智能测速小车结题报告

智能小车结题报告
摘要：本课题组设计并制作了一辆智能小车，实现了智能小车的基本功能，能够沿着黑线循迹行走，成本低廉，性价比比较高。

本作品以 AT89C52单片机为检测和控制核心，利用光电对管实现循迹，通过单片机输入 L298N构成的驱动电机电路实现行走，从而实现循迹功能，辅以测速电路，并用8 段数码管将速度显示出来。

关键字：单片机控制光电管循迹
一、方案论证与比较
1.总体方案论证与比较
方案一：采用 51 板。

该板虽然现成模块不多，但本电路设
计并不复杂，使用的只是单片机最基本的功能，可靠性高，且我们对
于 51 单片机语言较熟悉。

方案二：采用凌阳 61A板。

该单片机有丰富的软硬件支持能力，且集成度高，扩展方便，但对于其语言掌握得并不熟练。

比较以上两种方案的优缺点，采用方案一来实现智能小车的制作。

方案一的系统原理方框图：
2.各模块的电路设计
（ 1）驱动模块
方案一：采用专用芯片L298N作为电机驱动电路的驱动芯片。

L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，相应频率较高，具
有两个使能端，一片 L298N能同时驱动两个直流电机。

用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

方案二：采用继电器对电机的开、关进行控制，通过开关的切换
对小车的速度进行控制，这个电路较简单，但寿命较短，可靠性不高。

综合分析，我们选择了方案一。

驱动原理图如下:
（ 2）电机选择方案：
方案一：采用步进电机，它的一个显著特点就是具有快速启
动和停止能力，能够达到我们所要求的标准。

如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即对步进电机启动或反转，其转换灵敏度比较高，正转反转控制灵活，但其价格比较昂贵。

方案二：采用直流电机。

它具有优良的调速特性，调整平滑、方便。

调整范围广；过载能力强，可实现频繁的无极快速启动、转动和反转。

能够满足各种运行要求。

由于直流电机价格便宜，更易于购买，并且电路相对简单，
因此选用方案二。

（3）小车电源的选择方案：
方案一：采用电池。

电池的使用方便，但因为负载会使电池的供
给电流减小，功率降低，进而导致小车行驶缓慢，甚至无法转弯。

方案二：采用蓄电池。

蓄电池太重，小车无法承载。

方案三：采用稳压源。

输出电压恒定，不会存在输出功率下降的
问题，但是须用较长导线引出使用。

综合分析，为使小车能正常实现其功能，我们选择了方案三。

3.寻迹电路
方案一：用光敏电阻组成的光敏探测器。

光敏电阻的阻值可以跟
随周围环境的变化而变化。

当光线照射白线上面，光线发射强烈；光线照射到黑线上面，光线发射较弱。

因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会有明显的变化。

通过阻值的变化量使比较器输出高低电平。

方案二：用 RPR220型光电管。

RPR是一种一体化反射型光电管探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度的硅平面光电三极管。

当发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通输出低电平。

此光电对管电路简单，工作性能稳定。

综上所述：我们选择了方案二。

光电对管的原理图如下：
二．软件设计
1.小车方向调整算法
光电管传感器的检测情调整方向
况（白： 0，黑： 1，从左
到右的情况）
0000继续前进
0001向右偏转
0010向右偏转
0100向左偏转
1000向左偏转
2.软件流程图
开始
程序初始化
检测初始位
在跑道上N调整速度和方向Y
继续前进
结束
3.具体程序如下：
LUCHENG EQU 0031H
SJBW EQU 0032H
SDGW EQU 0033H
SDSW EQU 0034H
SUDU EQU 0035H
TIMER EQU 0036H
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0003H
AJMP IT0_SER
ORG 000BH
AJMP INT0_SER
ORG 0050H START: MOV DPTR,#TABLE
CLR P3.7
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#4CH
MOV TL0,#00H
SETB ET0
SETB EX0
SETB IT0
SETB EA
SETB TR0
MOV A,#00H
MOV R1,#31H
MOV R0,#7
INIT:MOV @R1,A
INC R1
DJNZ R0,INIT
/* 显示速度 */ DISPSD:MOV A,SUDU
MOV B,#10
DIV AB
MOV SDGW,B
MOV SDSW,A
DISPSDGW: MOV A,SDGW
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
CLR P2.0
MOV R0,#50 WORKSDGW:LCALL XUNJI
DJNZ R0,WORKSDGW
SETB P2.0
DISPSDSW: MOV A,SDSW
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
CLR P2.1
MOV R0,#50 WORKSDSW:LCALL XUNJI
DJNZ R0,WORKSDSW
SETB P2.1
LJMP DISPSD
/*
外部中断*/ IT0_SER:PUSH ACC
PUSH PSW
CPL P3.7
INC LUCHENG
EXIT_IT0:POP PSW
POP ACC
RETI
/*50ms定时*/ INT0_SER: PUSH ACC
PUSH PSW
CLR TR0
CLR EA
INC TIMER
MOV A,TIMER
CJNE A,#20,EXIT_INT0
MOV B,A
MOV A,LUCHENG
MOV TIMER,#00H
MOV LUCHENG,#00H
MOV SUDU,A
EXIT_INT0: MOV TH0,#4CH
MOV TL0,#00H
SETB EA
SETB TR0
POP PSW
POP ACC
RETI
XUNJI:MOV P1,#0FFH
MOV A,P1
ANL A,#0F0H
CJNE A,#00H,WORK1
MOV P1,#05H
SETB P3.6
SETB P3.5
AJMP EXIT
WORK1: CJNE A,#20H,WORK2
MOV P1,#09H
CLR P3.6
SETB P3.5
AJMP EXIT
WORK2: CJNE A,#40H,WORK3
MOV P1,#06H
SETB P3.6
CLR P3.5
AJMP EXIT
WORK3: CJNE A,#10H,WORK4
MOV P1,#09H
CLR P3.6
SETB P3.5
AJMP EXIT
WORK4: CJNE A,#80H,WORK5
MOV P1,#06H
SETB P3.6
CLR P3.5
AJMP EXIT
WORK5: CJNE A,#0F0H,WORK6
MOV P1,#05H
SETB P3.6
SETB P3.5
AJMP EXIT
WORK6: SETB P3.6
SETB P3.5
EXIT:RET
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
三．系统测试
1.单片机小系统板调试
2.驱动电路调试
在数字实验箱上接线进行调试，电源端接实验箱上的 +5V，接
地端接数字试验箱的地端，其他四个端口分别对应接高低电平，驱动
电路上的输出端分别接直流电机，电机的转动情况如下：
Port1Port2Port3Port电机电机小车
4转动方转动方运行状
向向况1010正转正转前进
1001正转反转左转
0110反转正转右转
0000停止停止停止
1111停止停止
3.光电对管电路的检测
在数字试验箱上电源端接+5V，接地端接地。

然后在光电管的下面放白纸或黑纸进行检测，当光电管下面是白纸时，此电路应输出低电平，当光电管下面时黑纸时，此电路应输出高电平。

四．小结
由于自身经验不足，小车最终实现的功能较少。

但是通过本次
比赛，我们掌握了很多电气元件、设备、工具的功能和使用，并深刻
体会到理论与实践的距离。

设计一个实际的系统不只是电子控制的问题，还涉及到机械、软件等各个方面，需要结合很多专业知识，我们
将在今后的学习中努力提升自己理论和实践能力。