2011全国大学生电子设计大赛解析

南京林业大学

第二组

简易小车（C题）

摘要：本设计以设计题目的要求为目的，采用STC单片机（STC12C5604AD）作为智能小车的控制和检测核心，实现小车的路线识别、快慢速行驶等功能，采用SRWF-501无线通信模块实现两辆小车的无线通讯，选择正确的行进路线超车等功能。采用反射式光电传感器(ITR200001-T)感知与木工板面颜色有较大差别的胶带边框作为引导。运用高电压大电流的全桥驱动芯片L298N作为电机驱动芯片，驱动电机采用直流减速电机，电机控制方式为单向PWM控制。整个电路设计简单，可靠性高。

关键词：智能控制光电检测无线通讯 PWM脉宽调制智能小车

Simple Intelligentized Electric Motors Automobile Abstract ：This design that focus on the competition task as the purpose, based on the single chip, STC12C5604AD, which is the center of controlling and detection of the intelligent car, to achieve the function of track identification and alterable speed. The design is used the wireless model SRWF-501 to realize two intelligent cars’ wireless communication and choosing the right movement track to overtake. To use the reflected photoelectric sensor and the rubber belt frame which has an obvious distinguish with the wood board as the guidance. The drive dynamo apply the style of direct current and ability of slowing down, the way of controlling dynamo is controlling of PWM. The whole circuit has a clear and simple design and also high quality.

Key word: intelligently control, reflecting-infrared sensors, wireless communication ，PWM, intelligent automobile

目录

1.系统方案选择和论证 (4)

1.1 题目要求 (4)

1.1.1 基本要求 (4)

1.1.2 发挥部分 (4)

1.2系统基本方案 (5)

1.2.1各模块方案选择和论证 (5)

1.2.2 系统各模块的最终方案 (9)

2 系统的硬件设计与实现 (10)

2.1 系统硬件的基本组成部分 (11)

2.2 主要单元电路的设计 (11)

2.2.1 检测部分的单元电路设计 (11)

2.2.2 智能控制部分的单元电路设计 (12)

3 系统的软件设计 (14)

3.1寻轨迹子程序 (14)

3.2 绕障碍物子程序 (14)

3.3 其他子程序 (16)

3.4 系统主程序流程图 (16)

4 系统测试 (17)

4.1 测试仪器 (17)

4.2指标测试 (18)

4.2.1 光电检测部分测试 (18)

4.2.2 前轮驱动电路 (18)

4.2.3 系统实现的功能 (19)

4.3 结论 (19)

5 总结 (19)

参考文献 (19)

附录 (20)

附录1：元器件清单附录2：系统电路图附录3：程序清单

附录4：系统使用说明

1. 系统方案选择和论证

1.1 设计要求

1.1.1任务

甲车车头紧靠起点标志线,乙车车尾紧靠边界，甲、乙两辆小车同时起动，先后通过起点标志线，在行车道同向而行，实现两车交替超车领跑功能。跑道如图

1.1.2 基本要求

（1）甲车和乙车分别从起点标志线开始，在行车道各正常行驶一圈。

（2）甲、乙两车按图1 所示位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车区内实现超车功能，并先于甲车到达终点标志线，即第一圈实现乙车超过甲车。

（3）甲、乙两车在完成(2)时的行驶时间要尽可能的短。

1.1.3 发挥部分

（1）在完成基本要求(2)后,甲、乙两车继续行驶第二圈，要求甲车通过超车标志线后要实现超车功能，并先于乙车到达终点标志线，即第二圈完成甲车超过乙车，实现了交替领跑。甲、乙两车在第二圈行驶的时间要尽可能的短。

（2）甲、乙两车继续行驶第三圈和第四圈，并交替领跑；两车行驶的时间要尽可能的短。

（3）在完成上述功能后，重新设定甲车起始位置（在离起点标志线前进方向40cm

范围内任意设定），实现甲、乙两车四圈交替领跑功能，行驶时间要尽可能的短。

1.2 系统基本方案

对题目分析，可将系统划分为控制部分和信号检测部分。其中信号检测部分包括：黑线探测模块、障碍检测模块、无线通讯模块，控制部分包括：控制器模块、电机驱动模块，五个基本模块，模块框图如图1.2.1所示。为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证。

图1.2.1 小车的基本模块方框图

1.2.1各模块方案选择和论证

（1）控制器模块

根据题目要求，控制器主要用于各个传感器信号的接收和辨认、控制小车的电机的动作、控制车速与运行的时间以及小车超车的运动状态。对于控制器的选择有两种