟量输入端口为输入模式；（4.读取模拟量端口的值；（5.打开串口并设置波特率；（6.打开串口监视器，拿一物体遮挡在红外探头前方并移动，观察串口监视器中读取的模拟量值是否变化；（7.观察串口监视器界面的运行结果，如不符合预期设计要求，则重复修改及下载程序，直到符合要求为止。
指令：Serial.begin(xx)。
打开串口并设置通信波特率。
应用举例：Serial.begin(9600) ; //打开串口并设置通信波特率为9600。
指令：Serial.println(val)。
在串口监视器中显示变量val的值。
应用举例：Serial.println(val) ; //在串口监视器中显示变量val的值。
4、红外线对管实验：前端红外探头输出是模拟电压，中控板通过电压比较器LM339模拟电压转化为高电平或者低电平两种结果，便于程序进行判断。
以第一路红外探头来说明它的工作原理，IN1-为可调电阻调节的电压输入端，IN+为探头输出的电压，当IN1-大于IN+电压时，对应的OUT1输出电压接近0V，此时，第一路的LED灯亮；当IN1-小于IN+电压时，对应的OUT1输出电压接近5V，第一路的LED灯灭。
调节可调电阻旋钮，可以改变IN-参考电压值。
指令：pinMode(pin, mode)。
将一个引脚配置成输入或者输出模式。
应用举例：pinMode(7, INPUT); // 将引脚7定义为输入接口；pinMode(5, OUTPUT); // 将引脚7定义为输出接口。
简单电子系统设计报告---------智能循迹小车学号201009130102年级10学院理学院专业电子信息科学与技术姓名马洪岳指导教师刘怀强摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。
采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位。
本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。
自动寻迹的功能采用红外传感器，通过检测高低电平将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。
关键词：STC89C51单片机；L298N；红外传感器；寻迹一、设计目的通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在控制系统中的应用。
进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。
二、设计要求该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制，绕跑到行驶一周。
三、软硬件设计硬件电路的设计1、最小系统：小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片，图1是其最小系统电路。
主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。
其中各个部分的功能如下：（1）、电源电路：给单片机提供5V电源。
（2）、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1 单片机最小系统原理图2、电源电路设计：模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。
在本设计中，51单片机使用5V电源，电机及舵机使用5V电源。
考虑到电源为电池组，额定电压为4.5V，实际充满电后电压则为4-4.5V，所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电，舵机及电机直接由电池供电。
可编辑修改精选全文完整版创新制作循迹小车制作报告班级：学号：姓名：一、设计方案路面检测模块电路检测路面信息，区分黑色与白面，并形成相对应的高电平与低电平提供给单片机；单片机对路面循迹模块提供的高低电平进行分析，并形成相应的对策（直行、左转、右转和停止等），并将其转化成对应的电压输出给电机驱动模块；电机驱动模块根据单片机提供的电压信号驱动对应的电机，得到与对策相同的执行动作；电源模块电路为三个模块提供所需要的电。
电路框图如下图所示：电路框图二、路面检测模块工作原理一对光电开光的发射管不停的发射红外光，经过路面发射回来的被接受管接收到。
因为白色路面和黑线对光的反射不同，所以正对白色路面的光电对管的接收管接收到更多的红外光，而正对黑线的光电对管的接收管收到较少的红外光。
经过光电开关的接收电路将接收到红外光的多少转化为正相关的电流大小，并进一步转化成接收电路的输出电压（A点电压）的较小值和较大值。
输出电压的较小值和较大值进一步与一个居中的基准电压分别进行比较，对应比较器的输出端（C点）分别为高电平还是低电平，并进一步输出给单片机，同时对应指示发光管的不亮与亮。
路面循迹模块电路如下图所示：D1路面循迹模块电路三、单片机最小系统单片机最小系统包括了时钟电路和复位电路。
时钟电路为单片机工作提供基本时钟，复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。
单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号下严格地按时序进行工作。
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。
时钟信号的产生是在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。
只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自己振荡器。
复位电路由一个按键、电解电容和电阻组成，它是使CPU 和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
计算机控制课程设计说明书 题目： 循 迹 小 车学生姓名： 王 荣 明学 号： 200706040123院 （系）： 电信学院（自动化系）专 业： 测控技术与仪器指导教师： 刘文波、姜丽波2011 年 1 月 14 日循迹小车方案书一、课设题目：循迹小车 二、课设要求：1、完成基本设计功能 （顺利走一个“8“字型的黑色轨迹一周）2、所用时间长短方案2：采用2节4.2V 可充电式锂电池串联共8.6V 给直流电机供电，经过7805的电压变换后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。
但由于电压不太够，价格昂贵，因此，我们放弃了。
方案3：采用:9V 蓄电池为直流电机供电，将12V 弃了。
方案4：直接采用9V直流电源，由稳压模块将220v交流电转换为9V直流电，再经7805稳压到5V供单片机，电机使用。
但其不能用于远距离，且在运行中要注意电线的干扰。
由于用于本次设计演示的标轨道不太大，在演示时我们可以人为控制电源线部分，所以我们采用此方案，因为它最经济实惠。
电路图如下：图2电源模块电路图2、电机驱动控制部分：这部分采用专门的电机控制芯片L298，它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们采用此方案，电路图如下图3电机驱动控制部分电路图L298的具体参数如下：L298管脚排列如下：3传感器探测部分：方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。
因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。
将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。
因此我们考虑其他更加稳定的方案。
方案2：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。
红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
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：超声波模块主控制芯片STC89C52红外传感器直流电机L298N稳压电源模块电压比较器二、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。
(穿山乙工作室)三天三十元做出智能车基本设计思路：1.基本车架（两个电机一体轮子+一个万向轮）2.单片机主控模块3.电机驱动模块（内置5V电源输出）4.黑白线循迹模块0.准备所需基本元器件1）。
基本二驱车体一台.（本课以穿山乙推出的基本车体为例讲解）2)。
5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个.3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。
4).5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个.一、组装车体（图中显示的很清晰吧,照着上螺丝就行了）二、制作单片机控制模块材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。
电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。
我们也有焊接好的实物图供你参考。
（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。
我实物图中就没焊复位)三、制作电机驱动模块材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个.电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。
因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右(6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。
这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。
+9V这是工作室做的电源+驱动模块，仅作参考四、制作循迹模块材料:5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个.LM324电压比较器工作原理:该芯片内部有四组比较器,原理就是反相输入端Vi-与同相输入端Vi+的电压进行比较,若Vi+大于Vi-则比较器的输出端OUT输出高电平+5V;若Vi+小于Vi—则比较器的输出端OUT输出低电平0V；TCRT5000红外对管工作原理：工作时由蓝色发射管发射红外线,红外线由遮挡物反射回来被接收管接收.接收反射光线后的接收管呈导通状态，与一电阻串联即可构成一个由发射管控制的分压电路，由此可实现对遮挡物反射光线强度的检测。
Arduino制作循迹小车完全教程材料清单：车体：一张板（木板、塑料板、甚至是雪糕棒拼接的），万向轮或小轴承、铜柱、车轮、电机；硬件：Arduino Uno或Arduino Nano，电机驱动模块、红外传感器*3、电源、杜邦线。
软件：一个安装了Arduino程序的电脑在讲解如何制作循迹小车之前，我们先了解一下它的结构组成和运行原理，理清软件硬件实现的思路，对我们后期制作循迹小车会更有帮助。
宏观上看主要包括车体、硬件电路和软件编程三部分。
它的整个运行原理就是前端的红外传感器检测黑线的存在，并将它的位置信号反馈给主控板，主控程序对小车位置进行分析，从而控制两个电机的速度（差速运行），达到直行、左转、右转、倒车等操作效果。
那么具体的制作和零件选择，我们来依次分析一下。
车体部分：首先来拆解循迹小车的车体结构。
循迹小车的车体可以做得非常简单，也可以设计的很复杂但更美观。
一张板子配上电机和车轮就可以做好，如果想要设计出可爱的造型，那你就要费点时间和精力了。
（1）这里不在设计上过于纠结，通过一个简单的结构说清楚车体的制作：这是一个简单的车体结构，一张塑料洞洞板，通过螺钉、螺母、电机固定架将电机固定在洞洞板上，再将与电机轴尺寸合适的车轮直接插到电机轴上，最后在洞洞板前端用铁丝固定一个小轴承充当前轮，车体部分就完成了。
型号：电机：N20减速电机（购物网站很容易搜到，大概在10元左右）车轮：与电机轴配套的D型孔的橡胶轮（搜索N20电机橡胶轮）电机固定架：搜索N20电机固定架。
底板：搜索固位板可以找到很多，这个比较随意。
轴承：外径10mm左右都可以，或者也可以选择其他圆形结构替代。
综上，重点是选定电机，车轮和固定架匹配电机就可以，至于底板可以自由选择，考虑好如何固定电机和前轮就可以。
（2）另外介绍一种常见的可以买到的车体，如图：这种类型的车体是平时最常见的车体结构，在网上搜索智能车套件，会有很多选择。
当然，想动手自己尝试设计组装的也可以买好配件自由发挥。
基于单片机的智能循迹小车循迹小车学生姓名：常德兴龙俊锦杨勇院（系）：物电学院专业：电子科学与技术2011 年 11 月 25 日第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。
(2)辅助驾驶系统，利用智能感知系统的信息进行决策规划，给驾驶员提出驾驶建议或部分地代替驾驶员进行车辆控制操作。
主要包括:巡航控制、车辆跟踪系统、准确泊车系统及精确机动系统。
(3)车辆自动驾驶系统，这是智能车辆技术的最高层次，它由车载计算机全部自动地实现车辆操作功能。
目前，主要发展用于拥挤交通时低速自动驾驶系统、近距离车辆排队驾驶系统等。
这种智能小车的主要应用领域包括以下几个方面:(1)军事侦察与环境探测现代战争对军事侦察提出了更高的要求，世界各国普遍重视对军事侦察的建设，采取各种有效措施预防敌方的突然袭击，并广泛应用先进科学技术，不断研制多用途的侦察器材和探测设备，在车上装备摄像机、安全激光测距仪、夜视装置和卫星全球定位仪等设备，通过光缆操纵，完成侦察和监视敌情、情报收集、目标搜索和自主巡逻等任务，进一步扩大侦察的范围，提高侦察的时效性和准确性。
(2)探测危险与排除险情在战场上或工程中，常常会遇到各种各样的意外。
这时，智能化探测小车就会发挥很好的作用。
战场上，可以使用智能车辆扫除路边炸弹、寻找和销毁地雷。
民用方面，可以探测化学泄漏物质，可以进行地铁灭火，以及在强烈地震发生后到废墟中寻找被埋人员等。
(3)安全检测受损评估在工程建设领域，可对高速公路自动巡迹，进行道路质量检测和破坏分析检测;对水库堤坝、海岸护岸堤、江河大坝进行质量和安全性检测。
在制造领域，可用于工业管道中机械损伤，裂纹等缺陷的探寻，对输油和输气管线的泄漏和破损点的查找和定位等。
(4)智能家居在家庭中，可以用智能小车进行家具、远程控制家中的家用电器，控制室温等等。
对这种小车的研究，将为未来环境探测术上的有力支持。
1.2课题研究的目的和意义目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。
其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。
无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。
它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。
机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。
可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
1.3 本设计的内容及意义1.3.1 设计的内容（1）路面检测模块（2）电源模块为5V；（3）直流电机的驱动模块电路，及相应的驱动程序；（4）控速模块（5）循线功能电路及程序；（6）复位电路模块1.3.2 本设计的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。
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。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的，本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
本设计就采用了比较先进的C51为控制核心， C51采用CHOMS工艺，功耗很低。
该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与实际相结合，现实意义很强。
智能小车国内外研究现状:世界各国在智能微型车领域进行了很多研究，己经应用于各个领域，在探测和军事领域使用特别多。
近年来，我国也开展了很多研究工作，以满足不同用途的需要。
世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。
美国和前苏联是从20世纪60年代末期开始进行月球表面探测任务的。
美国曾在1966^-1968年间，向月球成功发射了两次无人巡游探测器。
1997年，由美国JPL(全称JetPropulsion Laboratory，美国太空总署喷气推进实验室)研制的Sojourner号探测车登上了火星。
它验证了小型火星车的性能，并完成了一系列技术试验。
2004年1月，美国的“勇气号”和“机遇号”火星探测车再度登陆火星。
前苏联在1959^-1976年间，总共成功发射了两个月球探测车。
单片机的应用领域越来越广泛，无论是在生活，生产上，单片机无处不在。
ATMEL 公司的AT89S51单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
AT89S51可以说是单片机领域的主流产品，其应用如此广泛，所以有必要去学习和应用该单片机，以满足实际产品开发的需要，也是适应社会智能化、自动化的趋势。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
1.4 论文各部分的主要内容第一章对智能循迹小车的现状、研究意义和设计要求进行简单阐述。
第二章介绍了该智能循迹小车系设计方案比较和选择，分析了各模块的功能。
第三章阐述了智能小车系统的硬件电路的设计，其中包括单片机最小系统模块电路、电机驱动模块电路、以及附带的信号提示电路等。
第四章首先介绍了该系统程序调试过程中所用到的程序调试软件及其调试环境。
最后总结部分说明了本论的主要内容，举出了在系统测试过程中所发现的问题，并提出了可能的解决方案。
第2章智能循迹小车系统2.1 系统设计任务与设计要求2.1.1系统设计任务1.熟悉51单片机集成开发环境，运用C语言编写工程文件；2.熟练应用所选用单片机的内部结构、资源，以及软硬件调试设备的基本方法；3.自行构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现；4.了解电机、路面检测的原理和实现方法。
2.1.2系统设计要求1.完成单片机最小系统设计；2.完成外围应用电路（包括系统供电单元、运动控制单元、循迹检测单元）的设计和实现；3.完成软件对硬件检测和调试工作；4.查阅国内外的研究动态和发展前沿信息，阅读相关外文文献。
2.2 系统方案论证2.2.1 控制器方案论证按照题目要求，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，保证在允许范围类实现跷跷板的平衡。
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。
方案二：采用AT89S52作为系统控制的方案。
AT89S52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，成本也比ARM低。
考虑到性价比问题，本设计选择用AT89S52单片机做控制器。
2.2.2 供电单元方案论证方案一：采用单电源供电，通过单电源同时对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少机身的重量，操作简单，其缺点是，这样会使单片机的波动变大，影响单片机的性能，稳定性比较弱。
方案二：采用双电源供电，通过两个独立的电源分别对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少波动，稳定性比较好，可以让小车更好的运作起来，唯一的缺点就是会增加小车的重量。
综合以上的优缺点，本设计决定采用第二种方案。
2.2.3 运动单元方案论证方案一：采用直流电机，配合LM293驱动芯片组合。
优点在于硬件电路的设计简单。
当外加额定直流电压时，转速几乎相等。
这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。
也用于变速范围很宽的驱动装置。
容易受到外部因素干扰，影响稳定的转速和转矩输出。
电路如图2-1：图2-1 直流电机+LM293组合电路原理方案二：采用步进电机，配合LM298驱动芯片组合。
步进电机可以实现精确的转脚输出，只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动，便于控速，但是软件程序的编写较直流电机稍显复杂。
但是LM298芯片的硬件电路比较复杂。
如图2-2：图2-2步进电机+LM298组合电路原理方案三：采用直流电机配合由双极性管组成的H桥电路。
