循迹小车毕业论文

循迹小车毕业论文

本文介绍了一个基于单片机的循迹小车设计。该系统主要由两个模块组成：传感器模块和控制模块。传感器模块使用红外线传感器和光敏电阻来检测黑色轨道和白色背景之间的反差，从而确定小车运动的轨迹。控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度，以保持小车在轨道上运动。该系统通过语音识别模块和蓝牙通信模块与外部设备交互，具有较好的可扩展性和交互性。

关键词：循迹小车；单片机；传感器；PID 控制算法

一、引言

随着科技的不断发展，智能控制系统在各个领域得到了广泛应用。循迹小车作为一种常见的智能控制系统，已经成为了学生课程设计、科技展览、科普教育等方向的研究热点。本文基于单片机设计了一个循迹小车，以介绍该系统的设计思路和实现细节。

二、系统设计

循迹小车的设计主要分为两个模块：传感器模块和控制模块。传感器模块通过红外线传感器和光敏电阻来检测轨道，控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度，以保持小车在轨道上运动。该系统还加入了语音识别模块和蓝牙通信模块，增强了其可扩展性和交互性。

1. 传感器模块

循迹小车的传感器模块主要用于检测小车运动的轨迹，以实现自动驾驶。本文采用了两种传感器：红外线传感器和光敏电阻。

红外线传感器（Infrared Sensor）是一种能够感知红外线辐射并将其转化为电信号的传感器。其原理是利用红外线反射率的不同，通过发射和接收红外线来判断物体的位置、距离或者形状。在本文中，我们使用红外线传感器来检测黑色轨道和白色背景之间的反差，从而确定小车运动的轨迹。

光敏电阻（Photoresistor）是一种可以感知光强度变化并将其转化为电信号的传感器。其原理是利用半导体材料的光电效应，当光照射在其表面时，其电阻值会发生变化。在本文中，我们使用光敏电阻来检测环境中的光线强度，从而判断小车是否处于黑色轨道上。

2. 控制模块

循迹小车的控制模块主要用于控制小车的方向和速度，以保持小车在轨道上运动。本文采用了PID 控制算法来实现该模块。

PID 控制算法是一种利用比例、积分和微分三个控制量来调节系统稳态误差、响应速度和稳定性的一种控制方法。在本文中，我们使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度。具体地，我们将小车的偏差值和转向角度作为反馈量，通过比例、

积分和微分三个控制元素来控制小车的电机输出，以实现自动驾驶。

3. 扩展模块

循迹小车的扩展模块包括语音识别模块和蓝牙通信模块。语音识别模块可以让小车通过语音控制实现一些功能，如启动、停止、转向等。蓝牙通信模块可以让小车与外部设备进行通信，向外传输传感器数据或接收指令控制小车运动。

三、系统实现

本文选择STC89C52 单片机作为系统总控制器，主要是因为其易于操作和良好的稳定性。传感器模块采用了六个红外线传感器和一个光敏电阻，通过串口将检测到的数据发送给单片机。控制模块采用了PID控制算法，将小车的方向和速度控制在合适的范围内。语音识别模块和蓝牙通信模块采用了模块化设计，能够轻松实现与其他设备的数据交互。

四、实验结果

本文实现的循迹小车能够通过红外线传感器和光敏电阻检测黑色轨道和白色背景之间的反差，成功地实现了自动驾驶。PID 控制算法能够使小车在轨道上保持偏差较小的直线行驶，并能够自动调节速度和转向角度。语音识别和蓝牙通信模块能够扩展小车的功能，增强了其交互性和可拓展性。

实验结果表明，本文设计的循迹小车系统具有较好的性能和稳定性，能够实现自动驾驶，为智能控制系统的应用提供了一种新的解决方案。

五、结论

本文提出了一种基于单片机的循迹小车设计，该系统采用了红外线传感器和光敏电阻来检测轨道，采用PID控制算法来调整小车的方向和速度，并增添了语音识别模块和蓝牙通信模块扩展其功能。实验结果表明，该系统具有较好的性能和稳定性，为智能控制系统的应用提供了一种新的解决方案。