毕业设计(论文)-基于单片机的智能循迹小车设计

本科毕业设计（论文）基于单片机的智能循迹小车设计学生学院信息工程学院专业测控技术与仪器（光机电一体化方向）年级班别20 级（1）班学号学生姓名指导教师20 年6月摘要自循迹智能小车也是智能行走机器人的一种，智能小车可以适应不同的环境，不受外界温度、湿度、空间以及重力等各种恶劣条件的影响，在人类无法进入或者生存的环境中完成人类无法完成的任务。

本课题是智能循迹小车系统的设计，智能小车的设计涉及传感器技术、电路涉及、程序设计、控制设计等多个方面的知识，是一项综合设计。

设计目标是小车能沿着规划好的黑线行走，不偏离道路。

智能循迹小车以木板车架为承载，包括单片机模块：STC89C52芯片；驱动模块：L298N驱动模块和两个直流电机；循迹模块：红外光电传感器和LM324运算放大器。

红外光电传感器判断是否寻找到黑线，并将产生的电平信号发送至LM324运算放大器，再返回到单片机，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控制小车在黑线上实现前进后退左转右转。

关键词：智能小车，自动循迹，单片机，红外传感器AbstractSelf-tracing smart car is also a kind of intelligent walking robot, intelligent car can adapt to different environments, from outside temperature, humidity, space and gravity and other adverse conditions, in the human can not enter or survive the environment to complete the human Unable to complete the task. This topic is the design of intelligent tracking car system, intelligent car design involves sensor technology, circuit involved, programming, control design and other aspects of knowledge, is a comprehensive design. The design goal is that the car can walk along the planned black line without departing from the road. TheThe following steps: STC89C52 chip; drive module: L298N drive module and two DC motors; tracking module: infrared photoelectric sensor and LM324 operational amplifier. Infrared photoelectric sensor to determine whether to find the black line, and the resulting level signal sent to the LM324 operational amplifier, and then return to the microcontroller, the microcontroller according to the requirements of the program to make the appropriate judgment to the motor drive module control car on the black line Turn forward and turn right.Key words: intelligent car, automatic tracking, single chip, infrared sensor目录摘要 (2)Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1 引言 (6)1.2 题目研究目的及意义 (6)1.3 国内外研究状况 (7)1.3.1 国外发展状况 (7)1.3.2 国内发展状况 (8)第2章系统硬件设计 (10)2.1 循迹小车整体方案设计 (10)2.2 STC89C52单片机介绍 (12)2.3 红外光电传感器TCRT5000及LM324运算放大器组成的循迹模块 (15)2.3.1 TCRT5000的介绍 (15)2.3.2 LM324的介绍 (16)2.3.3 循迹模块原理图 (18)2.4 电机驱动模块 (18)2.4.1 L298N驱动电路逻辑真值表 (19)2.4.2 L298N驱动模块电路原理图 (20)2.4.3 L298N集成H桥芯片,引脚图 (20)2.4.4 L298N引脚功能表 (21)2.4.5 L298N驱动电路运行参数 (22)2.5 电源模块 (22)第3章系统软件设计 (23)3.1主程序 (23)3.1.1 主程序流程图 (23)3.1.2 主程序程序设计 (24)3.2 循迹模块 (25)3.2.1循迹模块流程图 (25)3.2.2 循迹模块程序设计 (26)3.3 PWM调速原理 (27)3.3.1 PWM控速代码 (28)第4章系统测试 (30)第5章 (31)5.1 总结 (31)5.2展望 (31)参考文献 (32)致谢 (34)附录 (35)。

循迹小车毕业论文本文介绍了一个基于单片机的循迹小车设计。

该系统主要由两个模块组成：传感器模块和控制模块。

传感器模块使用红外线传感器和光敏电阻来检测黑色轨道和白色背景之间的反差，从而确定小车运动的轨迹。

控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度，以保持小车在轨道上运动。

该系统通过语音识别模块和蓝牙通信模块与外部设备交互，具有较好的可扩展性和交互性。

关键词：循迹小车；单片机；传感器；PID 控制算法一、引言随着科技的不断发展，智能控制系统在各个领域得到了广泛应用。

循迹小车作为一种常见的智能控制系统，已经成为了学生课程设计、科技展览、科普教育等方向的研究热点。

本文基于单片机设计了一个循迹小车，以介绍该系统的设计思路和实现细节。

二、系统设计循迹小车的设计主要分为两个模块：传感器模块和控制模块。

传感器模块通过红外线传感器和光敏电阻来检测轨道，控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度，以保持小车在轨道上运动。

该系统还加入了语音识别模块和蓝牙通信模块，增强了其可扩展性和交互性。

1. 传感器模块循迹小车的传感器模块主要用于检测小车运动的轨迹，以实现自动驾驶。

本文采用了两种传感器：红外线传感器和光敏电阻。

红外线传感器（Infrared Sensor）是一种能够感知红外线辐射并将其转化为电信号的传感器。

其原理是利用红外线反射率的不同，通过发射和接收红外线来判断物体的位置、距离或者形状。

在本文中，我们使用红外线传感器来检测黑色轨道和白色背景之间的反差，从而确定小车运动的轨迹。

光敏电阻（Photoresistor）是一种可以感知光强度变化并将其转化为电信号的传感器。

其原理是利用半导体材料的光电效应，当光照射在其表面时，其电阻值会发生变化。

在本文中，我们使用光敏电阻来检测环境中的光线强度，从而判断小车是否处于黑色轨道上。

2. 控制模块循迹小车的控制模块主要用于控制小车的方向和速度，以保持小车在轨道上运动。

智能循迹小车毕业论文一、前言随着科技的发展，智能机器人已经成为人们关注的热门话题。

智能机器人的出现和应用，不仅可以提高生产效率，减少劳动强度，并且可以创造出很多新的应用领域。

其中，智能循迹小车作为一种基于仿生学和机器人学的新型机器人，已经逐渐应用到许多领域，如环境监测、病毒检测等。

本文着重介绍智能循迹小车的设计和实现，以期为相关研究提供参考。

二、智能循迹小车的需求分析智能循迹小车主要用于环境监测和物品巡检。

为了保证循迹小车的运转效果，需要进行以下需求分析：1.循迹精度高：循迹小车的自主导航是基于视觉和控制系统完成的，因此需要保证循迹精度高，以便更准确地定位目标位置。

2.交通状况适应性强：循迹小车需适用于不同的路况和环境，如转向直接性、弯道安全性、山地路段行驶性等。

3.控制系统稳定性高：为了确保循迹小车的运转稳定，控制系统需稳定、耐用。

4.多功能性：循迹小车需具备多种传感器和设备，以实现环境监测和物品巡检等多项功能。

三、智能循迹小车的设计方案1.硬件设计智能循迹小车由四个电动轮驱动，需要具备以下硬件配置：1) 微型处理器：采用单片机实现控制、通信等功能。

2) 直流电机：用于驱动小车前进和后退。

3) 舵机：控制小车方向。

4) 金属质量传感器：检测循迹目标的位置，并对小车进行控制。

5) 视觉传感器：采集路面图像，并进行图像处理。

6) 电源模块：提供小车稳定的电力来源。

2.软件设计1) 系统设计：采用嵌入式系统，将设备的物理特性和功能与程序环境相结合，实现对小车的控制和行为规划。

2) 控制算法设计：采用视觉处理和运动控制算法实现对小车的控制，并对其交通状况和循迹精度进行优化。

3) 通信协议设计：采用串口通信协议实现与上位机的数据传输。

四、智能循迹小车的实现演示智能循迹小车的实现演示中，需要注意以下几点：1. 使用电源模块为小车提供稳定的电力来源。

2. 通过视觉传感器采集并处理路面的图像信息。

3. 通过金属质量传感器检测循迹目标的位置。

基于单片机的循迹避障小车设计与实现论文目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的与意义 (3)1.3 国内外研究现状 (4)2. 系统总体设计 (6)2.1 系统概述 (7)2.2 系统硬件设计 (8)2.2.1 单片机选型 (10)2.2.2 传感器选型与布局 (11)2.2.3 驱动电路设计 (12)2.2.4 电源模块设计 (13)2.3 系统软件设计 (14)2.3.1 系统软件架构 (16)2.3.2 主控程序设计 (18)2.3.3 驱动程序设计 (19)3. 循迹模块设计与实现 (20)3.1 循迹原理 (22)3.2 循迹算法设计 (23)3.2.1 循迹算法概述 (24)3.2.2 循迹算法实现 (25)3.3 循迹模块测试与分析 (27)4. 避障模块设计与实现 (28)4.1 避障原理 (30)4.2 避障算法设计 (31)4.2.1 避障算法概述 (32)4.2.2 避障算法实现 (34)4.3 避障模块测试与分析 (35)5. 系统集成与测试 (36)5.1 系统集成 (38)5.2 系统测试 (39)5.2.1 硬件测试 (40)5.2.2 软件测试 (41)5.3 测试结果分析 (43)6. 系统性能评价 (44)6.1 循迹性能评价 (45)6.2 避障性能评价 (47)6.3 系统稳定性与可靠性评价 (48)1. 内容概要本文主要针对基于单片机的循迹避障小车的设计与实现进行了详细探讨。

首先，对循迹避障小车的背景和意义进行了概述，阐述了其在现代自动化领域中的应用前景。

随后，详细介绍了单片机在循迹避障小车控制系统中的作用，并分析了其选型原则和硬件设计。

接着，重点阐述了循迹避障小车的软件设计，包括循迹算法、避障算法以及单片机程序设计。

在系统测试与实验部分，对循迹避障小车的性能进行了验证，并通过实际运行数据分析了其稳定性和可靠性。

对本文的研究成果进行了总结，并对未来研究方向进行了展望。

摘要：循迹小车采用传感器来识别白色路面中央的黑色引导线，通过C8051F310单片机实现对转向舵机和驱动电机的PWM控制,利用检测器检测道路上的标志，使小车实现快速稳定地循线行驶。

分模块阐述了循迹小车的原理、软硬件设计及制作过程.针对路径特点对循迹小车的方向控制和速度控制提出了舵机分级转向、速度分段控制的解决方案。

实验表明，循迹小车能够较快速、平稳地完成对各种曲率引导线的循迹行驶任务。

关键词：单片机、电机、传感器、循迹。

Summary：Tracing car photoelectric sensor to identify the white road to guide the central black line through the C8051F310 microcontroller and drive to achieve the steering servo motor PWM control, the use of detector on the road signs to make the car look fast and stable line-line, down. Sub-module describes the principles of tracing the car, hardware and software design and production process.Path tracing for the characteristics of the car’s direction and speed control servo proposed classification steering, speed control sub-solutions. Experiments show that, tracing the car can be more rapid and smooth completion of the guide line of curvature of the driving task of tracing. Keywords:Microcontroller, motors, sensors, tracing.目录第一章引言一、设计目的 (4)二、设计方案 (4)三、报告内容安排 (4)四、技术方案概要 (5)第二章硬件部分一、单片机最小系统 (6)二、电源电路 (7)三、H桥电机驱动电路 (7)四、传感器输入电路 (8)五、硬件电路原理图 (9)第三章软件部分一、软件设计框架 (10)二、端口初始化 (10)三、PWM初始化 (11)四、功能函数 (12)第四章程序清单 (14)第五章总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)第一章引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度越来越高，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，这种技术促进机器人技术也有了突飞猛进的发展。

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。

基于单片机的智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机控制的小型车辆，通过传感器检测路面信息，结合预设路线实时调整行驶方向，实现自动循迹行驶。

智能循迹小车在无人驾驶、智能物流、探险救援等领域具有广泛的应用前景。

智能循迹小车的硬件主要包括单片机、传感器、电机和电源。

其中，单片机作为整个系统的控制中心，负责接收传感器信号、处理数据并输出控制指令；传感器用于检测路面信息，一般选用红外线传感器或激光雷达；电机选用直流电机或步进电机，为小车提供动力；电源为整个系统提供电能。

智能循迹小车的软件设计主要实现传感器数据采集、数据处理、控制指令输出等功能。

具体来说，软件通过定时器控制单片机不断采集路面信息，结合预设路线信息进行数据分析和处理，并根据分析结果输出控制指令，实现小车的自动循迹。

为提高智能循迹小车的稳定性和精度，需要对算法进行优化。

常用的算法包括PID控制、模糊控制等。

通过对算法的优化，可以实现对路面信息的精确检测，提高小车的循迹精度和稳定性。

为验证智能循迹小车的实际效果，需要进行相关测试。

可以在平坦的路面上进行空载测试，检验小车的稳定性和循迹精度；可以通过加载重量、改变路面条件等方式进行负载测试，以检验小车在不同条件下的性能表现；可以结合实际应用场景进行综合测试，以验证智能循迹小车在实际应用中的效果。

测试环境的选择要具有代表性，能够覆盖实际应用中可能遇到的各种情况。

测试过程中要保持稳定的行驶速度，以获得准确的测试数据。

对于测试过程中出现的问题，要及时记录并分析原因，以便对系统进行改进。

测试完成后，要对测试数据进行整理和分析，评估系统的性能表现，提出改进意见。

通过以上测试，我们发现基于单片机的智能循迹小车在循迹精度、稳定性等方面表现良好，能够满足实际应用中的需求。

同时，通过对算法的优化和硬件的改进，可以进一步提高小车的性能表现。

本文介绍了基于单片机的智能循迹小车的设计和实现过程。

通过合理选择硬件和优化软件算法，实现了小车的自动循迹功能。

基于STM32的循迹小车设计-毕业论文摘要本文介绍了基于STM32的循迹小车设计。

首先，对循迹小车的背景和意义进行了阐述，并分析了目前市场上常见的循迹小车的设计方案和存在的问题。

接着，详细介绍了本文的设计思路和具体实现方法，包括硬件设计和软件编程。

最后，对设计进行了测试和验证，并对测试结果进行了分析和总结。

实验结果表明，本文设计的循迹小车具有良好的循迹性能和稳定性，可以广泛应用于工业生产、物流配送等领域。

引言随着科技的不断进步和社会的发展，智能机器人被广泛应用于各个领域。

循迹小车作为智能机器人的一种，具有自主移动、感知环境等功能，受到了越来越多的关注。

循迹小车是一种可以根据指定的路径进行移动的智能机器人。

它能够利用传感器和控制算法，实现沿着特定轨迹行驶的功能。

循迹小车在工业生产、物流配送、仓储管理等领域具有广阔的应用前景。

目前市场上常见的循迹小车设计方案存在一些问题，如循迹精度不高、稳定性差、成本较高等。

因此，设计一种基于STM32的循迹小车成为了当今研究的热点之一。

本文旨在设计一种基于STM32的循迹小车，以提高循迹精度、增强稳定性、降低成本。

通过对循迹小车相关技术的研究和实验验证，可以为循迹小车的进一步发展和应用提供参考。

设计思路本文设计的基于STM32的循迹小车主要包括硬件设计和软件编程两个部分。

硬件设计硬件设计部分主要包括传感器选型、电路设计和机械结构设计。

首先，为了实现循迹功能，选择了红外线传感器作为循迹小车的感知模块。

红外线传感器具有反射率高、响应快的特点，适合用于循迹小车的设计。

其次，根据传感器的特性和需求，设计了传感器与电路之间的连接方式。

通过合理布置电路板和传感器，可以有效提高循迹小车的循迹精度和稳定性。

最后，设计了循迹小车的机械结构。

机械结构应具有稳固性、灵活性和可拓展性，以适应不同场景的应用需求。

软件编程软件编程部分主要包括传感器数据处理、控制算法设计和系统化编程。

首先，通过学习和理解红外线传感器的工作原理，编写了传感器数据采集和处理的程序。

毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的智能小车学院名称：电子与信息工程学院专业：电子与信息工程班级：电信092班姓名：\ 学号\指导教师：\ 职称\基于单片机的智能小车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STC89C52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。

关键词：智能小车,STC89C52单片机,超声波传感器,LCD1602目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。

ABSTRACT ............................................................................................. 错误!未定义书签。

目录......................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。

摘要AT89C51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。

本系统以设计题目的要求为目的，采用AT89C51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。

在智能小车控制系统的设计中，以AT89C51为核心，用L293D驱动两个直流电机，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到黑线产生的电平信号通过LM393再返回到单片机，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。

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。

寻迹是指通过红外发射管和接收管识别路径。

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;该设计报告共分为五章：第一章是智能小车总体概况。

介绍了小车的功能及展示了小车模型。

第二章是系统要求。

介绍了小车设计的要求及原理。

详细阐述了各功能模块的方案比较与论证，最后得出最终方案。

第三章是硬件实现及单元电路实现。

详细阐述了各部分电路的设计，并给出了原理图。

第四章是软件设计。

介绍了设计思想、程序流程图及具体程序设计。

第五章是系统调试。

介绍了调试软件WAVE ，以及软件调试过程；硬件测试及测试仪器和设备等。

最后是参考文献和附录。

关键词： AT89C51单片机；光电传感器；PWM调速；电动小车Smart cars designtheAT89C51 microcontroller is one of eight, his versatility and usability is the user high praise. This system to design for the purpose of the topic request, AT89C51 microcontroller as control core, ultrasonic sensor detection road barriers, the automatic control of electric car obstacle-avoidance, speed, and speed, and can be automatically stop recording time,mileage and speed, automatic tracing and light function. The whole system of the circuit structure is simple, reliable performance. The test results, this paper introduces the hardware design method of system analysis and test results.In the design of the control system of intelligent car, USES AT89C51 as the core, with L293D drive two dc motor driving car, when the signal generation, is going through tracing module of the infrared tubes are found by the black level signal generated LM393 single-chip microcontroller, return again according to the requirement of design procedure of judgment for motor driver module, let the car to achieve progress, left, right, the basic function such as parking. Find the white line, and the external environment of the strength of the light of sports car produce very big effect, this based on the experiments of tracing refers to the white striped floor found. Tracing is through infrared tubes and receive tube recognition path. Using the technology mainly include:(1) through programming to control the speed of the car,(2) sensor effective application,(3) new display chip USES,This design report is divided into five chapters:The first chapter is intelligent car overview. Introduces thefunction and the car show car model.Chapter 2 is the system requirements. Introduces the design requirement and the principle of car. Expounds the functional modules of the scheme comparison and argumentation, the final solution.The third chapter is hardware realization and unit circuit implementation. Expounds each part of the circuit design, and gives the principle diagram.Chapter four is a software design. Introduces the design idea and program flow chart and design program.The fifth chapter is debugging systems. Introduces the WAVE, and software testing software debugging process, Hardware testing and testing instruments and equipment, etc.The references and appendix.Keywords:AT89C51, photoelectric sensors, PWM control, electric cars目录绪论........................................................ (5)第一章智能小车总体概况 (6)1． 1 概况 (6)1． 2 总体结构图 (6)第二章系统方案设计 (7)2． 1 方案论证 (7)2．1．1 系统原理图 (7)2．1．2 路面情况检测方案的选择 (8)2．1．3 电动机的选择 (9)2．1．4 电动机驱动方案的选择 (9)2．1． 5 路程检测方案的选择 (9)2．1．6 障碍物探测方案的选择 (10)2．1．7 供电电源方案的选择 (10)第三章系统硬件电路设计 (11)3．1 系统硬件设计 (11)3．1．1 路面黑线检测设计与实现 (11)3．1．2 电动机驱动电路设计与实现 (11)3．1．3 车轮检速与路程计算 (13)3．1．4 红外避障电路 (15)3．1．5 电源电路 (15)第四章主控芯片介绍 (16)4．1． 1 AT89C51主控芯片介绍 (16)4．1． 2 电动机驱动芯片L293D (18)4．1． 3 串口电路芯片MAX232 (19)第五章软件设计 (19)5．1． 1 软件设计思想 (19)5．1． 2 主程序设计 (20)5．1． 3 显示子程序设计 (24)5．1． 4 避障子程序设计 (25)5．1． 5 寻迹模块软件程序设计 (26)第六章系统调试与结论 (29)6． 1 硬件调试 (29)6．1． 1 测试方法与仪器 (29)6．1． 2 软件程序调试 (30)6．1． 3 测试经验总结 (31)参考文献........................................................31致谢........................................................ . (31)附录A ........................................................ .33附录B......................................................... .34绪论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。

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。

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。

学号毕业设计（论文）基于单片机的自动循迹小车的设计教学系：指导教师：专业班级：学生姓名：二〇一二年五月郑重声明本人郑重声明：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，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

本人签名：日期：目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 自动循迹小车的国内外研究现状 (3)1.3 本课题设计的主要工作及结构安排 (4)2 自动循迹小车系统方案设计 (5)2.1 自动循迹小车基本原理 (5)2.2 总体方案设计 (5)2.2.1 系统总体方案的设计 (5)2.2.2 方案选择与论证 (5)3 系统硬件设计 (8)3.1 自动循迹小车硬件设计 (8)3.2 单片机控制器模块设计 (8)3.3 稳压电路模块 (10)3.4 电动机驱动模块 (12)3.5 循迹电路设计 (13)4 系统软件设计 (15)4.1 系统软件流程图 (15)4.2 程序设计 (16)4.2.1 计时程序设计 (16)4.2.2 主程序设计 (16)5 系统扩展 (18)5.1 避障功能扩展 (18)5.2 遥控功能扩展 (19)6 系统调试 (21)结束语 (23)参考文献 (24)附录A 总电路图 (25)附录B 仿真电路图 (26)附录C 小车实物图 (27)附录D 循迹避障遥控源程序 (28)摘要本设计是基于单片机控制的简易自动循迹小车，小车能够沿着宽约3CM的黑色轨迹行驶，能够非常流畅的转大于90°小于180°的弯道。

本设计包括电源模块、微处理器控制模块、循迹模块和电机驱动模块。

其中控制器模块以STC89C52单片机为控制核心，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器，以有机玻璃作为小车的车架，循迹模块是用RPR220光电传感器来检测小车的运动轨迹，电机驱动模块使用的是L298电机驱动芯片驱动2个直流减速电机。

智能循迹小车毕业论文智能循迹小车毕业论文引言：智能循迹小车是一种基于人工智能技术的智能机器人，它能够通过感知环境中的路径信息，自主地沿着预定的轨迹行驶。

本文将探讨智能循迹小车的原理、应用以及未来的发展前景。

一、智能循迹小车的原理智能循迹小车的核心原理是通过传感器感知环境中的路径信息，并通过算法进行实时处理和决策。

传感器通常包括红外线传感器、摄像头等，它们能够感知地面上的路径线或标志物。

通过收集和处理传感器数据，智能循迹小车能够判断自身位置和方向，并做出相应的行驶决策。

二、智能循迹小车的应用智能循迹小车在现实生活中有着广泛的应用。

首先，它可以用于物流行业，实现自动化的仓储和运输。

智能循迹小车能够准确地遵循预定的路径，将货物从仓库中送到指定地点，提高了物流效率。

其次，智能循迹小车可以应用于智能家居领域。

它可以根据用户设定的路径，自动清扫地面或搬运物品，为人们的生活提供便利。

此外，智能循迹小车还可以应用于农业领域，用于自动化的播种、施肥和除草等操作，提高农作物的生产效率。

三、智能循迹小车的挑战虽然智能循迹小车在应用领域有着广泛的前景，但是它也面临着一些挑战。

首先，路径感知的准确性是关键。

由于环境的复杂性和不确定性，智能循迹小车需要具备高精度的传感器和算法，以确保准确地感知路径信息。

其次，智能循迹小车的自主决策能力也是一个挑战。

在复杂的环境中，智能循迹小车需要能够根据实时的路径信息做出灵活的决策，以应对各种情况。

最后，智能循迹小车的安全性也是一个重要问题。

在行驶过程中，它需要能够识别和避免障碍物，确保行驶的安全性。

四、智能循迹小车的未来发展随着人工智能技术的不断发展，智能循迹小车有着广阔的未来发展前景。

首先，智能循迹小车可以与其他智能设备进行联动，实现更加智能化的操作。

例如，智能循迹小车可以通过与智能家居设备的连接，实现更加智能化的家庭服务。

其次，智能循迹小车可以进一步提高自身的感知和决策能力，实现更加高效和安全的行驶。

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。