自平衡循迹小车设计报告
智能循迹小车___设计报告
智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
自平衡循迹小车设计报告
题图：自平衡小车系统摘要：本自平衡小车由单片机芯片STC80C52为主控制器。
通过电机驱动和寻迹电路完成三轮（两轮为驱动，一轮为万向轮）寻迹来按照竞赛要求来完成基本部分；在运用MMA7455数字加速度传感器和角速度传感器（ENC03陀螺仪）以及运用电磁线性偏差来完成两驱动轮的直立寻迹。
关键词 STC80C52、小车寻迹、自平衡小车。
Abstract:The self balancing car by single-chip microcomputer chip STC80C52 primarily controller. Through the motor drive and tracing circuit complete three (two wheel for drive, round for universal wheel) tracing to according to the competition requirements to complete basic parts; Using MMA7455 digital acceleration sensor and angular velocity sensor (ENC03 gyroscope) and the use of electromagnetic linear deviation to complete two driving wheel of upright tracing.Keywords STC80C52, car tracing, self balancing car1系统方案 (3)1.1模块方案比较与论证 (3)1.2车体设计 (3)1.3控制器模块 (3)1.4寻迹模块 (4)1.5直流电机驱动模块 (4)1.6小车直立 (5)1.7小车速度控制 (5)1.8小车方向控制 (6)1.9最终方案 (6)2 理论分析和计算 (6)2.1直流电机的转速如何控制？(建立数学模型) (6)2.2电磁线性偏差检测数学模型建立 (8)3电路设计1（两轮为驱动轮，一轮为万向轮） (9)3.1电路总设计框图 (9)3.2介绍单片机最小系统原理图及其功能 (9)3.3介绍驱动模块原理图及其功能 (10)3.4介绍寻迹模块原理图及其功能 (11)3.5怎样来控制车模直立？（建立数学模型） (12)3.6车模的方向控制 (14)3.7车模倾角测量 (14)4 电路设计2（两驱动轮直立行走） (17)4.1整个电路的框架接结构 (17)4.2介绍数字三轴加速度传感器模块与陀螺仪原理图及其功能 (18)4.3介绍电磁线偏差检测系统电路及其原理 (20)4.4 整个过程的注意事项 (21)5 测试方案与结果分析 (22)5.1寻迹测试方案（7个红外对管用TCR5000） (22)5.2电机驱动测试方案（主芯片L298N） (22)6.结论 (23)*参考文献 (23)*附录 (24)附录1主要元器件芯片 (24)附录2仪器设备清单 (24)附录3主要程序清单 (24)1系统方案1.1模块方案比较与论证根据设计要求，本系统主要有控制器模块、寻迹模块，直流电机模块、电压比较器模块等构成。
《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文
《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着人工智能与自动控制技术的快速发展，智能小车已经广泛应用于各种领域，如物流配送、环境监测、智能家居等。
本文将详细介绍一种自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程，该系统能够根据预设路径实现自主循迹、避障及精确控制。
二、系统设计（一）系统概述自循迹智能小车控制系统主要由控制系统硬件、传感器模块、电机驱动模块等组成。
其中，控制系统硬件采用高性能单片机或微处理器作为主控芯片，实现对小车的控制。
传感器模块包括超声波测距传感器、红外线测距传感器等，用于感知周围环境并实时传输数据给主控芯片。
电机驱动模块负责驱动小车行驶。
（二）硬件设计1. 主控芯片：采用高性能单片机或微处理器，具备高精度计算能力、实时响应和良好的可扩展性。
2. 传感器模块：包括超声波测距传感器和红外线测距传感器。
超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离，红外线测距传感器用于检测小车行驶路径上的标志线。
3. 电机驱动模块：采用直流电机和电机驱动器，实现对小车的精确控制。
4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
（三）软件设计1. 控制系统软件采用模块化设计，包括主控程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。
2. 主控程序负责整个系统的协调与控制，根据传感器数据实时调整小车的行驶状态。
3. 传感器数据处理程序负责对传感器数据进行处理和分析，包括距离测量、方向判断等。
4. 电机控制程序根据主控程序的指令，控制电机的运转，实现小车的精确控制。
（四）系统实现根据设计需求，通过电路设计与焊接、传感器模块的安装与调试、电机驱动模块的安装与调试等步骤，完成自循迹智能小车控制系统的硬件实现。
在软件方面，编写各模块的程序代码，并进行调试与优化，确保系统能够正常运行并实现预期功能。
三、系统功能实现及测试（一）自循迹功能实现自循迹功能通过红外线测距传感器实现。
当小车行驶时，红外线测距传感器不断检测地面上的标志线，并根据检测结果调整小车的行驶方向，使小车始终沿着预设路径行驶。
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。
循迹小车课程设计报告
循迹小车课程设计报告一、课程设计目标。
本课程设计旨在通过循迹小车的设计与制作，培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神，同时提高学生对于电子技术和机械原理的理解与应用能力。
二、课程设计内容。
1. 理论学习，学生将学习循迹小车的基本原理、电子元件的使用方法、以及相关的机械知识。
2. 实践操作，学生将动手制作循迹小车，并学习如何进行程序编写和电路连接。
3. 创新设计，学生将有机会对循迹小车进行改进和创新设计，提高其性能和功能。
三、课程设计步骤。
1. 理论学习阶段。
在这个阶段，学生将学习循迹小车的原理，包括红外线传感器的工作原理、电机驱动原理等。
同时，学生还将学习相关的电子知识，包括电阻、电容、电感等元件的使用方法。
2. 实践操作阶段。
学生将根据所学理论知识，动手制作循迹小车的电路连接，并编写相应的程序。
在这个阶段，学生将学会如何使用焊接工具、编程软件等工具，培养他们的动手能力和实际操作能力。
3. 创新设计阶段。
在完成基本的循迹小车制作后，学生将有机会对其进行改进和创新设计。
他们可以尝试使用不同的传感器、改进电路连接方式，甚至加入遥控功能等。
通过这一阶段的设计，学生将培养他们的创新意识和解决问题的能力。
四、课程设计评价。
1. 学生的实际操作能力，通过学生对循迹小车的制作和程序编写，可以评价学生的动手能力和实际操作能力。
2. 学生的创新能力，通过学生对循迹小车的改进和创新设计，可以评价学生的创新意识和解决问题的能力。
3. 学生的团队合作能力，在课程设计过程中，学生需要分工合作，可以评价学生的团队合作能力。
五、课程设计实施建议。
1. 提供足够的实践操作时间，保证学生有充分的时间动手制作循迹小车。
2. 强调创新设计的重要性，鼓励学生尝试不同的设计方案，培养其创新意识。
3. 加强团队合作意识的培养，让学生在课程设计过程中学会分工合作、协调沟通。
六、课程设计总结。
通过本课程设计，学生将不仅仅是学习了循迹小车的制作和原理，更重要的是培养了他们的动手能力、创新意识和团队合作精神。
自动循迹智能小车设计报告
一、设计目标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、总体方案设计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。
3、传感器电路：光电寻线方案一般由多对红外收发管组成，通过检测接收到的反射光强，判断黑白线。
原理图由红外对管和电压比较器两部分组成，红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。
图2 赛道检测原理图：4、电机驱动电路：电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。
L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。
自动循迹小车设计课程设计报告
计算机科学与技术学院课程设计报告（2014— 2015学年第2学期）课程名称:自动循迹小车设计班级：电子1202 学号姓名： 0318指导教师：完成时间: 2015年7月7日当今世界，随着计算机技术、控制技术、信息技术的快速发展，工业的生产和管理也都向着自动化、信息化、智能化方向发展。
随着人们生活水平的提高，人们越来越希望全智能化的生活，智能化的东西可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，为工业生产或日常生活提供很大的便利。
在自动化生产线，智能仓库管理及物流配送等领域，当生产现场环境十分恶劣或者许多人工无法完成的搬运或者装卸时，机器人却能够适应这样恶劣的环境，这时候就需要智能循迹小车这样的机器来完成此类任务，基于现场和生活的实际需要，研究智能循迹小车的意义不言而喻。
自动循迹小车就是最简单的智能化产品，通过单片机的控制，能够让其沿着固定的轨道自动行驶，通过对其的扩展，可以充分的应用在工厂自动化、军事领域、仓库管理、自动停车系统、智能玩具或民用服务等诸多领域，例如在自动仓库、码头、搬运、涂装等物流作业部门工作的物流小车就是在此基础上设计出来的。
而且通过对这个课题的学习，通过理论与实践的结合，能够让自己对单片机的了解和应用进一步加深，另外，通过这次的设计，能够大大提高自己的动手能力，也更大的激发自己的兴趣。
国内外的研究概况：国外智能车辆的始于上世纪50年代，它的发展历程大致可以分为以下三个阶段：第一阶段：1954年美国Barrett Electronic公司研究开发出了世界上第一台自主引导车系统，该系统只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本的特征无人驾驶。
第二阶段：从80年代中后期，在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索，在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟，其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性，并促进智能车辆技术进入实用化，在亚洲，日本与1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶演剧协会，主要目的是研制自动车辆导航的方法，促进日本智能车辆的整体进步。
自平衡小车设计报告
自平衡小车设计汇报摘要.......................................................................... 错误!未定义书签。
一、系统完毕旳功能............................................... 错误!未定义书签。
二、系统总体设计原理框架图 ............................... 错误!未定义书签。
三.系统硬件各个构成部分简介 ............................. 错误!未定义书签。
四、软件设计 .......................................................... 错误!未定义书签。
五、制作困难 .......................................................... 错误!未定义书签。
六.总结..................................................................... 错误!未定义书签。
摘要:本作品采用STM32单片机作为主控制器，用一种陀螺仪传感器来检测车旳状态，通过TB6612控制小车两个电机，来使小车保持平衡状态，通过蓝牙与小车上蓝牙模块连接以控制小车运行状态。
关键字：智能小车；单片机；陀螺仪；蓝牙模块。
一、系统完毕旳功能根据老师旳指导规定，在规定旳时间内，由团体合作完毕两轮自平衡小车旳制作，使小车在一定期间内可以自助站立并且自由行走，以和原地转圈，上坡和送高处跃下站立。
二、系统总体设计原理框架图图2.1 系统总体框图三.系统硬件各个构成部分简介3.1.STM32单片机简介（stm32rbt6）主控模块旳STM32单片机是控制器旳关键部分。
该单片机是ST意法半导体企业生产旳32位高性能、低成本和低功耗旳增强型单片机，它旳内核采用ARM企业最新生产旳Cortex—M3架构，最高工作频率可达72MHz，256K旳程序存储空间、48K旳RAM，8个定期器／计数器、两个看门狗和一种实时时钟RTC，片上集成通信接口有两个I2C、3个SPI、5个USART、一种USB、一种CAN、两个和一种SDIO，并集成有3个ADC和一种DAC，具有80个I／0端口。
巡迹小车实验报告
巡迹小车实验报告摘要：1.实验背景与目的2.实验设备与材料3.实验步骤与方法4.实验结果与分析5.实验结论与展望正文：一、实验背景与目的随着科技的快速发展，智能小车在物流、仓储等领域的应用越来越广泛。
为了提高小车的路径规划和自主导航能力，研究者们开展了许多实验。
本次实验旨在通过设计一款具有自主寻迹能力的小车，验证其路径跟踪精度和速度，为进一步优化和应用提供参考。
二、实验设备与材料1.小车底盘：采用常见的Arduino 开发板和直流电机驱动，配以车轮组件；2.电子元件：包括Arduino 开发板、电机驱动模块、电池、开关、传感器等；3.软件工具：使用Arduino IDE 编程环境进行程序开发。
三、实验步骤与方法1.搭建小车底盘：根据电路图和设计方案，将电子元件连接到Arduino开发板上，并将电机驱动模块与车轮组件相连；2.编写程序：利用Arduino IDE 编写程序，实现小车的路径跟踪功能；3.测试实验：将小车放置在预设的轨迹上，运行程序，观察小车是否能准确地跟踪轨迹。
四、实验结果与分析实验结果显示，小车能够准确地跟踪预设轨迹，且路径跟踪精度和速度均达到了预期目标。
通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：1.小车底盘设计合理，能够满足路径跟踪的需求；2.程序设计有效，实现了小车的自主寻迹功能；3.实验结果表明，小车在实际应用中具有较高的可行性和可靠性。
五、实验结论与展望本次实验成功地设计并实现了一款具有自主寻迹能力的小车。
实验结果表明，小车具备较高的路径跟踪精度和速度，为进一步研究和应用提供了有力支持。
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。
循迹小车课程设计报告
循迹小车课程设计报告
一、概述
本课程是针对中小学电子爱好者，设计一款基于Arduino开发
板的循迹小车。
课程分为两部分，理论学习和实战操作。
二、理论学习
1. 基础知识学习
学习Arduino开发板的基本用法，了解循迹传感器的原理和应用。
2. 循迹算法学习
介绍循迹控制算法，如PID控制，模糊控制等。
3. 电路原理图学习
通过示例电路，学习循迹小车的电路原理，理解各个组件的作
用与连接方式。
三、实战操作
1. 简单循迹小车搭建
学生通过教师提供的视频教程，自行搭建一个简单的循迹小车。
2. 电路焊接操作
学生进行电路焊接操作，提高电路实际操作能力。
3. 循迹小车控制程序编写
学生通过Arduino开发板，编写循迹小车控制程序，实现小车的运动。
四、实施效果
本课程的实施效果如下：
1. 学生提高Arduino开发板的使用能力。
2. 学生通过理论学习，了解循迹控制算法的原理。
3. 学生通过实战操作，提高电路焊接和程序编写能力。
4. 学生通过小车的装配，加深对电子学原理的理解能力。
五、总结
本课程以实战为主，理论为辅，充分利用学生的动手能力和创造能力，锤炼学生的动手能力和团队合作精神。
在实施中，教师应注意保障学生的安全，严格要求学生的动作规范。
通过开展此
课程，旨在激发学生对电子技术的兴趣，培养学生的科学实验精神。
课程设计报告循迹小车的设计
循迹小车的设计摘要智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。
智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。
该技术已经应用于汽车制造业、仓储业，食品加工业等多个行业。
本设计是基于单片机控制的电动小车，小车能够识别地上黑色轨迹线，实现循迹行走，包括电源模块、单片机模块、循迹模块、电机驱动模块。
其中单片机模块作为控制器模块以STC89C52单片机为控制核心，用单片机产生PWM波，控制小车速度。
利用红外光电传感器RPR220型光电对管对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号进行分析判断,及时控制由芯片L298N驱动的电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。
在此基础利用E18-D80NK 3-80cm可调红外避障传感器进行小车的避障扩展，还选用PT2262/PT2272组成的无线遥控模块对小车进行无线遥控。
本设计不仅给出了硬件设计流程、完整的硬件电路图和控制程序，还用PROTEUS实现了小车电机控制仿真。
关键词：自动循迹；单片机；Proteus仿真Design on Automated Guided VehicleAbstractIntelligent tracking is based on automatic guided robot system, used to make the car line, and choosing the right route. Automated Guided Vehicle is a use of sensor, microcontroller, motor drive and automatic control technology to achieve according to the preset mode, without human management can achieve automatic tracking navigation technology. This technology has been applied in the automobile manufacturing industry, warehousing industry, food processing industry and other industries.The design is based on SCM control electric trolley, trolley can be identified on the black line, achieve the tracking of walking, including driving module power supply module, microcontroller module, tracking module, motor. The MCU module as the controller module with STC89C52 as control core, using microcontroller PWM wave, control car speed. The tube is used for tracing the use of infrared photoelectric sensor RPR220 type photoelectric, and road test signals back to the scm. Analysis and judgment of the collected signal microcontroller, timely control of motor driven by the chip L298N to adjust the car steering, so that the car can travel along the black path automatically, realize the purpose of automatic tracing. Based on E18-D80NK 3-80cm tunable infrared sensors for obstacle avoidance of car obstacle avoidance, also use wireless remote control module composed of PT2262/PT2272 for wireless remote control car.This design not only gives the hardware circuit diagram and program control hardware design flow, complete, we also use PROTEUS to achieve the car motor control simulation.Key words：tracking，microcontroller, Proteus simulation西华大学课程设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1智能循迹小车概述 (1)1.1.1循迹小车的发展历程回顾 (1)1.1.2 智能循迹分类 (2)1.1.3 智能循迹小车的应用 (3)1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 (4)2 自动循迹小车系统方案设计 (5)2.1 自动循迹小车基本原理 (5)2.2 总体方案设计 (5)2.2.1 系统总体方案的设计 (5)2.2.2 方案选择与论证 (5)3 硬件电路的设计 (8)3.1 自动循迹小车硬件设计.................................. 错误!未定义书签。
循迹小车设计概述总结报告
循迹小车设计概述总结报告一. 引言循迹小车是指通过光电传感器感知地面上的黑线，并根据黑线的位置来调整车身方向，从而实现沿着黑线自动行驶的一种智能小车。
本篇报告旨在总结循迹小车设计的整体思路、实施过程以及遇到的问题与解决方案。
二. 设计思路循迹小车的设计主要包含以下几个关键要点：1. 感应模块选择选择合适的光电传感器作为感应模块，用于检测地面上的黑线。
常见的光电传感器有红外线传感器、RGB传感器等，可以根据实际需求选择适合的传感器。
2. 控制模块选择选择合适的控制模块，负责接收感应模块的数据，并控制小车的电机进行相应的运动。
常见的控制模块有单片机、树莓派等，可以根据需求和个人技术储备来选择。
3. 算法设计设计循迹算法，根据光电传感器的反馈数据，判断车身当前位置与黑线的位置关系，并根据判断结果来调整小车的行驶方向。
常见的算法有PID控制算法、模糊控制算法等，可以根据实际需求选择适合的算法。
4. 机械结构设计设计小车的机械结构，包括底盘、电机、车轮等。
确保机械结构的稳定性和可靠性，同时要考虑小车的大小、重量和外观等因素。
三. 实施过程在设计循迹小车的过程中，我们按照以下步骤逐步实施：1. 硬件搭建首先，搭建循迹小车的硬件系统，包括连接光电传感器、控制模块和电机等。
确保各个模块之间的连接正确无误，以及硬件系统的稳定性和可靠性。
2. 程序编写根据设计思路和需求，编写程序实现循迹小车的控制逻辑。
涉及到光电传感器数据的读取、算法的实现和电机控制等方面的内容。
在编写过程中，需要进行调试和测试，确保程序的准确性和稳定性。
3. 测试和优化在完成程序编写后，对循迹小车进行测试和优化。
通过实际测试，了解小车在各种情况下的表现，并根据实际情况对程序进行优化和调整，以提高小车的稳定性和自动化程度。
四. 遇到问题与解决方案在循迹小车设计的过程中，我们遇到了一些问题，但通过不断努力和寻找解决方案，最终都得到了解决。
以下是我们遇到的一些问题及解决方案的总结：1. 光照干扰在室外测试时，光照强度的变化会对光电传感器的检测结果产生影响。
循迹小车设计报告
电子技术课程设计报告学院：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：报告一. 设计要求：基本要求：1、控制小车走正方形运动2、能沿直线和沿弧线寻迹行驶，遇停止标志自动停止。
3、能在设定的迷宫中自动走出迷宫扩展功能：1、能显示行驶距离。
2、有避障功能。
设计的作用、目的循迹控制系统的原理是在轮胎打滑时，包括了起跑`过弯`下雨天等等的情况，利用各式各样的方法来降低扭力的输出，让轮胎重新狁得抓地力，进而让车手能够控制赛车，将动力发挥到极限，并增加赛车速度。
而降彽扭力的方法有油门的控制`点火延迟`或是关掉数个气缸的点火或供油系统。
由于传动轮在加速时超过50g，所以降彽惯性秘所需的反应要非常快速，但是利压子油门控制需要30毫秒，反应时间不够快：延迟点火又有耐用的问题：因此现行的循迹系统是利用装置在轮胎处的感应器来侦测轮胎状况，当轮胎打滑时电脑就会降彽引擎输出功率，通常是数个汽缸不点火，或是在供油程式下功夫，让轮胎停止打滑，以降彽车辆因为轮胎打滑所造成的失控状况，进而增加赛车的速度。
不过现在的循迹控制系统可不是那产简单，随着电子技术的进步，现在的电脑可以做出较过去更顺畅的循迹系统，保持在最大靡擦力的边缓，得到最佳的引擎动力运用，以最近Coulthard对这项系统所做的评论为例，他说：循迹控制不止有在慢速弯道中有帮助，在高速弯中也有所助益，系统不只会在打滑的时候做出补偿的动作，就当车辆正开始滑的时就会出现，过去要以时速120MPH半油门方式过的弯，搭载循迹系统之后，可以125MPH全油门方式通过设计的具体实现1．系统概述简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。
1.小车控制及驱动单元的选择此部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。
通常选用单片机作为小车的核心控制单元，本文以台湾凌阳公司的SPCE061A单片机为例予以介绍。
循迹小车课设报告
循迹小车课设报告一、引言循迹小车作为自动控制领域的研究热点之一，具有很高的应用价值。
本文旨在介绍循迹小车的设计原理、硬件配置和软件实现，以及实验结果和分析。
二、设计原理循迹小车的设计原理基于反射光线的特性。
通过使用光敏传感器，可以感知地面上的光强度，从而判断小车应该如何行驶。
当地面上的光强度较高时，代表小车离开了黑色轨迹，需要调整方向。
当地面上的光强度较低时，代表小车仍在黑色轨迹上，可以继续沿着当前方向行驶。
三、硬件配置为了实现循迹小车的功能，需要以下硬件配置：1. 电机驱动模块：用于控制小车的速度和方向。
2. 光敏传感器模块：用于感知地面上的光强度。
3. 微控制器：作为控制中心，接收传感器的信号并控制电机驱动模块。
四、软件实现循迹小车的软件实现主要包括以下几个方面：1. 信号采集和处理：通过光敏传感器采集地面上的光强度信号，并对信号进行处理，得到小车应该采取的行动。
2. 控制算法：根据信号处理的结果，通过控制算法计算小车需要调整的方向和速度。
3. 电机控制：将控制算法得到的结果转化为电机的控制信号，控制小车的运动。
五、实验结果和分析在实验中，我们使用了一个简化的迷宫轨迹作为测试场景。
通过对循迹小车的实际测试，我们得到了以下结果和分析：1. 小车能够准确地沿着迷宫轨迹行驶，避免偏离轨迹。
2. 在遇到环形轨迹时，小车能够正确地判断出前进的方向，避免进入死循环。
3. 在遇到多个分支轨迹时，小车能够根据光强度的变化选择正确的分支。
六、总结通过本次循迹小车课设，我们深入了解了循迹小车的设计原理和实现方式。
循迹小车具有广泛的应用前景，可以在工业自动化、智能仓储等领域发挥重要作用。
同时，本次实验也展示了我们团队的合作能力和创新思维。
希望今后能够进一步完善循迹小车的性能，并将其应用于实际生产中。
以上就是本次循迹小车课设报告的内容，通过对循迹小车的设计原理、硬件配置和软件实现的介绍，以及实验结果和分析，我们对循迹小车有了更深入的了解。
自平衡小车设计报告
2012年省电子竞赛设计报告项目名称：自平衡小车姓名：连文金、林冰财、陈立镔指导老师：吴进营、苏伟达、李汪彪、何志杰日期： 2012年9月7日摘要：本组的智能小车底座采用的是网上淘宝的三轮两个电机驱动的底座,主控芯片为STC89C52,由黑白循迹采集模块对车道信息进行采集,将采集的信息传送到主控芯片,再由主控芯片发送相应的指令到电机驱动模块L298N，从而控制电机的运转模式。
关键词：STC89C52 L298N 色标传感器E18-F10NK 自动循迹引言：近现代，随着电子科技的迅猛发展，人们对技术也提出了更高的要求。
汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性，操作性等方面都有巨大的优势，在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。
智能小车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。
本文设计的小车以STC89C52为控制核心，用色标传感器E18-F10NK作为检测元件实现小车的自动循迹前行。
一、系统设计本组智能小车的硬件主要有以STC89C52 作为核心的主控器部分、自动循迹部分、电机驱动部分。
1.1方案论证及选择：根据设计要求，可以有多种方法来实现小车的功能。
我们采用模块化思想，从各个单元电路选择入手进行整体方案的论证、比较与选择。
本方案以STC89C52作为主控芯片，通过按键进行模式的选择切换，按键一选择三轮循迹，按键二进行两轮循迹。
1.1.1模式一（三轮循迹）：模式一（按键一控制）：三轮循迹的时候，通过色标传感器和激光传感器进行实时的数据采集，反馈给主控芯片，主控芯片通过驱动L298来控制两路直流减速电机，从而保证路线的准确性。
引导线断开区域：由于小车是逆时针行走，考虑到惯性，五个传感器全部没有检测到，就直接一定程度上的左转，正好和惯性在一定程度上进行抵消，校正电机两轮电机的线性偏差。
直接从D区域走到E区域。
S型曲线：通过安装传感器，实地模拟所有经过的所有情况，来经过“S”型曲线。
循迹小车报告精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版创新制作循迹小车制作报告班级：学号：姓名：一、设计方案路面检测模块电路检测路面信息，区分黑色与白面，并形成相对应的高电平与低电平提供给单片机；单片机对路面循迹模块提供的高低电平进行分析，并形成相应的对策（直行、左转、右转和停止等），并将其转化成对应的电压输出给电机驱动模块；电机驱动模块根据单片机提供的电压信号驱动对应的电机，得到与对策相同的执行动作；电源模块电路为三个模块提供所需要的电。
电路框图如下图所示：电路框图二、路面检测模块工作原理一对光电开光的发射管不停的发射红外光，经过路面发射回来的被接受管接收到。
因为白色路面和黑线对光的反射不同，所以正对白色路面的光电对管的接收管接收到更多的红外光，而正对黑线的光电对管的接收管收到较少的红外光。
经过光电开关的接收电路将接收到红外光的多少转化为正相关的电流大小，并进一步转化成接收电路的输出电压（A点电压）的较小值和较大值。
输出电压的较小值和较大值进一步与一个居中的基准电压分别进行比较，对应比较器的输出端（C点）分别为高电平还是低电平，并进一步输出给单片机，同时对应指示发光管的不亮与亮。
路面循迹模块电路如下图所示：D1路面循迹模块电路三、单片机最小系统单片机最小系统包括了时钟电路和复位电路。
时钟电路为单片机工作提供基本时钟，复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。
单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号下严格地按时序进行工作。
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。
时钟信号的产生是在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。
只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自己振荡器。
复位电路由一个按键、电解电容和电阻组成，它是使CPU 和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文
《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的飞速发展，智能小车在物流、军事、科研等领域的应用越来越广泛。
自循迹智能小车作为其中的一种重要应用，其控制系统的设计与实现显得尤为重要。
本文将详细介绍自循迹智能小车控制系统的设计思路、实现方法及实验结果。
二、系统设计1. 硬件设计自循迹智能小车控制系统硬件主要包括：电机、车轮、控制器、传感器等部分。
其中，电机和车轮是驱动小车运动的核心部件，控制器负责处理传感器数据并发出控制指令，传感器则用于感知小车周围环境信息。
在硬件设计过程中，我们需要根据实际需求选择合适的电机、控制器及传感器。
例如，电机应具备较高的转矩和转速，以保障小车的运动性能；控制器应具备强大的数据处理能力和快速响应能力，以保证小车的循迹效果；传感器应具备较高的灵敏度和稳定性，以准确感知周围环境信息。
2. 软件设计软件设计是自循迹智能小车控制系统的核心部分。
我们采用模块化设计思想，将软件系统分为传感器数据处理模块、路径规划模块、控制算法模块等。
传感器数据处理模块负责收集并处理传感器数据，为路径规划模块提供准确的环境信息。
路径规划模块根据传感器数据和预设的循迹算法，规划出最优路径。
控制算法模块则根据路径规划结果，发出控制指令给电机，驱动小车按照规划的路径行驶。
三、实现方法1. 传感器选择与数据处理我们选择了红外线传感器作为循迹的主要传感器。
红外线传感器可以感知地面的黑白线，将循迹线转化为电信号，为路径规划提供依据。
同时，我们还选用了超声波传感器和摄像头等设备，用于感知小车周围的环境信息，提高循迹的准确性和安全性。
在数据处理方面，我们采用了数字滤波技术，对传感器数据进行处理，以消除噪声干扰，提高数据的准确性。
此外，我们还采用了卡尔曼滤波算法对位置信息进行融合，以提高循迹的稳定性。
2. 路径规划与控制算法路径规划模块采用了一种基于A算法的循迹算法。
A算法是一种常用的路径规划算法，具有较高的搜索效率和准确性。
循迹小车课程设计报告
循迹小车课程设计报告一、课程背景随着科技的不断发展，机器人技术已经成为现代教育中的重要组成部分。
循迹小车作为机器人教育的一种形式，不仅可以帮助学生学习编程和机械原理，还可以培养学生的动手能力和创造力。
因此，设计一门循迹小车课程，对学生的综合素质培养具有重要意义。
二、课程目标1. 帮助学生了解循迹小车的基本原理和结构，掌握循迹小车的工作原理；2. 培养学生的动手能力和团队合作精神；3. 培养学生的创新意识和解决问题的能力；4. 培养学生的编程能力和逻辑思维能力。
三、课程内容1. 循迹小车的基本原理和结构通过讲解循迹小车的基本原理和结构，帮助学生了解循迹小车是如何工作的，包括传感器、电机、控制器等组成部分。
2. 循迹小车的制作与调试学生将分成小组，每个小组制作一辆循迹小车，并进行调试。
通过实际操作，学生将掌握循迹小车的制作过程和调试方法。
3. 循迹小车的编程学生将学习如何为循迹小车编写程序，包括控制小车的前进、后退、转向等动作。
通过编程，学生将提高他们的逻辑思维能力和解决问题的能力。
4. 循迹小车的比赛与应用在课程结束时，学生将参加循迹小车比赛，通过比赛，学生将展示他们的成果，并学会如何改进循迹小车的性能。
同时，学生还将学习循迹小车在实际生活中的应用。
四、课程教学方法1. 理论讲解通过课堂讲解，帮助学生了解循迹小车的基本原理和结构。
2. 实践操作学生将分成小组，进行循迹小车的制作、调试和编程。
通过实践操作，学生将更好地掌握课程内容。
3. 案例分析通过案例分析，引导学生思考循迹小车在实际生活中的应用，并激发学生的创新意识。
4. 比赛演示在课程结束时，学生将参加循迹小车比赛，通过比赛，学生将展示他们的成果，并学会如何改进循迹小车的性能。
五、课程评估1. 学生考核通过学生的课堂表现、课后作业和循迹小车比赛成绩等方面进行评定。
2. 教师评价教师将对学生的课堂表现、实践操作和项目成果进行评价，及时发现问题并给予指导。
循迹小车课程设计报告
循迹小车课程设计报告一、课程设计目的。
循迹小车是一种基于单片机或者其他控制系统的智能车辆，它能够根据预设的轨迹自主行驶。
循迹小车课程设计旨在通过实践操作，让学生深入了解嵌入式系统、传感器、控制算法等相关知识，培养学生的动手能力和创新精神，提高学生的实际应用能力和解决问题的能力。
二、课程设计内容。
1. 理论学习，学生首先需要学习循迹小车的原理和相关知识，包括单片机控制、传感器原理、电路设计等内容。
2. 硬件搭建，学生需要动手搭建循迹小车的硬件系统，包括安装电机、传感器、控制模块等。
3. 程序设计，学生需要学习编程语言，编写循迹小车的控制程序，实现小车的自主行驶和避障功能。
4. 实际操作，学生需要进行实际操作，调试循迹小车，测试程序的稳定性和准确性，发现问题并解决问题。
5. 创新设计，学生可以在课程设计的基础上进行创新，如增加避障传感器、优化控制算法等，提高循迹小车的性能。
三、课程设计方法。
1. 理论与实践相结合，课程设计注重理论知识的学习，同时也注重实际操作，让学生通过动手实践加深对知识的理解。
2. 个性化指导，针对不同学生的学习能力和兴趣爱好，采取个性化指导，引导学生在课程设计中发挥自己的特长和创造力。
3. 团队合作，课程设计可以以小组形式进行，让学生在团队中相互合作，共同完成循迹小车的设计与调试。
4. 开放性实验，课程设计可以设置一定的开放性，鼓励学生进行自主设计与改进，提高学生的创新意识和实践能力。
四、课程设计效果。
通过循迹小车课程设计，学生可以全面掌握嵌入式系统、传感器、控制算法等知识，提高动手能力和创新精神。
学生可以在实践操作中培养解决问题的能力，提高实际应用能力。
同时，课程设计也可以激发学生的学习兴趣，激发学生对技术创新的热情，为学生未来的发展奠定良好的基础。
五、课程设计展望。
循迹小车课程设计是一门具有挑战性和创新性的课程，未来可以进一步拓展课程内容，引入更多新颖的技术和理念，如人工智能、自动驾驶等，让学生在课程设计中接触到更多前沿的科技知识，激发学生的创新潜能，培养更多高素质的人才。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题图：自平衡小车系统摘要：本自平衡小车由单片机芯片STC80C52为主控制器。
通过电机驱动和寻迹电路完成三轮（两轮为驱动，一轮为万向轮）寻迹来按照竞赛要求来完成基本部分；在运用MMA7455数字加速度传感器和角速度传感器（ENC03陀螺仪）以及运用电磁线性偏差来完成两驱动轮的直立寻迹。
关键词 STC80C52、小车寻迹、自平衡小车。
Abstract:The self balancing car by single-chip microcomputer chip STC80C52 primarily controller. Through the motor drive and tracing circuit complete three (two wheel for drive, round for universal wheel) tracing to according to the competition requirements to complete basic parts; Using MMA7455 digital acceleration sensor and angular velocity sensor (ENC03 gyroscope) and the use of electromagnetic linear deviation to complete two driving wheel of upright tracing.Keywords STC80C52, car tracing, self balancing car1系统方案 (3)1.1模块方案比较与论证 (3)1.2车体设计 (3)1.3控制器模块 (3)1.4寻迹模块 (4)1.5直流电机驱动模块 (4)1.6小车直立 (5)1.7小车速度控制 (5)1.8小车方向控制 (6)1.9最终方案 (6)2 理论分析和计算 (6)2.1直流电机的转速如何控制？(建立数学模型) (6)2.2电磁线性偏差检测数学模型建立 (8)3电路设计1（两轮为驱动轮，一轮为万向轮） (9)3.1电路总设计框图 (9)3.2介绍单片机最小系统原理图及其功能 (9)3.3介绍驱动模块原理图及其功能 (10)3.4介绍寻迹模块原理图及其功能 (11)3.5怎样来控制车模直立？（建立数学模型） (12)3.6车模的方向控制 (14)3.7车模倾角测量 (14)4 电路设计2（两驱动轮直立行走） (17)4.1整个电路的框架接结构 (17)4.2介绍数字三轴加速度传感器模块与陀螺仪原理图及其功能 (18)4.3介绍电磁线偏差检测系统电路及其原理 (20)4.4 整个过程的注意事项 (21)5 测试方案与结果分析 (22)5.1寻迹测试方案（7个红外对管用TCR5000） (22)5.2电机驱动测试方案（主芯片L298N） (22)6.结论 (23)*参考文献 (23)*附录 (24)附录1主要元器件芯片 (24)附录2仪器设备清单 (24)附录3主要程序清单 (24)1系统方案1.1模块方案比较与论证根据设计要求，本系统主要有控制器模块、寻迹模块，直流电机模块、电压比较器模块等构成。
为了更好地实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案分别进行了论证。
1.2车体设计方案一：购买一辆具有电力驱动模块、寻迹模块和传感器模块、电压比较器模块等的完整小车进行研究设计。
但是考虑到价格和本身想在设计中学到更多的知识出发，这种方案不是很合适。
方案二：买一个小车底盘和电力驱动模块（本身做了两个，但不理想），两轮作为驱动，一轮为万向轮。
车体重心设计在驱动轮轴和万向轮之间，当小车前进时，左右驱动轮与前万向轮形成三点结构。
这种结构使得小车在前进时比较平稳。
而循迹模块和传感器模块等通过制作PCB板，不仅从中更充分的了解其中的原理，还能够省去一些费用。
通过对这两种方案的比较，觉得方案二可以更好地丰富合我们的学识，又比较经济。
综上所述，我们选择方案二。
1.3控制器模块方案一：控制器模块，主控芯片用单片机（STC80C52）,具有体积小、集成度高、容易扩展、可靠性高、低功耗、结构简单、中断处理能力强等特点。
STC80C52具有以下特点：5个中断源、2个16位可编程定时计数器、2个全双工串行通信I/O口、40个引脚（其中P3口还有第二功能定义）、看门口电路，片内时钟振荡器等特点。
这些特点可以达到本系统的要求，而且也比较经济，我们也比较熟悉该芯片的原理，使用起来又方便。
方案二：通过上网查质料采用可变成逻辑器件CPLD作为控制器。
CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、稳定性高、体积小、I/0资源丰富、容易进行功能扩展。
采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，合适作为大规模控制系统的控制核心。
但基于本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是很高。
且从经济的角度考虑，用这种方案有点大材小用的感觉。
所以，综上所述，我们选择方案一。
1.4寻迹模块方案一：用光敏电阻组成光明探测器。
由于光敏电阻的阻值可以随周围环境的变化而变化。
当光线照在白线上面时，光线发射强烈，当光线照射到黑线上时，光线发射较弱。
因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生变化。
将阻值的变化经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方式受光的影响很大，不能够稳定的工作。
这样就会给实验带来不稳定的因素。
使得实验不稳定。
方案二：用红外对管（TCR5000）。
TCR5000光电传感器模块是基于TCR5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。
传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
输出信号经过施密特电路整形，稳定可靠。
而且它应用也比较广阔，比如：障碍检测、黑白线检测等。
（TCR5000）传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮。
本实验正好可用其黑白线检测的功能进行寻迹。
综上所述，我们采用方案二。
1.5直流电机驱动模块方案一：自行设计一块驱动模块。
驱动芯片用L298N。
比较器用LM7805。
L298N内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
LM7805芯片里含有两个比较器。
通过脉调制（PWM）来控制电动机的电压，从而实现电动机转速的控制。
基于制作过L298N，对这块芯片有所了解，用起该制作模块来比较顺手，还可以更方便的理解其工作原理。
方案二：买一块完整的直流电机驱动模块。
主芯片也是L298N。
在对直流电动机电压的控制和驱动中，半导体功率器件(L298N)在使用上可以分为两种方式：线性放大驱动方式和开关驱动方式在线性放大驱动方式，半导体功率器件工作在线性区，选用开关驱动方式。
开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉调制（PWM）来控制电动机的电压，从而实现电动机转速的控制。
由于考虑到经济和学习方面，我们舍弃这种方案。
综上所述，我们选择方案一。
1.6小车直立通过控制两个电机正反向运动保持小车直立状态。
要想保持车模直立必须要满足连个条件：（1）、能够精确测量车模倾角的大小和角速度的大小(2)、可以控制车轮的加速度。
如何让车模稳定在垂直位置呢？方案一：改变重力的方向；方案二：增加额外的受力，使得恢复力与位移方向相反才行；方案一显然不行。
所以我们选择方案二。
1.7小车速度控制小车运行速度是通过控制车轮速度实现的，车轮通过车模两个后轮电机经由减速齿轮箱驱动，因此通过控制电机转速可以实现对车轮的运动控制。
电机的运动控制有多种方案。
方案一：电机运动控制通过改变施加在其上的驱动电压实现；方案二：通过电机速度控制，实现小车恒速运行和静止；由于本实验没有要求实现小车恒速运行和静止，所以我们选择方案一。
1.8小车方向控制实现小车方向控制是保证小车沿着比赛道路行走的关键。
通过道路电磁中心线偏差检测与电机差动控制实现方向控制。
下面给出两种小车方向控制方案方案一：通过道路电磁中心线的偏差检测；方案二：通过电机差动控制；由于在全面有用到电机，所以考虑到经济和难易方面，我们选择方案二。
1.9最终方案经过我们小组成员谈论最终确定方案如下：(1)、买一个小车底盘和电力驱动模块，两轮作为驱动，一轮为万向轮；(2）、采用STC80C52单片机作为主控制器；（3）、用红外对管（TCR5000）进行寻迹；（4）、自行制作直流电机驱动模块（主芯片为L298N；（5）、电源使用的是用两个3.7V的充电电池串联在一起组成电源模块；（6）、小车直立通过增加额外的受力，使得恢复力与位移方向相反才行；（7）、小车速度控制通过电机运动控制通过改变施加在其上的驱动电压实现；（8）、小车方向控制通过电机差动控制。
2 理论分析和计算2.1直流电机的转速如何控制？(建立数学模型)电机通过PWM（脉冲宽度调制）。
开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉调制（PWM）来控制电动机的电压，从而实现电动机转速的控制。
当开关管的驱动信号为高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端有电压U。
t1秒后，驱动信号变为低电平，开关管截止，电动机电枢两端电压为0。
t2秒后，驱动信号重新变为高电平，开关管的动作重复前面的过程PWM输出波形和计算如下：电动机的电枢绕组两端的电压平均值U为：U =（t1×U）/（t1＋t2）=( t1×U)/T=D*U 式中D为占空比，D= t/T占空比D表示了在一个周期T里开关管导通的时间与周期的比值。
D的变化范围为0≤D≤1。
当电源电压U不变的情况下，输出电压的平均值U取决于占空比D的大小，改变D值也就改变了输出电压的平均值，从而达到控制电动机转速的目的，即实现PWM调速。
但是在用PWM调速时，也有分单极性PWM和双极性PWM。
为了提高电源的应用效率，驱动电机的PWM 波形采用了单极性的驱动方式。
也就是在一个PWM 周期内，施加在电机上的电压为一种电压。
如下图所示：在PWM调速时，占空比D是一个重要参数。
改变占空比的方法有定宽调频法、调宽调频法和定频调宽法等。
常用的定频调宽法，同时改变t1和t2，但周期T（或频率）保持不变。
2.2电磁线性偏差检测数学模型建立通过双水平检测方案：在车模前上方水平方向固定两个相距L的线圈，两个线圈的轴线为水平，高度为，如下图所示：双水平线圈检测为了讨论方便，我们在跑道上建立如下的坐标系，假设沿着跑道前进的方向为z 轴，垂直跑道往上为y轴，在跑道平面内垂直于跑到中心线为x轴。