基于单片机的智能小车的设计与制作

序号： 4 编码：甲4B02704B

第十一届“挑战杯”

河南省大学生课外学术科技作品竞赛

作品申报书

作品名称：基于单片机的智能小车的设计与制作

学校全称：平顶山学院

个人申报者姓名

（集体名称）：闫翔

指导老师姓名：王艳辉

类别：

□自然科学类学术论文

□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文

□科技制作

小发明创造

基于单片机的智能小车的设计与制作

摘要：随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，智能技术必将迎来它的发展新时代，我们想如果能将其运用到煤矿勘测，环境信息采集等方面，将会更好地满足人们的需求。因此，我们设计了这款智能小车。该设计采用STC89C52单片机为控制核心，采用驱动芯片

L298N构成双H桥控制直流电机，利用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，自动寻迹和寻光等功能。在软件设计方面,则分为三个模块,即数据采集模块,信号处理模块,控制器控制电机模块。其中软件系统采用C程序，整个系统的电路结构简单，容易实现，可靠性能高。此设计实现了小车的无人驾驶，通过对路面的检测，由单片机来判断控制小车，使其变得智能化，实现自动的前进，转弯，停止功能.此系统完善后可以应用到道路检测，安全巡逻中，同时，可以以此为基础，将其应用到生活或者工业制造中去，即增添我们的生活乐趣也提高了工业效率，最重要的是能降低工作中的危险性。

关键词：单片机；自动循迹；驱动电路

目录

1绪论 (4)

1.1本课题的研究的背景以及现实意义 (4)

1.2课题研究的目的和意义 (6)

1.3本设计的研究方向 (6)

2 方案设计 (7)

2.1小车车体的选用 (7)

2.2 主控芯片的选用 (7)

2.3 PWM调速系统的实现 (8)

2.4 系统原理图 (9)

3 系统的硬件设计 (11)

3.1单片机电路的设计 (11)

3.1.1单片机的功能特性描述 (11)

3.1.2晶振电路 (12)

3.1.3复位电路 (13)

3.2红外线循迹避障模块 (14)

3.2.1黑线循迹模块 (14)

3.2.2避障模块设计 (15)

3.3 声控模块 (16)

3.4 比较模块 (16)

3.5 测速模块和循光模块 (17)

3.6 电源模块 (18)

3.7 电机驱动模块 (18)

3.7.1．L298N引脚结构 (24)

3.7.2．电机驱动原理 (20)

3.7.3 小车运动逻辑 (22)

3.8 红外遥控 (23)

3.8.1．红外线遥控系统结构 (23)

3.8.2．编码方式与解码原理 (24)

4 系统的软件设计 (25)

4.1 Keil编译器软件 (25)

4.2 外部中断子程序流程图 (27)

4.3 主程序流程图 (28)

4.4 定时器中断程序设计 (28)

5系统的总体调试 (28)

5.1 硬件的测试 (28)

5.2 系统的软件调试 (29)

6 结论.... (31)

参考文献 (82)

1 绪论

1.1本课题的研究的背景以及现实意义

目前，在企业生产技术的不断提高、对自动化技术要求不断加深的条件下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的各种产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等一些系统的关键设备。世界上许多国家都在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，出现在20世纪60年代。当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和Charles Rosen等人，在1966年至1972年期间研制出了取名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条件下，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，数量不断的增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也会得到越来越多的关注。

智能车辆，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性系统，它集中地运用了计算机、信息、传感、通信、导航及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。它具有道路障碍的自动识别、自动制动、自动报警、自动保持安全距离和巡航控制等功能。智能车辆主要的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且能沿着预定的轨迹行进。智能车辆在原有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，主要完成对从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，用来获得道路的图像信息;

(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、侧方和后方障碍物等信息。

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，目前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，在车上装配摄像机、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、监视敌情、情报收集、目标搜索和自主巡逻等任务，进一步的扩大侦察范围，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，经常会遇到各种各样的意外。这时，智能化探测小车就可以发挥很好的作用。战场上，可以使用智能车辆扫除路边炸弹、寻找和销毁地雷等。民用方面，可以探测化学泄漏物质，可以进行救援灭火，以及在强烈地震发生后到废墟中寻找生还人员等。

(3)安全检测受损评估