智能小车红外循迹实验
智能循迹小车实验报告
摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。
本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用7.2V的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。
关键词智能小车STC89C52单片机L298N 红外光对管1绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。
在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。
2设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm 左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。
3方案设计与方案选择3.1硬件部分可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。
3.1.1单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。
由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。
STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
其程序和数据存储是分开的。
3.1.2传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。
阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。
方案二：使用光电传感器来采集路面信息。
使用红外光电对管，其结构简明，实现方便，成本低廉，没有复杂的图像处理工作，因此反应灵敏，响应时间少。
寻迹小车实验报告
自动寻迹小车设计报告一、系统设计1、设计要求（1）自动寻迹小车从安全区域启动。
（2）小车按检测路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯、等功能2.小车寻迹的原理这里的寻迹是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。
红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。
单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
红外探测器探测距离有限，一般最大不应超15cm。
对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。
3、模块方案根据设计要求，本系统主要由控制器模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块等构成。
控制器模块：控制器模块由AT89C51单片机控制小车的行走。
寻迹传感器模块：寻迹传感器用光电传感器ST188检测线路并反馈给单片机执行。
ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。
检测距离:4--13mm直流电机及其驱动模块：直流电机用L298来驱动。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。
用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。
4.系统结构框图：二、硬件实现及单元电路设计1、微控制器模块的设计在本次设计中我们采用了AT89C51位主控制器。
它具有智能化，可编程，小型便携等优点。
2.光电传感器：本次试验我们采用了ST188光电传感器，ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。
检测距离:4--13mm。
其连接电路图如下：3.直流电机及其驱动模块在直流电机驱动问题上，我们采用一片L298来驱动直流电机。
循迹小车实习报告
一、实习背景随着科技的发展，自动化技术在各个领域得到了广泛应用。
智能循迹小车作为自动化技术的一个重要应用，具有广泛的前景。
为了提高我们的实践能力，培养我们的创新精神，我们参加了智能循迹小车实习课程。
通过本次实习，我们学习了智能循迹小车的设计、制作和调试方法，了解了其工作原理，提高了我们的动手能力和团队协作能力。
二、实习目的1. 熟悉智能循迹小车的结构、原理和功能。
2. 掌握智能循迹小车的制作方法，提高动手能力。
3. 学习电路设计、传感器应用、单片机编程等知识。
4. 培养团队协作精神，提高沟通能力。
三、实习内容1. 智能循迹小车原理及结构智能循迹小车主要由以下几部分组成：车体、驱动电机、传感器、单片机、控制电路等。
车体是智能循迹小车的承载部分，驱动电机负责提供动力，传感器用于检测路面信息，单片机负责处理传感器信息，控制电路负责将单片机的指令转换为电机驱动信号。
2. 电路设计电路设计主要包括以下几个方面：（1）电源电路：为智能循迹小车提供稳定的电源。
（2）驱动电路：将单片机的控制信号转换为电机驱动信号。
（3）传感器电路：将传感器信号转换为单片机可识别的信号。
（4）控制电路：对单片机输出的控制信号进行放大、滤波等处理。
3. 传感器应用智能循迹小车主要采用红外传感器进行路面检测。
红外传感器具有体积小、成本低、安装方便等优点。
在制作过程中，我们需要对红外传感器进行调试，使其能够准确检测路面信息。
4. 单片机编程单片机编程是智能循迹小车实现智能控制的关键。
我们主要学习了C语言编程，掌握了单片机的基本指令、函数、中断等知识。
在编程过程中，我们需要编写程序，使单片机能够根据传感器信息控制小车行驶。
5. 调试与优化在制作过程中，我们需要对智能循迹小车进行调试，使其能够稳定、准确地行驶。
调试过程中，我们需要对电路、传感器、单片机等部分进行调整，以达到最佳效果。
四、实习成果通过本次实习，我们成功制作了一台智能循迹小车，并使其能够稳定、准确地行驶。
循迹小车的实验报告
循迹小车的实验报告循迹小车的实验报告引言：循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人，能够通过感知地面上的黑线，实现自主导航。
本次实验旨在探索循迹小车的工作原理及其应用，并对其性能进行评估。
一、实验背景循迹小车作为一种智能机器人，广泛应用于工业自动化、仓储物流、智能家居等领域。
其基本原理是通过光电传感器感知地面上的黑线，根据传感器信号控制电机的转动，从而实现沿着黑线行进。
二、实验过程1. 实验器材准备本次实验所需器材有循迹小车、黑线地毯、计算机等。
通过连接计算机和循迹小车，可以实现对小车的控制和数据传输。
2. 实验步骤（1）将黑线地毯铺设在实验场地上，并保证地毯表面光滑清洁。
（2）将循迹小车放置在地毯上，确保其底部的光电传感器与黑线接触。
（3）通过计算机控制循迹小车的启动，观察小车是否能够准确跟踪黑线行进。
（4）记录小车在不同条件下的行进速度、转弯半径等数据，并进行分析。
三、实验结果1. 循迹性能评估通过实验观察和数据记录，我们发现循迹小车在较为平整、光线充足的黑线地毯上表现较好，能够准确跟踪黑线行进。
然而，在黑线不明显、光线较暗的情况下，小车的循迹性能会有所下降。
2. 行进速度与转弯半径根据实验数据分析，循迹小车的行进速度受到多种因素的影响，包括地面摩擦力、电机功率等。
在实验中，我们发现增加电机功率可以提高小车的行进速度，但同时也会增大转弯半径。
3. 应用前景循迹小车作为一种智能机器人，具有广泛的应用前景。
在工业自动化领域，循迹小车可以用于物料搬运、装配线操作等任务；在仓储物流领域，循迹小车可以实现货物的自动分拣、运输等功能；在智能家居领域，循迹小车可以作为家庭服务机器人，提供家居清洁、送餐等服务。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了循迹小车的工作原理和应用前景。
循迹小车的循迹性能受到地面条件和光线影响，需要进一步优化。
在实际应用中，循迹小车可以广泛应用于工业自动化、仓储物流和智能家居等领域，为人们的生活和工作带来便利。
智能循迹避障小车实习报告
智能循迹避障小车实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
智能小车作为一种典型的嵌入式系统应用产品，不仅可以锻炼学生的动手能力，还能深入理解嵌入式系统的原理和应用。
本次实习旨在让学生通过设计制作智能循迹避障小车，掌握嵌入式系统的基本原理，提高动手实践能力，培养创新意识和团队协作精神。
二、实习内容与过程1. 实习准备在实习开始前，我们先学习了嵌入式系统的基本原理，了解了微控制器（如STM32）的工作原理和编程方法。
同时，我们还学习了如何使用相关开发工具（如Keil、CubeMX）进行程序开发和仿真。
2. 设计思路根据实习要求，我们确定了智能循迹避障小车的主要功能：远程控制、循迹、避障。
为了实现这些功能，我们需要选用合适的微控制器、传感器、电机驱动模块等硬件，并编写相应的软件程序。
3. 硬件设计我们选用了STM32F103C8T6作为主控制器，它具有高性能、低功耗的特点。
为了实现循迹功能，我们采用了红外传感器来检测地面上的黑线。
为了实现避障功能，我们采用了超声波传感器来检测前方的障碍物。
此外，我们还选用了两个直流电机来驱动小车行驶，并通过L298N驱动模块来控制电机转动。
4. 软件设计软件设计主要包括初始化配置、循迹算法实现、避障算法实现和远程控制实现。
我们使用了CubeMX工具对STM32的硬件资源进行配置，包括时钟、GPIO、ADC、PWM 等。
然后，我们编写了循迹算法和避障算法，通过不断地读取红外传感器和超声波传感器的数据，调整小车的行驶方向和速度，实现循迹和避障功能。
最后，我们通过蓝牙模块实现了手机APP对小车的远程控制。
5. 实习成果经过一段时间的紧张设计与制作，我们的智能循迹避障小车终于完成了。
在实习总结会议上，我们进行了演示，展示了小车的循迹、避障和远程控制功能。
通过实习，我们不仅掌握了嵌入式系统的设计方法，还提高了团队协作能力。
三、实习收获与反思通过本次实习，我们深入了解了嵌入式系统的设计原理，学会了使用相关开发工具和硬件设备，提高了动手实践能力。
智能小车实验报告心得(3篇)
第1篇一、引言随着科技的不断发展，人工智能技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。
作为人工智能的一个典型应用，智能小车实验为我们提供了一个将理论知识与实践操作相结合的平台。
在本次智能小车实验中，我深刻体会到了理论知识的重要性，同时也感受到了动手实践带来的乐趣和成就感。
以下是我对本次实验的心得体会。
二、实验目的本次实验旨在通过设计、搭建和调试智能小车，让学生掌握以下知识：1. 传感器原理及在智能小车中的应用；2. 单片机编程及接口技术；3. 电机驱动及控制；4. PID控制算法在智能小车中的应用。
三、实验过程1. 设计阶段在设计阶段，我们首先对智能小车的功能进行了详细规划，包括自动避障、巡线、遥控等功能。
然后，根据功能需求，选择了合适的传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备。
2. 搭建阶段在搭建阶段，我们按照设计图纸，将各个模块连接起来。
在连接过程中，我们遇到了一些问题，如电路板布局不合理、连接线过多等。
通过查阅资料、请教老师，我们逐步解决了这些问题。
3. 编程阶段编程阶段是本次实验的核心环节。
我们采用C语言对单片机进行编程，实现了小车的基本功能。
在编程过程中，我们遇到了许多挑战，如传感器数据处理、电机控制算法等。
通过查阅资料、反复调试，我们最终完成了编程任务。
4. 调试阶段调试阶段是检验实验成果的关键环节。
在调试过程中，我们对小车的各项功能进行了测试，包括避障、巡线、遥控等。
在测试过程中，我们发现了一些问题，如避障效果不稳定、巡线精度不高、遥控距离有限等。
针对这些问题，我们再次查阅资料、调整程序，逐步优化了小车的性能。
四、心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中，我们不仅学习了理论知识，还通过实际操作，将所学知识应用于实践，提高了自己的动手能力。
2. 团队合作在实验过程中，我们充分发挥了团队合作精神。
在遇到问题时，我们互相帮助、共同探讨解决方案，最终完成了实验任务。
红外寻迹小车实验报告
重庆交通大学计算机与信息学院综合性设计性实验报告班级：电子信息工程专业2013 级01 班姓名（学号）：杨云森（631306020101）实验项目名称：红外循迹智能小车实验项目性质：设计性实验所属课程：电子设计实践实验室(中心)：现代电子实验中心指导教师：李星星实验完成时间： 2016 年 6 月 17日一、实验目的学习智能小车的制作流程，加深对单片机开发的理解和应用二、实验内容及要求做好单片机外扩，电源模块，寻迹模块，驱动模块四块板子，使小车能够正常的循迹。
三、实验原理这里的循迹是指小车在地板白纸上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。
激光探测法，即利用激光激光在黑白颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射激光，当激光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则激光被吸收，小车上的接收管接收不到激光。
单片机就是否收到反射回来的激光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
激光探测器探测距离可以比较远，一般有60cm 左右。
1. 单片机最小系统单片机最小系统采用5V供电，并接有指示灯， 5mA左右电流足以驱动LED，LED 导通电压1.7V左右，因此配上1K电阻；蜂鸣器由8550驱动，1N4007二极管起到保护左右。
单片机根据接收的按键输入数据和传感器输出电平信号，输出一定脉冲数控制电机A和电机B的转动，从而控制小车的运动。
2. 电源电路设计智能车控制系统中，不同电路模块需要的工作电压和电流容量各不相同。
芯片需要提供5V的工作电压，而电机所需的电压为9V，本设计中用到的是9V的电源供电，然后通过三端稳压器LM7805将电压变换为5V电压供给电路系统。
电源系统的电路图如图所示。
3.电机驱动电路设计电路采用PWM（脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
智能循迹小车实验报告
智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。
通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。
红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。
通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。
2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。
PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。
3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。
根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。
三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。
将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。
将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。
2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。
通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。
3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。
根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。
不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。
电动循迹小车实验报告
一、实验目的本次实验旨在设计和实现一款基于电动驱动的循迹小车，通过红外传感器检测地面上的黑线，实现对小车行进路径的自动控制。
通过本次实验，掌握以下技能：1. 红外传感器的原理和应用；2. 单片机的编程和驱动控制；3. 电动小车的组装与调试；4. 掌握电路设计和调试方法。
二、实验原理1. 红外传感器原理：红外传感器通过发射红外线并接收反射回来的红外线来检测物体的存在。
当红外线照射到黑色路线上时，反射回来的红外线强度减弱，传感器检测到变化后，将信号传输给单片机。
2. 单片机控制原理：单片机接收到红外传感器的信号后，根据预设的程序控制小车的前进、后退、转弯等动作。
3. 电机驱动原理：电机驱动电路将单片机的控制信号转换为电机所需的电流，驱动电机旋转，从而实现小车的运动。
三、实验器材1. 电动小车底盘；2. 红外传感器模块；3. 单片机（如Arduino）；4. 电机驱动模块（如L298N）；5. 电池；6. 连接线；7. 电阻、电容等电子元件；8. 黑色纸带。
四、实验步骤1. 组装电路：将红外传感器模块、单片机、电机驱动模块、电池等元件按照电路图连接起来。
2. 编写程序：根据实验要求，编写单片机的控制程序。
程序主要包括以下功能：- 红外传感器数据采集；- 小车运动控制（前进、后退、转弯）；- 电机驱动控制。
3. 调试程序：将编写好的程序烧录到单片机中，连接电池，观察小车是否能够按照预期路径行进。
4. 调整传感器位置：根据红外传感器的实际工作情况，调整传感器位置，确保传感器能够准确检测到地面上的黑线。
5. 调整电机速度：通过调整电机驱动模块的PWM信号，调整电机的转速，使小车运动平稳。
6. 优化程序：根据实验结果，对程序进行优化，提高小车的循迹精度和稳定性。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车能够按照地面上的黑线行进，实现自动循迹。
2. 分析：- 红外传感器对光线敏感，容易受到环境光线干扰。
在光线较强或较弱的环境中，需要对传感器进行调整，以确保其正常工作。
红外循迹小车实验报告
一、实验目的1. 熟悉红外循迹传感器的工作原理和特点；2. 掌握红外循迹小车的搭建方法；3. 理解红外循迹小车的工作原理；4. 通过实验验证红外循迹小车的性能。
二、实验原理红外循迹小车是一种利用红外传感器检测地面颜色变化来实现循迹的小车。
红外循迹传感器主要由红外发射管和红外接收管组成。
当红外发射管发射的红外线照射到地面时，如果地面是黑色，红外线会被吸收，传感器接收到的光强会减弱；如果地面是白色，红外线会被反射，传感器接收到的光强会增强。
通过检测红外接收管接收到的光强变化，可以判断地面颜色，从而实现循迹功能。
三、实验器材1. 红外循迹传感器模块；2. 51单片机；3. 步进电机驱动模块；4. 电池；5. 电机；6. 连接线；7. 平面黑线；8. 平面白线；9. 实验平台。
四、实验步骤1. 搭建红外循迹小车电路：将红外循迹传感器模块、51单片机、步进电机驱动模块、电池、电机等连接起来，确保电路连接正确。
2. 编写程序：编写51单片机程序，实现对红外循迹传感器数据的读取、处理和电机驱动的控制。
3. 调试程序：将编写好的程序烧录到51单片机中，调试程序，确保小车能够按照预期循迹。
4. 实验验证：将小车放置在实验平台上，将地面铺设成黑线和白线交替的模式，观察小车是否能够按照黑线行驶。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车能够按照地面上的黑线行驶，实现循迹功能。
2. 实验分析：（1）红外循迹传感器模块在接收到的光强变化时，会产生高低电平信号，通过读取这些信号，可以判断地面颜色；（2）51单片机根据红外循迹传感器模块的信号，计算出小车与黑线的距离，从而控制步进电机驱动模块，使小车按照黑线行驶；（3）在实验过程中，发现红外循迹小车的循迹性能与地面材质、光线等因素有关，需要根据实际情况调整红外循迹传感器模块的安装角度和距离。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了红外循迹传感器的工作原理和特点，掌握了红外循迹小车的搭建方法，并验证了红外循迹小车的性能。
智能循迹小车实验报告
摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。
本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。
关键词智能小车 STC89C52单片机 L298N 红外光对管1绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。
在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。
2设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。
3方案设计与方案选择3.1硬件部分可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。
3.1.1单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。
由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。
STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
其程序和数据存储是分开的。
3.1.2传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。
阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。
方案二：使用光电传感器来采集路面信息。
使用红外光电对管，其结构简明，实现方便，成本低廉，没有复杂的图像处理工作，因此反应灵敏，响应时间少。
基于STC89C52单片机 红外智能循迹小车
1 绪 论 ......................................................................................................................................4
1.1 智能循迹小车概述 ..............................................................................................4 1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 ......................................................................4 1.1.2 智能循迹分类 ......................................................................................4 1.1.3 智能循迹小车的应用 ..............................................................................5
智能小车红外避障实验
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避障模块调试
由W1（W2）电位器，L4(L5)信号指示灯左(右)光电传感器组成。 当L4信号灯没有接收到红外信号时不亮（输出高电平1），当接到红外反馈 信号后，指示灯亮起（输出低电平0）。 W1左光电信号强度调节----顺时针调节电位器是增加检测距离，反时针调节 电位器时减少检测距离。 W2右光电信号强度调节----顺时针调节电位器是增加检测距离，反时针调节 电位器时减少检测距离（同W1一样）。
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PWM调速在红外避障中的使用
电机不能时刻保持在全速运转的过程当中，必需要可控 制速度才能完成一些特定功能。比如本实验“智能小车避 障实验”，若小车速度过快，传感器来不及反应做出方向 的调整，小车会很容易由于避障时转弯半径过大而碰撞到 障碍物。 所以我们需要调节合适的小车运行速度，以及合适的小 车红外感应距离，来完成避障实验。
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智能小车避障 原理图
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循迹和避障的比较
相同点：
1：原理图相同，均采用红外发送接收对管来完成。
2：硬件调节方式相同，都通过滑动电阻调节灵敏度。 3：均为有信号时输出低，指示灯亮起。
不同点：
1：探测方向不同，前者对地面探测，后者对行进方向正前方探测。 2：循迹需要靠没有信号（灯灭）时来判断黑线位置，避障需要靠有信 号（灯亮）时来判断障碍物位置。
调试注意事项
调试时不要对着强光，建议在室内调试，环境光线对检测距离有比较大的影 响，这是红外线本身原因，同板子功能无关
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提示说明
有可能会出现传感器感应不到障碍物的情况 是因为传感 器的灵敏度调得太高了。应该调低灵敏度，这样才能检测到 障碍物。因为灵敏度太高，微弱反射的红外光都能被传感器 识别，导致检测失败，应该把传感器上的可调电阻参考上面 调节说明调试。
红外循迹避障小车实习报告
实习报告：基于STM32单片机的红外循迹避障小车一、实习背景随着科技的不断发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。
为了提高机器人的智能化水平，各种传感器被集成到机器人系统中，以实现其自动行走和驾驶功能。
本次实习，我们选择了基于STM32单片机的红外循迹避障小车作为实践项目，以锻炼我们的动手能力和理论知识。
二、实习目标1. 学习STM32单片机的硬件结构和编程方法。
2. 了解红外传感器在机器人中的应用，掌握其工作原理。
3. 实现小车的红外循迹和避障功能，提高小车的智能化水平。
4. 培养动手实践能力和团队协作精神。
三、实习内容1. 硬件设计本次实习的小车采用STM32F103单片机作为控制核心，搭配红外传感器、电机驱动模块、电源电路等组成。
红外传感器用于检测地面上的黑线，实现循迹功能；电机驱动模块用于控制小车的运动；电源电路为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件编程在Keil uVision环境下，使用C语言编写程序，实现以下功能：（1）初始化配置：配置GPIO引脚为输入模式，并启用外部中断。
（2）红外循迹功能实现：通过读取GPIO引脚的状态来判断当前的线路颜色，并控制电机使小车沿着黑线行驶。
（3）红外避障功能实现：当检测到前方有障碍物时，小车需要停下来或者改变方向。
（4）主循环：在主循环中不断调用循迹和避障功能，并控制电机。
四、实习过程1. 硬件连接首先，将红外传感器固定在小车的左右两侧，用于检测地面上的黑线。
然后，将红外传感器与STM32单片机相连，实现信号的传输。
最后，连接电机驱动模块，控制小车的运动。
2. 程序编写根据红外传感器的工作原理，编写程序实现红外循迹和避障功能。
在程序中，设置一个定时器，用于周期性地读取红外传感器的状态。
当红外传感器检测到黑线时，发送信号给STM32单片机，由单片机控制电机使小车沿着黑线行驶。
当检测到障碍物时，单片机控制电机使小车停止或者改变方向。
3. 调试与优化在实际运行过程中，发现小车在遇到障碍物时，避障效果不佳。
红外小车实验报告
一、实验目的1. 理解红外传感器的工作原理和特性；2. 掌握红外传感器的应用方法；3. 设计并实现一个基于红外传感器的自动循迹小车；4. 通过实验，提高动手实践能力和创新思维能力。
二、实验原理红外传感器是一种通过检测红外线来实现检测和测量的传感器。
它具有响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强等特点。
红外传感器分为红外发射器和红外接收器两部分，通过红外发射器发射红外线，红外接收器接收反射回来的红外线，从而实现检测和测量的目的。
三、实验器材1. 红外发射器；2. 红外接收器；3. 单片机；4. 电机驱动模块；5. 舵机；6. 小车底盘；7. 连接线；8. 电源；9. 黑色纸带；10. 纸板。
四、实验步骤1. 红外传感器安装：将红外发射器和红外接收器安装在纸板上，使其与纸板平行，距离适当。
2. 单片机编程：编写单片机程序，实现红外传感器的信号处理、小车控制等功能。
3. 电机驱动模块连接：将电机驱动模块与单片机连接，实现电机的控制。
4. 舵机连接：将舵机与单片机连接，实现舵机的控制。
5. 小车底盘安装：将纸板固定在小车底盘上，确保红外传感器和小车底盘固定牢固。
6. 路线设计：在实验平台上铺设黑色纸带，作为小车的循迹路线。
7. 红外传感器调试：调整红外传感器与纸带之间的距离，使红外接收器能够接收到反射回来的红外线。
8. 小车调试：调整电机驱动模块和舵机的控制参数，使小车能够按照既定路线前进。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过调试，小车能够按照既定路线前进，实现了红外循迹功能。
2. 结果分析：（1）红外传感器性能：红外传感器具有响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强等特点，为小车的循迹提供了可靠保证。
（2）单片机程序：单片机程序实现了红外传感器的信号处理、小车控制等功能，为小车的循迹提供了核心控制。
（3）电机驱动模块：电机驱动模块实现了电机的控制，为小车的运动提供了动力。
（4）舵机：舵机控制小车转向，使小车能够按照既定路线前进。
智能循迹小车实验报告
简单电子系统设计报告---------智能循迹小车学号************年级10学院理学院专业电子信息科学与技术姓名马洪岳指导教师刘怀强摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。
采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位。
本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。
自动寻迹的功能采用红外传感器，通过检测高低电平将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。
关键词：STC89C51单片机；L298N；红外传感器；寻迹一、设计目的通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在控制系统中的应用。
进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。
二、设计要求该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制，绕跑到行驶一周。
三、软硬件设计硬件电路的设计1、最小系统：小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片，图1是其最小系统电路。
主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。
其中各个部分的功能如下：（1）、电源电路：给单片机提供5V电源。
（2）、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1 单片机最小系统原理图2、电源电路设计：模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。
在本设计中，51单片机使用5V电源，电机及舵机使用5V电源。
考虑到电源为电池组，额定电压为4.5V，实际充满电后电压则为4-4.5V，所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电，舵机及电机直接由电池供电。
智能小车红外循迹原理
智能小车红外循迹原理循迹电路循迹电路由收发一体的红外收发管P1，P2；电位器R18，R29；发光二极管D6，D7和芯片LM324等组成。
一共有两路，对应的红外电位器用于调节灵敏度。
LM234用于信号的比较，并产生比较结果输出给单片机进行处理。
智能小车循迹运动的原理如下。
红外光线具有反射特性，但对不同颜色的物体反射量是不一样的。
对白色物体，红外光线的放射量就会多一点，红外收发管的电压输出就会高一点；而对黑色物体，红外反射量大量减少，红外收发管的电压输出也低。
红外收发管的输出电压信号输入到LM324与电位器的电压输出进行比较（这个电压的大小可以通过调节电位器来调整）。
这样，我们只要将电位器调节到合适的范围，就可以使红外收发管对着白色物体时LM324输出低电平，对应发光二极管亮；红外收发管对着黑色物体时LM324输出高电平，对应发光二极管灭。
单片机根据LM324输出的电平状态，就能实时判断智能小车是否沿着黑色轨迹运动，如果智能小车是沿着黑色轨迹运动，红外收发管接收的是白色（地板）反光，LM324输出的是低电平；如果智能小车是跑偏了，红外收发管接收的是黑色（轨迹线）反光，LM324输出的是高电平。
单片机根据这一信号判断智能小车的运动状态，及时对智能小车的前进方向作出调整。
循迹电路调节电位器R18左红外信号强度调节---顺时钟调节电位器是增加灵敏度，反时钟调节电位器是减少灵敏度。
没有接收到红外反射信号时，发光二极管D6不亮；接收到红外反射信号时，发光二极管D6亮。
电位器R29右红外信号强度调节---顺时钟调节电位器是增加灵敏度，反时钟调节电位器是减少灵敏度。
没有接收到红外反射信号时，发光二极管D7不亮，接收到红外反射信号时，发光二极管D7亮。
调试注意事项：调试时不要对着强光，建议在室内调试（最好和实验环境一致）。
环境光线对红外线反射的检测有较大的影响，这是由红外线本身的特性决定的。
调节电位器时，要缓慢，细致。
红外自动循迹小车实验报告
摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。
采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位，并能显示小车停止的时间。
本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。
自动寻迹的功能采用红外对管LTH1550实现，信号经三极管9012放大，经LM339电压比较器比较之后将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。
同时还可以将小车的停留时间通过四位数码管显示。
关键词：STC89C51单片机；红外对管LTH1550；红外传感器；寻迹一、系统设计任务与要求小车从上坡处开始行驶，到达坡顶停留5秒，由数码管显示停留时间，然后继续行驶，到达坡底开始沿黑线行驶，直到终点宽黑线停止。
二、方案分析与论证总体方案设计：根据题目，我们设计了以下方案并进行了综合的比较论证，自动寻迹电动小车系统由小车主体部分、微控制器模块、寻迹传感器模块、电机驱动模块、显示模块、电源模块构成。
2.1 总体方案论证与比较方案一：采用数字电路来组成小车的各部分系统，实现各部分功能。
本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，设计困难。
方案二：采用单片机来作为整机的控制单元。
黑线检测采用红外对管对光源信号进行采集，再经过三极管放大，电压比较使输出转化为数字信号送到单片机系统处理。
此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。
方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方案二来实现。
方案二的基本结构图如下：图１总体系统结构框图２.2 寻迹检测方案的选择方案一：采用CCD传感器。
利用CCD传感器进行自动导航的机器人已得到初步应用。
但CCD传感器价格较高，体积较大，数据处理复杂，不适合本次实验使用。
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（注意事项，调试时不要对着强光，建议在室内调试，环境光线对检测距离有比 较大的影响，这是红外线本身原因，同板子功能无关）。
黑白线合理参数调试---调节电位器W3，在反馈距离与小车车轮底部一个平面上， 操作员注意要认真，细致调动W3电位器，切忌着急。 提示说明：有可能会出现黑线传感器感应不到黑线的情况是因为黑线传感器的灵 敏度调得太高了应该调低灵敏度这样才能检测到黑线因为灵敏度太高黑色反射的 红外光都能被传感器识别，导致检测失败应该把黑线传感器上的可调电阻参考上 面调节说明调试。
1. 利用黑色对光线的反射率小这个特点，当平面的颜色不是黑色时，传 感器发射出去的红外光被大部分反射回来。于是传感器输出低电平0。 2. 当平面中有一黑线，传感器在黑线上方时，因黑色的反射能力很弱， 反射回来的红外光很少，达不到传感器动作的水平，所以传感器输出1。 3. 我们只要用单片机判断传感器的输出端是0或者是1，就能检测到黑 线。
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智能小车循迹实验
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智能小车配于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制（PWM）办法，控制电机 的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方 波脉冲的形式提供电能。 不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上 是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入 信号被平均分配到作用时间上，这样，改变在始能端EN1 和EN2 上输 入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。 电路中用微处理机来实现脉宽调制，通常的方法有两种： （1）用软件方式来实现，即通过执行软件延时循环程序交替改变端 口某个二进制位输出逻辑状态来产生脉宽调制信号，设置不同的延时 时间得到不同的占空比。 （2）硬件实验自动产生PWM 信号，不占用CPU 处理的时间。这就。 要用到具有硬件PWM功能的芯片、
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占空比
在一串理想的脉冲周期序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周 期的比值。
51单片机PWM波形的产生
本实验采用STC89C52RC芯片，不具备硬件PWM波形，需要采用软件方式 产生PWM波形。利用定时器中断来计时产生不同占空比的PWM波形从而实 现电机调速。
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为什么要采用PWM调速
电机不能时刻保持在全速运转的过程当中，必需要可控制速度才能完成一些特 定功能。比如本实验“智能小车循迹”，若小车速度过快，传感器来不及反应 做出方向的调整，小车会很容易的跑离轨迹。PWM调速也是目前电机的主流 调速方式。
51单片机定时器中断
本实验中，我们采用定时器中断来产生固定占空比的脉冲信号，定时器的作用 是准确的计算脉冲时间。这才采用定时器中断来产生PWM波形，可以有效的 提升CPU的工作效率。
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电机调速后的能效
电机调速后的能量， 很大一部分会损耗在 三极管上发热。占空 比和电机转速并不是 简单的线性关系。
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智能小车循迹实现原理
红外光线有一个反射特性。但对于不同的物体反射特性是不一样的，特别是对 白色反光的物体，红外光线的反射量将会多一点。而对黑色不反光的物体，红 外反射量将会大量的减少。那么我们就可利用这个特性来完成黑与白的判断。
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智能小车循迹 原理图
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智能小车循迹硬件调试
W3左光电信号强度调节----顺时针调节电位器是增加检测距离，反时针调节电位 器时减少检测距离。 W4右光电信号强度调节----顺时针调节电位器是增加检测距离，反时针调节电位 器时减少检测距离（同W3 一样）。