智能小车设计指导 第二版
遥控智能小车(课程设计)教学文案
遥控智能小车(课程设计)《嵌入式系统原理》课程设计说明书题目：遥控智能小车院（系）：计算机与电子系专业班级：电子科学与技术0902班学生姓名：***学号： ***********指导教师：***20 11 年 12 月 30 日至20 12 年 1 月 13 日华中科技大学武昌分校制嵌入式系统原理课程设计任务书目录1. 总体思想 (1)2. 电机驱动 (2)2.1 简介 (2)2.2 具体实现 (2)2.3 功能函数设计 (2)3．遥控系统 (7)3.1 遥控器简介 (7)3.2 接收探头与解码 (7)3.3 红外控制 (8)4. 超声波 (12)4.1 简介 (12)4.2 超声波测距具体实现 (12)4.3 超声波程序设计 (12)5. 红外寻迹 (14)5.1 反射式红外传感器 (14)5.2 具体实现方法 (14)5.3 寻迹程序设计 (15)6. 总结 (17)1.总体思想图 1.1 设计全局图本次课程设计，我们小组采用stm32作为主控芯片，L298N模块作为电机驱动芯片。
在小车车头放置三个反射式红外传感器，由于红外光易于被黑线吸收，利用这个原理，来检测黑线，当检测到黑线时，发射出去的红外光被吸收，红外传感器接受不到反射信号，通过输出信号反馈给STM32，产生中断，作出相应的调整，详细介绍见下文第12页。
车头部分采用一个US-100超声波模块，用于检测前方障碍物，我们小组设置的安全距离为25cm，当小车与前方障碍之间的距离小于25cm时，小车蜂鸣器报警，stm32控制电机，作出相应的调整。
关于超声波工作详情，请见下文第11页。
小车尾部安装一枚HS0038红外接收探头，配合一块遥控器，实现遥控小车的功能。
我们小组选用的遥控器编码为NEC协议。
红外遥控功能详情，请见下文第7页。
我们在小车的车身上放置一块3.2寸TFT液晶显示器。
用于显示时间，车速。
车速通过霍尔元件测得。
2.电机驱动2.1简介电机运转需要大电流，而stm32驱动能力达不到电机正常运转的要求，故我们小组采用L298N模块驱动电机，L298N拥有4个输入端口，由stm32直接输入，4个输出端，可以驱动两个直流电机。
s52智能小车课程设计
s52智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握智能小车的基本组成结构，理解各部分功能及其工作原理。
2. 使学生了解编程控制智能小车的基本方法，学会运用相关传感器进行环境感知和路径规划。
3. 帮助学生理解智能小车在现实生活中的应用，了解我国在智能小车领域的发展状况。
技能目标：1. 培养学生动手操作和团队协作的能力，能独立或合作完成智能小车的组装和调试。
2. 提高学生的编程能力，使其能够根据实际需求编写相应的控制程序，实现智能小车的功能。
3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，激发创新思维和探究精神。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能小车及相关技术的兴趣，激发学习热情，提高学习积极性。
2. 培养学生勇于尝试、不怕失败的精神，增强面对困难的自信心和克服能力。
3. 培养学生关注科技发展，树立正确的价值观，认识到科技对社会进步的重要作用。
本课程旨在结合学生的年级特点和认知水平，通过实践操作、团队合作和问题解决，使学生在掌握智能小车相关知识的基础上，提高动手能力、编程能力和创新能力。
课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 智能小车概述：介绍智能小车的定义、发展历程、应用领域，使学生了解智能小车的基本概念。
- 教材章节：第一章 智能小车简介- 内容列举：智能小车的定义、发展历程、国内外应用案例2. 智能小车结构与原理：讲解智能小车的硬件组成、传感器原理及功能，使学生掌握智能小车的基本结构和工作原理。
- 教材章节：第二章 智能小车结构与原理- 内容列举：硬件组成、传感器原理、工作原理3. 编程控制与调试：教授编程语言和控制算法，使学生能够独立编写智能小车的控制程序并进行调试。
- 教材章节：第三章 编程控制与调试- 内容列举：编程语言、控制算法、程序编写、调试方法4. 智能小车应用案例：分析典型智能小车应用案例，让学生了解智能小车在实际应用中的优势和局限。
多功能智能小车课程设计
多功能智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多功能智能小车的基本构造，掌握其工作原理。
2. 学生能描述智能小车的主要组成部分，如传感器、驱动器、控制器等，并了解各部分的功能。
3. 学生能了解并运用基础的编程知识，实现对智能小车的控制。
技能目标：1. 学生能独立完成智能小车的组装，提高动手实践能力。
2. 学生能运用编程软件，编写程序，实现对智能小车的控制，培养编程技能。
3. 学生能通过团队合作，解决智能小车在实际运行中遇到的问题，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对科学探索保持好奇心和热情，激发创新意识。
2. 学生在团队协作中，学会互相尊重、支持和沟通，培养合作精神。
3. 学生通过多功能智能小车课程，认识到科技在生活中的应用，增强科技意识和社会责任感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与动手操作，培养学生的创新能力和实践能力。
学生特点：五年级学生，具备一定的认知能力、动手能力和团队协作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，关注学生的个体差异，鼓励团队合作，提高学生的综合能力。
通过本课程，使学生达到以上设定的课程目标，为后续学习奠定基础。
二、教学内容本课程教学内容围绕多功能智能小车的组装、编程与控制展开，包括以下部分：1. 智能小车基础知识：- 智能小车的基本构造与工作原理；- 主要组成部分（传感器、驱动器、控制器）的功能与原理；- 相关物理知识，如电路原理、电机工作原理等。
2. 智能小车组装：- 组装工具的使用与维护；- 智能小车各部件的安装方法；- 组装过程中的安全事项。
3. 编程与控制：- 编程软件的使用与基本操作；- 控制程序编写，实现智能小车的基本运动控制；- 传感器数据的读取与处理。
4. 实践应用：- 团队合作，完成智能小车的组装与调试；- 设计并实施智能小车在不同场景下的应用任务；- 问题分析与解决。
教学内容安排与进度：第一课时：智能小车基础知识学习；第二课时：智能小车组装与工具使用；第三课时：编程软件学习与基本控制程序编写；第四课时：智能小车调试与问题解决；第五课时：实践应用与展示。
人工智能小车课程设计
人工智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解人工智能基础概念，掌握人工智能小车的基本工作原理。
2. 学生能描述编程控制人工智能小车的基本步骤和方法。
3. 学生能了解人工智能在现实生活中的应用，认识到科技发展的意义。
技能目标：1. 学生能通过动手实践，组装并调试人工智能小车。
2. 学生能运用所学的编程知识，编写简单的程序来控制人工智能小车。
3. 学生能通过小组合作，解决人工智能小车在实际运行中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对人工智能产生浓厚的兴趣，培养主动探究科学技术的热情。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
3. 学生通过了解人工智能的广泛应用，增强创新意识，认识到科技对生活的改变。
课程性质：本课程为实践性强的科技课程，注重理论知识与实践操作相结合。
学生特点：六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：教师应注重引导学生主动探究，关注学生的个体差异，鼓励团队合作，提高学生的实践和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
1. 人工智能基础概念：介绍人工智能的定义、发展历程及分类，结合课本相关章节，使学生了解人工智能的基本知识。
2. 人工智能小车结构：讲解人工智能小车的硬件组成，如传感器、电机、控制器等，以及各部分功能，让学生了解小车的工作原理。
3. 编程控制方法：教授编程语言基础，如Scratch或Python，指导学生编写简单的程序，实现对人工智能小车的控制。
4. 实践操作：安排学生动手组装和调试人工智能小车，学会使用相关工具和仪器，培养实际操作能力。
5. 团队合作与问题解决：分组进行实践活动，让学生在团队合作中解决实际问题，提高沟通与协作能力。
6. 人工智能应用案例：介绍人工智能在现实生活中的应用实例，如自动驾驶、智能家居等，拓宽学生的视野。
教学大纲安排：第一课时：人工智能基础概念，介绍课本相关章节内容；第二课时：人工智能小车结构，分析小车各部分功能；第三课时：编程控制方法，学习编程语言基础；第四课时：实践操作，分组组装和调试人工智能小车；第五课时：团队合作与问题解决，解决实际操作中遇到的问题；第六课时：人工智能应用案例，了解科技发展的前沿动态。
毕业设计任务书（智能小车）
毕业设计任务书（智能小车）第一篇：毕业设计任务书(智能小车)安徽建筑工业学院毕业设计(论文)任务书课题名称系别专业姓名基于单片机智能小车的设计电子与信息工程学院城建电子学号2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指导教师签字系主任签字 201日年 1 月一、毕业设计（论文）的内容毕业设计（论文）是高等学校培养学生的最后一个环节。
是锻炼和培养学生综合运用本专业学科的基础理论知识、专业知识和基本技能，提高综合分析问题和解决问题的能力，实现研发和技术人员的初步训练，使学生具有从事科学研究初步能力的重要环节，并且它是学生承担技术性工作前的一次理论联系实际的实践。
学生通过设计(论文)综合运用所学的基础理论和专业知识，理论联系实际，提高分析问题和解决本专业从事研发和工程应用问题的能力，为以后走上工作岗位打下一定的基础。
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。
设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。
本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用光电等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。
二、毕业设计（论文）的要求与数据本课题的任务主要是设计采用以80C51 为控制核心，利用光电等传感器检测道路上的障碍，控制电动小车的自动避障，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。
本课题由6位学生完成。
现就6位学生的具体分工叙述如下：1．同学负责主控制电路的方案设计和实现；2．同学负责电机驱动电路及方案设计和实现；3．同学负责传感器电路的设计和相关程序设计和调试；4．同学负责小车控制策略程序设计和调试。
智能小车控制算法课程设计
智能小车控制算法课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解智能小车的基本工作原理，掌握控制算法的基本概念；2. 使学生掌握智能小车运动控制的基本方法，包括速度控制、方向控制等；3. 引导学生了解控制算法在智能小车领域的应用，如PID控制、模糊控制等。
技能目标：1. 培养学生运用编程语言（如Python、C++等）实现智能小车控制算法的能力；2. 提高学生通过实验和调试解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对智能小车和控制算法的兴趣，培养创新意识和探索精神；2. 引导学生关注科技发展，认识到控制算法在现实生活中的重要性；3. 培养学生严谨、务实的学习态度，养成良好的学习习惯。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力、编程能力和创新能力。
学生特点：针对高中年级学生，具备一定的物理知识和数学基础，对新鲜事物充满好奇心，具备一定的自学能力和团队合作精神。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，发挥教师引导作用。
通过课程学习，使学生能够独立完成智能小车控制算法的设计与实现，达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 智能小车基本原理及结构：介绍智能小车的主要组成部分，包括驱动电机、传感器、控制器等，分析各部分的功能和相互关系。
教材章节：《自动化技术基础》第二章2. 控制算法原理：讲解PID控制、模糊控制等基本控制算法的原理，探讨其在智能小车控制中的应用。
教材章节：《控制理论及其应用》第三章3. 编程语言及开发环境：学习Python、C++等编程语言，了解智能小车控制算法的编程实现。
教材章节：《Python编程》第一章、《C++编程》第一章4. 智能小车运动控制：分析速度、方向等运动控制方法，结合实际案例进行讲解。
教材章节：《自动化技术基础》第四章5. 实践操作：组织学生进行智能小车控制算法的编程实践，包括控制算法的设计、调试与优化。
智能小车-毕业论文(设计)文献综述
华侨大学厦门工院本科生毕业设计（论文）题目：智能小车软件系统设计姓名：魏雄飞学号： 1102104031系别：电气工程信息系专业：电气工程及其自动化年级： 11级指导教师：晏来成年月日基于单片机的智能小车摘要：随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用,而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。
国外智能车辆的研究历史较长。
相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。
随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制将有广阔的发展空间.本文就智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍.关键词：智能技术,STC89C52单片机，自动循迹,避障1 前言随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。
智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
一般而言，智能车系统要求小车在白色的场地上，通过控制小车的转向角和车速，使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。
本次课题设计以此为背景，设计一种简易的运动小车，运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。
2 主题智能车辆作为智能交通系统的关键技术，是许多高新技术综合集成的载体。
智能车辆驾驶是一种通用性术语，指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术.智能车辆的一个基本特征是在一定道路条件下实现全部或者部分的自动驾驶功能,下面简单介绍一下国内外智能小车研究的发展情况2.1国外智能车辆研究现状国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代.它的发展历程大体可以分成三个阶段：第一阶段？？20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段.1954年美国BarrettElectronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS （AutomatedGuidedVehicleSystem)。
智能小车设计--优秀毕业设计
毕业设计（论文）题目：智能小车设计院系：电子与信息工程学院专业：班级：学生姓名：导师姓名：职称：起止时间：2011年4月18日至2011年6月5日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。
论文作者签名：时间：年月日指导教师签名：时间：年月日西安邮电学院毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称学院系部专业题目智能小车设计任务与要求1．学习并熟系统基本结构设计的基本理论。
2．学习arm的基本原理和应用设计。
3．学习并掌握IAR的使用方法。
4．学习掌握步进电机驱动电路及接口设计。
5．设计结构及系统电路并相关程序。
6 系统设计及调试。
开始日期2011年4月18日完成日期2011年6月5日主管院长(签字) 年月日毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名指导教师职称学院系部专业题目智能小车设计工作进程主要参考书目（资料）《ARM体系结构与编程》《A RM处理器与C语言开发应用》《基于ARM的嵌入式系统开发》《ARM嵌入式系统基础教程（第二版）》《侯冬晴.ARM技术原理与应用》《基于ARM的嵌入式系统开发与应用》《从51到ARM—32位嵌入式系统入门》《ARM嵌入式实验教程》主要仪器设备及材料Easyarm1138、5V四相步进电机（28BYJ-48-5V）、红外避障传感器、小车轮子、阻容器件、电池盒、4节1.5V电池、铁质月饼盒、螺丝、螺母、PC机等。
论文（设计）过程中教师的指导安排每周1次答疑指导。
对计划的说明希望通过自学和请教老师，能将一个自己完全不熟悉的项目做好，真心的想通过此次项目锻炼自己的学习能力与动手能力。
毕业设计(论文)开题报告学院专业2007级0702 班课题名称：智能小车设计学生姓名：学号：指导教师：报告日期：2010年10月28日本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
15258_智能小车的设计与制作
智能小车的设计与制作（二）引言概述智能小车作为当今智能科技领域的一项重要研究课题，具有广泛的应用前景和深远的影响力。
在智能小车的设计与制作过程中，需要综合应用计算机科学、机械工程、电子技术等多个学科领域的知识和技术。
本文将对智能小车的设计与制作进行详细阐述，旨在为从事相关领域研究的人员提供一些指导和参考。
正文内容：一、硬件设计1.选择合适的底盘结构：根据智能小车的用途和环境要求来选择合适的底盘结构，包括四轮驱动、两轮驱动、全向轮等类型。
2.电源系统设计：设计合理的电源系统，包括电池容量的选择、充电电路的设计以及电源管理模块的选用。
3.传感器选择和布局：根据智能小车的功能需求，选择合适的传感器，如红外线传感器、超声波传感器、摄像头等，并合理布局在小车上。
4.控制器选用：根据小车的复杂程度和功能要求，选择合适的控制器，如单片机、Arduino、树莓派等。
5.软件与硬件协同设计：设计合理的软件与硬件协同设计方案，确保硬件能够有效地被控制和驱动。
二、感知与决策系统1.数据采集与处理：通过传感器采集环境信息，并进行合理的数据处理与滤波，从而得到准确的环境状态信息。
2.环境地图构建：基于传感器数据和定位系统，构建环境地图，并将其应用于路径规划、避障等问题。
3.目标检测与识别：通过图像处理和机器学习技术，进行目标检测与识别，实现对场景中目标物体的感知与识别。
4.位置与姿态估计：利用定位系统和传感器数据，对小车的位置与姿态进行估计，以便实现精确的运动控制。
5.决策与规划算法：根据环境信息和目标要求，设计有效的决策与规划算法，使小车能够做出正确的决策和路径规划。
三、运动控制系统1.底盘控制算法：设计底盘控制算法，实现小车的运动控制，包括速度控制、转向控制等。
2.摄像头云台控制：设计摄像头云台控制算法，实现对摄像头方向的控制，以便进行目标跟踪和图像采集。
3.避障算法：设计避障算法，使小车能够基于传感器数据来避免障碍物，保障行驶的安全性。
triz理论指导设计智能小车
发明创新思维与方法课程设计报告ＴＲＩＺ理论指导设计智能小车小组成员：学号姓名111300147 唐靖伟（组长）111300102 蔡志豪111300138 龙兴国111300155 吴和俊111300116 范增淳111300115 池晓冰111300152 王吾锴2014年5月8日成绩：评语：指导教师：（签名）ＴＲＩＺ理论指导设计智能小车一、问题描述正近些年来,各大电子设计比赛陆续开展,例如"飞思卡尔"杯全国大学生智能车竞赛,全国大学生电子设计大赛等,智能小车是其中很重要的一个比赛项目。
智能小车实用有趣,贴近生活,易于上手等特点,让越来越多的电子爱好者逐渐对智能小车的设计制作有了兴趣。
但由于缺乏对整体结构设计和实际组装操作的训练,不少朋友走了弯路。
运用ＴＲＩＺ理论指导设计智能小车，使设计更具创造性，而且制作更简单方便，为我们解决了很大的问题。
二、问题分析（1）智能车本设计基于闭环测量、控制的原理，通过传感器将检测信号反馈给微处理，实时监控小车的运动状态并显示必要信息。
利用微处理产生脉冲宽度调制（PWM）信号，通过驱动电路来控制直流电机的转动，从而实现小车的直线行走、左右拐弯、倒退、停止、躲避并绕过障碍物、自动寻找引导光源并定位、自动清理垃圾等功能。
功能框图见图1。
整个设计关键在于传感器的选择和安装，这些传感器要能够给出准确的信号让微处理来控制小车的行走。
为了让小车有更好的性能与质量，需要运用TRIZ理论将其方案优化，另外需要用TRIZ理论比较筛选出最理想的小车外壳模型、传感器、微处理器、电机驱动芯片、小车功能等一系列重要因素。
（2）当前小车运用材料1、小车的比较与选择常见的电动小车是两轮驱动，一个电机驱动后面两个轮子转动，另一个电机控制前面两个轮子转向。
它的缺点是：转弯的角度较大且固定，不能精确地控制转角的大小。
小车在运行时平稳性较差。
而四轮驱动的小车，左右两边的轮子分别由两个电机控制，可以通过改变左右电机的转速来控制小车的转向，转弯的角度可大可小，这种控制方法能够使小车平稳地实现拐弯的功能，运行时车身稳定、没有左右摇摆的现象。
智能小车设计报告(DOC)
智能小车设计报告专业：电子信息工程技术学生姓名：史响林周博超朱雄王昌指导教师：张力完成日期：2014 年 5 月 24 日目录1 绪论 (3)2 设计任务 (2)2.1设计任务 (2)3 设计方案 (3)3.1任务分析 (3)3.2方案框架 (3)4 系统硬件设计 (4)4.1核心芯片模块AT89S52 (4)4.2电机驱动电路设计 (4)4.3超声波测距设计 (6)4.4传感器测速的设计 (8)4.5LCD1602显示模块 (9)5 系统软件设计 (8)5.1程序设计流程图 (8)5.2关键程序设计 (8)6 心得体会 (13)附录1 系统原理图 (15)附录2 系统PCB图.................................. 错误!未定义书签。
附录 3 程序清单.................................................................. (17)1 论绪智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。
同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。
超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。
我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。
智能小车课程设计
智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能小车的基本原理，掌握其电路组成及工作原理。
2. 学生能了解编程控制智能小车的基本方法，掌握相关编程知识。
3. 学生能了解传感器在智能小车中的作用，掌握常见传感器的工作原理。
技能目标：1. 学生能独立完成智能小车的组装和调试。
2. 学生能运用所学知识，编写程序控制智能小车完成特定任务。
3. 学生能通过小组合作，解决智能小车在实际运行中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，提高创新意识和动手能力。
2. 学生培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 学生增强环保意识，认识到智能小车在生活中的应用价值。
课程性质：本课程为实践性课程，注重培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
学生特点：六年级学生具有一定的电子、编程基础，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与交流。
教学要求：教师需引导学生主动参与实践，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题、解决问题，注重培养学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面得到全面提升。
二、教学内容1. 智能小车基础知识- 介绍智能小车的定义、发展及应用场景。
- 深入讲解智能小车的电路组成、工作原理及各部分功能。
2. 编程控制- 介绍编程控制智能小车的基本方法，结合课本相关章节，学习编程语言及语法。
- 实践操作：编写程序，实现智能小车的直线行驶、转弯等功能。
3. 传感器应用- 讲解传感器在智能小车中的作用，介绍常见传感器（如红外传感器、超声波传感器等）的工作原理。
- 实践操作：利用传感器，实现智能小车的避障、跟踪等功能。
4. 智能小车组装与调试- 介绍智能小车的组装方法，指导学生进行实际操作。
- 学习调试智能小车，解决组装过程中出现的问题。
5. 团队合作与任务挑战- 学生分组，进行团队合作，共同完成智能小车的设计、组装和调试。
- 设置任务挑战，让学生运用所学知识，解决实际问题。
课程设计智能小车
课程设计智能小车一、课程目标知识目标：1. 让学生理解智能小车的基本组成原理，掌握电路连接、编程控制等相关知识。
2. 使学生了解智能小车在不同环境下的应用，如避障、追踪等。
3. 帮助学生掌握传感器的工作原理，如红外线传感器、超声波传感器等。
技能目标：1. 培养学生动手搭建智能小车的能力，提高解决问题的实践操作能力。
2. 培养学生运用编程语言对智能小车进行控制的能力，提高逻辑思维能力。
3. 培养学生团队协作能力，提高沟通与表达能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对智能科技的兴趣，培养创新精神和探究精神。
2. 培养学生面对挫折和困难时，保持积极的心态，勇于尝试和改进。
3. 增强学生的环保意识，引导学生关注智能小车在环保领域的应用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与动手操作，培养学生的创新思维和动手能力。
学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手操作能力，但编程知识相对薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的结合，以教师引导、学生动手为主，激发学生兴趣，提高学生的实践能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，培养创新精神和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 智能小车基础知识：介绍智能小车的基本组成，包括电机、传感器、控制器等，对应教材第3章。
- 电机驱动原理- 常用传感器类型及其工作原理- 控制器的基本功能与编程方法2. 智能小车搭建与编程：讲解智能小车的搭建过程，学习编程控制，对应教材第4章。
- 智能小车的组装方法- 编程环境的使用与基本编程语法- 控制程序编写，实现避障、追踪等功能3. 智能小车应用场景：探讨智能小车在实际生活中的应用，如环保、救援等，对应教材第5章。
- 智能小车在不同环境下的适应能力- 智能小车在环保、救援等领域的实际应用案例4. 创新设计与团队协作：鼓励学生进行创新设计，培养团队协作能力，对应教材第6章。
智能小车课程设计
智能小车课程设计智能小车课程设计1：引言1.1 目的本文档旨在提供一个全面的智能小车课程设计范本，用于指导学生在这个课程中的学习和设计过程。
该课程设计将涵盖智能小车的硬件选型、软件开发以及实际应用场景的探索。
1.2 背景智能小车是一种有着计算能力和自主决策能力的小型，通常用于教育和娱乐等领域。
通过设计一个智能小车，学生可以学习到电子电路、编程和技术等多个学科的知识，并且能够通过实际操作锻炼动手能力和解决问题的能力。
2：硬件设计2.1 小车平台选择在智能小车课程设计中，选择一个合适的小车平台是非常重要的。
学生可以根据需求选择具有足够承载力、灵活度和稳定性的小车平台。
2.2 传感器选择智能小车需要使用传感器来感知周围环境，并做出相应的决策。
常见的传感器包括红外传感器、超声波传感器、摄像头等，学生应根据实际需求选择适合的传感器。
2.3 控制器选择选择一个合适的控制器用于控制智能小车的运动和决策。
常见的控制器包括Arduino、树莓派等，学生应根据实际需求和自己的编程能力选择适合的控制器。
2.4 电源和电路设计智能小车需要一个稳定可靠的电源系统以及相应的电路设计。
学生需要根据小车的需求选择合适的电源和设计相应的电路，确保小车的正常运行和安全性。
3：软件开发3.1 编程语言选择学生可以选择适合自己的编程语言进行智能小车的软件开发。
常见的编程语言包括C++、Python等，学生应根据自己的编程经验和需求进行选择。
3.2 控制算法设计智能小车的控制算法是一个至关重要的部分，它决定了小车如何根据传感器数据做出相应的决策。
学生需要学习并设计适合自己的控制算法，以确保小车能够正确、高效地运行。
3.3 软件界面设计除了控制算法，学生还可以设计一个用户友好的软件界面，用于控制智能小车、显示传感器数据等功能。
学生可以使用各种图形界面设计工具进行设计和开发。
4：应用场景探索智能小车有着广泛的应用场景，学生可以通过课程设计来探索不同的应用场景。
智能小车详细设计方案及说明书
2.1
根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、电源及稳压模块、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。 各模块分述如图2-1。
图2-1智能小车总体框图
2.2
在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己设计画出小车的模型和直接购买玩具电动车改装。
现智能小车发展很快,从智能玩具到其它各行业都有实质成果.其基本可实现循迹,避障,检测贴片,寻光入库,避崖等基本功能,现在大学电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展.比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列，我此次的设计主要实现循迹避障通信及遥控功能。
2方案设计与论证
根据题目的要求，确定如下方案：首先设计出小车的基本模形以及传动方案，并在车上加装光电检测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
方案2：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。
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.考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当.智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和速度.单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择有pwm功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟pwm输出调制,需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大.考虑到实际情况, cpu使用AT89c52单片机,配合软件编程实现.
教学设计：智能小车设计与制作——展示评价与交流
说明：本节课《智能小车设计与制作之展示评价与交流》于2015年5月6日在我校做公开展示课，获得各位专家、领导与老师高度认可，课录与教学课件都是这一节课的内容。
成果展示：学生们在校本课程与课余时间学习单片机控制技术并利用课上时间制作出五种功能的智能小车：循迹小车、舞蹈小车、跟随小车、蓝牙控制小车、语音控制小车。
其中：语音控制小车参加全国青少年电子信息创新大赛（北京赛区）获得二等奖。
2015北京普通高中学生技术设计展示活动二等奖。
由于学生的优秀表现，我也被评为优秀辅导员。
以下是教学设计内容观看视频小组讨论学生思考并回答预答：1.手靠近车就退手离开车就前进2.车轮、电机、电机驱动板、单片机、超声波传感器工作过程是……回答说出实现的功能与具体工作过程。
和闭环控制系统开闭环方框图：请同学结合视频内容及刚才的讨论结果，分析超声波小车控制系统是开环控制还是闭环控制，为什么？方框图中的各项分别是什么？你们完成了自己小车的制作，有没有思考过自己的小车控制系统是如何工作的，接下来，请各组同学展开讨论并在学案上完成各组小车控制系统方框图。
板书：2．控制系统的工作过程文字描述方框图描述请同学回答问题并展示方框图，并结合方框图介绍本组小车的工作过程。
同学们回答了问题和画出的控制系统方框图，说明，我们已经理解和掌握了，那么我提一个问题同学们来思考：同样是测距，为什么超声波小车是闭环控制而光电跟随小车却是开环控制？提示：PPT展示两模块内部数据变化，从而疏导他们得出结论。
日常生活中，哪些是开环控制系统，哪些是闭环控制系统，你能举几个例子吗？接下来，我给各组3分钟时间，调试5、项目现场演示6、项目自我评价板书：以上6条提出要求：每组同学展示完毕后，其他各组成员要协商后对该小组作品进行评价，我要最后公布评价结果，然后展示小组要结合评价结果说出作品的优化及扩展方案。
（当然我们也欢迎在场老师参与我们的评价。
在线评价网址为：或者扫描）好，哪个小组准备好了？我们有请第x 组同学进行智能小车设计与制作项目的展示（本组同学可以进行相应的补充）。
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智能小车设计指导河海大学计算机与信息学院(常州)学生科协第二版第二版说明本书自去年编写第一版之时就已经有计划还要写第二版了，去年的第一版取得了很好的效果，去年的第一版由于时间仓促，难免有很多疏漏之处，今年在开学之前我就联系科协的几位有经验的同学共同编写第二版。
第二版以第一版为基础，在功能上做了完善，细节上做了补充，主要修改如下：1.新加入摄像头、激光管、电磁、算法等内容，方便学有余力的同学进行下一步的学习。
2.基础部分对芯片的原理，电路设计进行了更加详细的介绍，不只告诉刚入门的同学要怎样做，还想告诉为什么要这样做。
3.程序设计部分加入一些简单的程序和仿真，方便入门的同学学习。
4.修改了上一版中的一些错误，对内容安排有所调整。
本书的基础部分（第一版内容）主要由孙浩、顾丽萍完成，摄像头部分由尹海峰完成，电磁部分由李永强完成，算法部分由宋加才完成，最终由孙浩进行统稿。
本书凝聚着作者的心血，希望大家能够充分利用，针对于各位本书以下几点需要特别补充说明：1.本书不是为了给各位读者提供一个成熟的模板和电路供大家使用，我更希望大家能够以书中的内容作为参考，弄清楚其中的原理，根据自己的理解完成设计，而不是照搬电路图。
2.第二版虽然在内容上有所扩充，但是并不能作为唯一参考，本书只是想告诉大家设计方法和原理，更多的还需要各位读者自己查阅相关参考书和网上的资料。
3.最终完成智能车设计需要综合单片机编程、模数电、Protel设计、电路焊接、自动控制算法设计等多方面内容，因此需要团队协作，协调掌握，需要有所偏重但是不能只会某一样。
4.虽然我们提供了较为完善的资料，但是没有一成不变的设计，希望各位读者能够发挥自己的创新精神，积极探索，寻找新的方法。
5.如果你正在阅读本书，最起码说明你对智能小车的设计感兴趣，但是如果想完成后面的设计需要的更多的是坚持。
希望各位读者能够有一颗恒心，最终完成设计。
由于时间仓促和我们的水平有限，如果在阅读的过程中发现什么错误或者有什么好的建议欢迎通过下面的联系方式联系我们，真诚期待您的反馈。
孙浩2010年9月联系我们计信科协论坛： (资料发布、问题讨论-推荐)计信科协资料下载服务器：ftp://10.1.12.41 (限内网访问需要断掉客户端，具体访问方法见科协论坛) 科协人人网：/jxkx实验室：实验楼A217创新实验室由于人数较多，QQ群加一个即可。
计信科协QQ讨论群：83940327电子设计部QQ讨论群：83159175智能车交流QQ讨论群：70385417智能车交流飞信群：31373778有什么意见或者建议欢迎大家通过以上沟通渠道及时向我们反馈。
目录第一章初识智能小车 (1)1.1常见的两种类型 (1)1.2智能小车的基本结构 (1)第二章车体设计 (3)2.1小车的拆卸 (3)2.2舵机的安装 (3)2.3车体的整体布局 (4)第三章硬件设计 (5)3.1 电源模块设计 (5)3.1.1 智能车电源设计要点 (5)3.1.2 低压差稳压芯片LM2940简介 (5)3.2 单片机最小系统设计 (6)3.2.1 单片机最小系统简介 (6)3.2.2 51单片机最小系统设计 (6)3.3 循迹模块设计 (9)3.3.1 红外光电管的工作原理 (9)3.3.2 检测电路设计 (10)3.3.3 光电检测部分的发挥设计 (12)3.4 舵机转向模块设计 (12)3.4.1 舵机的工作原理 (12)3.4.2 常见舵机简介及使用注意事项 (13)3.5 后轮电机驱动模块设计 (14)3.5.1 H桥驱动电路的工作原理 (14)3.5.2 常用H桥集成电路芯片L298 (16)3.6 测速模块 (17)第四章程序设计 (18)4.1 PWM的相关知识 (18)4.1.1 PWM简介以及实现 (18)4.1.2 51单片机产生PWM波 (19)4.2 舵机的控制 (21)4.3 后轮电机的控制 (22)4.4 程序总体的设计 (22)4.5 程序设计的发挥与拓展 (23)第五章测试与调试 (24)5.1 测试与调试 (24)5.2 智能车的测试步骤 (24)第六章车速的测量 (26)6.1 车速测量的重要性 (26)6.2 车速测量的几种方式 (26)6.2.1 霍尔传感器检测 (26)6.2.2 反射式光电检测 (26)6.2.3 透射式光电检测 (26)6.3 车速测量的单片机实现 (27)第七章摄像头的使用 (28)7.1 摄像头工作原理及简介 (28)7.2 模拟摄像头视频分离电路设计 (29)7.3 摄像头选型 (30)7.4 摄像头安装 (32)7.5 基本视频信号采集 (32)7.5.1使用单片机内部A/D转换。
(34)7.5.2使用外部A/D转换器 (35)7.5.3使用模拟电路对PAL信号进行转化（参考北京科技大学CCD一队） (36)第八章电磁传感器的使用 (38)8.1 智能汽车电磁组简介： (38)8.2 20KHz电源参考设计方案 (38)8.2.1 电源技术指标要求 (38)8.2.2 电源组成 (39)8.2.3 功率输出电路 (40)8.2.4 恒流控制 (42)8.2.5 参考设计电路 (42)8.2.6 电源调试 (43)8.2.7 注意事项 (44)8.3 电磁组传感器及模路径检测设计参考方案 (44)8.3.1 设计原理 (44)8.3.2 磁场检测方法 (45)8.3.3 电路设计 (48)8.3.4 传感器的设计与调试 (52)8.3.5 检测方案 (54)8.4 软件部分的简要流程图 (56)8.5 结束语 (57)第九章激光传感器的使用与设计 (58)9.1 激光传感器的工作原理和驱动 (58)9.2 激光传感器的选用与注意事项 (58)9.3 激光管的布局和安装 (58)第十章算法设计 (60)10.1 摄像头组处理算法 (60)10.1.1 黑线提取算法 (60)10.2 车体控制算法 (62)10.2.1 PID算法 (62)10.2.2 预判算法 (63)基础部分本部分主要介绍制作智能小车所需要最基本的软硬件相关知识，本部分在讲解基础知识以及设计原理的同时也提供了典型的应用电路，方便初学者进行制作。
希望读者能够认真阅读，广泛查阅资料，弄清楚各模块的原理之后再动手制作，切忌照搬电路图，硬套程序。
智能小车设计指导第二版第一章初识智能小车1.1常见的两种类型首先既然是小车就要有一个车最基本的转向和驱动功能，对于一般电子设计常用的小车如下图所示，图1.1为常见的两种小车，首先是第一种，这种小车的优点在于可以获得很大的速度，由于转向采用的是舵机所以缺点就在于要想转弯一定要有一定的转角。
这类小车就是校内智能小车比赛和飞思卡尔采用的类型，通常为后轮直流电机驱动+前轮舵机转向的方式，但是也有例外，像2007年的全国大学生电子设计竞赛中的电动车跷跷板一题，为了达到精确的控制效果，很多人将后轮改为步进电机驱动。
后一种是在本届全国电设中设计的小车，小车采用的是双步进电机+双万向轮的方式，当然也有采用直流电机+万向轮的方式，这类的小车的优点在于转弯不需要转角，可以原地转弯，其次是可以精确控制小车行进路线，缺点是无法获得很大是速度，这种小车在本文中将不再叙述。
这两种小车都有各自的优点，使用步进电机还是用直流电机驱动也要根据具体的竞赛题来选择，直流电机的优点在于控制简单，转速快，缺点在于无法控制转过角度，可能要和很多外部传感器配合使用，增加了硬件的设计难度。
步进电机的优点在于角度、转速可控，可以开环控制，缺点在于控制较为麻烦，无法实现较高的速度。
本书将以飞思卡尔智能汽车为参考，介绍智能车的相关基础知识。
图1.1 智能车常见的两种类型1.2智能小车的基本结构在下面的文章中我将以上图的第一种小车为例介绍一下智能小车的结构。
如图1.2所示，小车的结构主要分为以下几个部分：1.循迹模块：用于探测黑线的位置，基础由若干个光电管组成，通过反射红外线的变化判断黑线的有无。
高年级的同学建议尝试使用摄像头等作为传感器。
2.舵机转向模块，通过一定占空比的方波控制舵机转过的角度，舵机具有力矩大，响应速度快等特点，在航模，机器人等设计中应用非常广泛，舵机的控制也是只能小车程序设计的重要部分。
3.电机驱动模块，由于单片机输出的电流有限，无法直接驱动电机进行工作，因此需要通过专用的电路进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制电机工作，本文以较为常用的H 桥驱动芯片L298N为例，鼓励大家自行选择更合适的驱动方案。
4.单片机模块，根据使用的传感器和控制策略的不同，单片机的选择也不同，对于低年级刚入门的同学可以使用51单片机，有一定基础的同学可以使用性能稍强的AVR系列，高年级同学推荐使用MSP430或者S12等其他性能更强的单片机。
第一章初识智能小车5.电源模块，由于小车采用电池供电，因此合理的设计一个电源模块是小车稳定运行的前提。
循迹模块单片机最电机驱动图1.2 智能小车的基本结构以上只是针对小车结构的一个简单介绍，要完成整体的设计每一部分都很重要，在后面文章中我会依次详细叙述。
智能小车设计指导第二版第二章车体设计2.1小车的拆卸这一点不用多说，一般选用的是带有无线遥控功能的可转向的玩具车，所以第一步就是拆掉除了后轮驱动电机之外的所有多余部分，其次就是在拆卸的时候要充分的考虑到自己的安装要求，切不可盲目，也没必要留着多余的部件。
2.2舵机的安装完成了玩具车的拆卸之后要做的第二步就是安装舵机，现在市场上卖的玩具车虽然也具有转向功能，但是前轮的转向多是依靠直流电机来驱动，无论向哪个方向转都是一下打到底，无法控制转过固定的角度，因此根据我们的设计需求，需要将原有的转向部分替换成现有的舵机，以实现固定转角的转向。
舵机的实物图如图2.1所示。
需要说明的是由于小车系玩具车改装，在安装舵机是需要合理的利用小车的结构，将舵机安装牢固，同时还需注意合理利用购买舵机是附赠的齿轮，从而将舵机固定在合适的位置。
舵机的安装方式有俯式、卧式多种，不同的安装方法力臂长短、响应速度都有所不同，这一点请自己根据实际情况合理选择，图2.2为舵机的安装图。
图 2.1 舵机实物图图2.2 舵机安装图舵机安装过程中有一点需要尤其注意，由于舵机不是360°可转的，因此必须保证车轮左右转的极限在舵机的转角范围之内。
舵机安装完毕之后就可以对小车的转角进行控制了，但是由于玩具车的车体设计往往限制了小车的转角，因此可以对小车进行局部的“破坏”来增大前轮的转角，要知道在比赛中追求速度的同时一个大的转角对小车的可控性会有一个很大的提升，如图2.3所示，就是对增加小车转角的一个改造，这是我在去年小车比赛中的用法。