红外自动循迹小车
智能小车红外循迹实验
（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、
红外自动循迹小车讲解
目录目录 0摘要： (1)1.任务及要求 (2)1.1任务 (2)2.系统设计方案 (2)2.1小车循迹原理 (2)2.2控制系统总体设计 (2)3.系统方案 (3)3.1 寻迹传感器模块 (3)3.1.1红外传感器ST188简介 (3)3.1.2比较器LM324简介 (4)3.1.3具体电路 (4)3.1.4传感器安装 (5)3.2控制器模块 (6)3.3电源模块 (6)3.4电机及驱动模块 (7)3.4.1电机 (7)3.4.2驱动 (8)3.5自动循迹小车总体设计 (9)3.5.1总体电路图 (9)3.5.2系统总体说明 (11)4.软件设计 (11)4.1 PWM控制 (11)4.2 总体软件流程图 (12)4.3小车循迹流程图 (12)4.4中断程序流程图 (13)4.5单片机测序 (14)5．参考资料 (17)自动循迹小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C51 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予以分析判断,及时控制驱动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。
关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract :This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly.Keywords :infrared sensor ；MSC ；auto-tracking1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。
基于红外传感器的智能循迹小车设计
基于红外传感器的智能循迹小车设计随着科技的不断发展，人们对于智能化的需求也越来越高。
智能循迹小车是目前比较常见的一种智能化机器人，它能够按照指定的路线行驶，从而实现各种功能。
本文将会介绍一种基于红外传感器的智能循迹小车设计方案。
一、设计方案1、硬件方面首先，需要一个可以控制小车运动的主板，Arduino是比较常见的控制器，也是我们使用的控制器之一。
使用Arduino Uno控制器，主要是因为它具有足够的接口，可以进行多种传感器的连接，并且有很好的可编程性，能够满足我们对小车的需求。
同时，还需要使用两个电机来控制小车的行驶方向和速度。
可以选择直流电机，因为它们较为便宜、易于使用和控制。
此外，需要一个电池组来为小车提供电力。
还需要一些红外传感器，以便小车能够进行循迹行驶。
因为地面上的轨迹是黑色的，而其他部分是白色或灰色的，其反射红外线的能力不同，通过将传感器放在小车的底盘下方，当小车行驶在黑色的轨迹上时，可以及时接受反射回来的红外线，从而判断行走的方向。
在我们的设计方案中，我们将使用三个红外传感器来进行循迹行驶，其中两个用于控制小车左右方向的行驶，而另一个则是用于控制小车的前进或后退。
2、软件方面在软件编程方面，主要是通过控制器来进行程序的编写。
我们需要先定义好各个传感器的引脚，以及电机的引脚，然后根据传感器接收到的信号，控制电机的转速和方向，从而让小车沿着指定的路线行走。
当小车行驶到某个特定位置时，也可以添加一些其他的控制程序，比如使小车停下、发出提示音等等。
二、设计流程1、硬件搭建首先，需要将电机与Arduino板上的电机驱动器连接起来，并将电池组的两根电线连接到Arduino的电源管脚上，以为小车提供电力。
接着，需要将红外传感器接到Arduino上，这里需要注意的是，通常情况下，红外传感器会有三根引脚，其中一个是Vcc，一个是GND，还有一个是信号引脚。
Vcc和GND连接到Arduino的对应管脚，而信号引脚则要根据具体情况进行连接。
循迹小车原理
循迹小车原理
循迹小车是一种智能机器人，通过感应地面上的黑线来实现自主导航。
它具有一组红外线传感器，安装在车体底部。
这些传感器能够感知地面上的线路情况，判断车子应该如何行驶。
循迹小车的工作原理是基于光电传感技术。
当小车上的传感器感受到黑线时，光电传感器就会产生信号。
这些信号通过控制系统进行处理，确定小车的行驶方向。
如果传感器感受到较亮的地面，即没有黑线的区域，控制系统会判断小车偏离了轨迹，并做出相应的调整。
为了确保精确的导航，循迹小车的传感器通常安装在车体的前部和底部，使其能够更好地感知地面上的线路。
此外，传感器之间的距离也很重要，它们应该能够覆盖整个车体宽度，以确保车子能够准确地行驶在黑线上。
循迹小车的控制系统通过对传感器信号的分析来判断车子的行驶方向。
当传感器感知到线路时，控制系统会发出信号，控制电机转动，使车子朝着正确的方向行驶。
如果传感器感知不到线路，或者线路出现了间断，控制系统会做出相应的调整，使车子重新找到正确的线路。
循迹小车是一种简单而有效的机器人，它在许多领域都有广泛的应用。
例如，它可以用于仓库自动化，实现货物的自动运输；也可以用于工业生产线，实现物品的自动装配。
总的来说，循迹小车通过光电传感技术，能够自主导航，实现精确的线路行驶。
红外传感器循迹小车算法
红外传感器循迹小车算法
红外传感器循迹小车算法一般可以分为以下几个步骤：
1. 初始化红外传感器和电机控制器。
2. 读取红外传感器数据，判断当前位置与目标位置的相对关系。
一般红外传感器有多个接收器，可以分别对应不同的方向，例如左前左后右前右后等方向。
通过解析红外传感器的数据，可以确定小车当前位置左侧和右侧是否有障碍物。
3. 根据红外传感器数据，计算需要调整电机转向和速度的控制信号。
例如，当左侧有障碍物而右侧没有障碍物时，可以使左侧电机减速或停止，右侧电机继续前进，以实现向右转弯。
4. 发送控制信号给电机控制器，调整电机转向和速度。
5. 循环执行步骤2-4，直到到达目标位置。
在实际应用中，可能还涉及到一些调优和优化的算法，例如避障算法、路径规划算法等，以适应不同场景的需求。
毕业论文红外线自动循迹小车
毕业论文红外线自动循迹小车毕业设计论文红外线自动循迹小车系别: 机电工程学院专业名称: 机械设计制造及其自动化学号:学生姓名:指导教师:指导单位:完成时间: 2011年5月1日毕业设计,论文,任务书红外线自动循迹小车题目名称采用STC89S52为控制核心, 通过红外发射和接收管采集信号, 并将信号转换为能被单片机识别的数字信号。
单片机控制直流电机不同的转动状态, 实现小车的前进、左转、右转等功能。
并利用PWM控制电机设计,撰的转速，实现一个相对稳定准确的循迹系统。
写,内容预期希望小车能准确的实现自动循迹,对于小车的速度可以根据路线自动调节,并且如果跑出轨道还能根据不同状况自动寻回路线。
预期目标1.红外线自动循迹小车实物;成果形式 2.红外线自动循迹小车论文.设计,撰***学院机电工程学院实验室写,地点2011年3月 1日至 2011年 5 月 2 日起止时间***院机电工程学院指导单位年月日指导教师审核意见年月日审核签名***学院毕业设计,论文,成绩评定表评语:设计 ,撰写, 过程指导教师:年月日成绩评语:论文评阅评阅教师:年月日成绩评语:论文答辩答辩组长:年月日成绩审核人: 年月日总分红外线自动循迹小车摘要近年来，生活小区的发展十分迅速，面积急剧增大。
考虑到生活小区路面情况简单，行人多、机动车少，采用无人驾驶的电力环保清洁车最为适合。
考虑到这些实际因素，对近年来竞赛机器人技术进行了初步研究，最终设计出这个红外线自动循迹小车，并希望能成小区里的环保清洁小车。
本文首先对自动循迹小车所涉及的技术作了介绍，主要涉及到机械电子、传感器技术、驱动控制技术等多个领域的技术融合。
论文采用STC89C52为控制核心, 通过红外发射和接收管采集信号, 并将信号转换为能被单片机识别的数字信号。
单片机控制直流电机不同的转动状态, 实现小车的前进、左转、右转等功能。
其次，对自动循迹小车的循迹进行了认真的研究，查阅了大量文献，最终利用PWM控制电机的转速，实现一个相对稳定准确的循迹系统。
红外循迹小车原理
红外循迹小车原理红外循迹小车是一种基于红外传感技术的智能小车，它能够通过感知地面上的红外线信号来实现自动跟踪行驶。
这种小车在智能车辆、机器人比赛和科技教育中都有着广泛的应用。
在这篇文档中，我们将详细介绍红外循迹小车的原理及其工作过程。
红外循迹小车主要由红外传感器、控制模块、电机驱动器和电源模块等部分组成。
其中，红外传感器是最关键的部件之一，它能够感知地面上的红外线信号，并将信号转化为电信号输出。
控制模块则负责接收并处理传感器输出的信号，从而决定小车的行驶方向。
电机驱动器则根据控制模块的指令驱动小车的电机进行相应的转向和速度调整。
电源模块则提供工作电压和电流，保证整个系统的正常运行。
红外循迹小车的工作原理是基于地面上的红外线信号。
通常情况下，循迹小车会沿着一条预先绘制好的红外线路线行驶。
红外传感器会不断地感知地面上的红外线信号，并将其转化为电信号输出。
控制模块接收并处理传感器的输出信号，通过对比左右两侧的信号强度差异来判断小车当前的位置偏移情况。
根据这一判断，控制模块会发出指令，控制电机驱动器使小车进行相应的转向和速度调整，从而使小车能够沿着预定的线路行驶。
在实际应用中，红外循迹小车的原理可以通过以下几个关键步骤来实现：1. 红外传感器感知红外线信号，当循迹小车行驶在预先绘制好的红外线路线上时，红外传感器会不断地感知地面上的红外线信号，并将其转化为电信号输出。
2. 控制模块处理信号，控制模块接收并处理传感器的输出信号，通过对比左右两侧的信号强度差异来判断小车当前的位置偏移情况。
3. 发出指令，根据位置偏移情况，控制模块会发出指令，控制电机驱动器使小车进行相应的转向和速度调整，从而使小车能够沿着预定的线路行驶。
红外循迹小车的原理虽然看似简单，但实际上涉及到了许多复杂的技术原理和工程实践。
通过对红外传感器信号的处理和控制模块的智能算法设计，循迹小车能够实现精准的自动跟踪行驶。
这种智能车辆不仅在科技教育中有着广泛的应用，还在工业自动化和智能交通系统中有着巨大的潜在市场。
智能小车红外循迹原理
智能小车红外循迹原理一、概述智能小车红外循迹是一种基于红外线传感器的自动导航技术。
该技术通过对小车周围环境的监测和分析，实现小车在特定路径上自动行驶。
本文将详细介绍智能小车红外循迹的原理、构成以及工作流程。
二、原理智能小车红外循迹原理基于红外线传感器。
当物体发生温度变化时，会产生不同的红外辐射，而红外线传感器可以检测到这些辐射并转化为电信号输出。
通过对不同位置的红外辐射信号进行分析，我们可以得到一个环境温度分布图。
在智能小车中，我们通常使用两个或多个红外线传感器。
当小车行驶时，这些传感器会不断地检测周围环境的温度变化，并将其转换为电信号输出。
通过对这些信号进行处理和比较，我们可以确定小车当前所处位置以及应该向哪个方向前进。
三、构成智能小车红外循迹系统通常由以下几部分组成：1. 硬件部分：包括主控板、电机驱动模块、红外线传感器、电源等。
2. 软件部分：主要由程序控制，包括数据采集、处理和控制小车运动的算法等。
3. 机械部分：包括车身、轮子、齿轮等。
四、工作流程智能小车红外循迹的工作流程如下：1. 初始化：启动小车系统，进行硬件和软件的初始化操作。
2. 数据采集：通过红外线传感器对周围环境进行温度检测，并将检测到的信号转换为电信号输出。
3. 数据处理：将采集到的信号进行处理和比较，确定小车当前所处位置以及应该向哪个方向前进。
4. 控制运动：根据数据处理结果，控制电机驱动模块使小车向目标方向前进或停止。
5. 循环执行：重复执行上述步骤，使小车能够在特定路径上自动行驶。
五、总结智能小车红外循迹是一种基于红外线传感器的自动导航技术。
它通过对周围环境温度变化的检测和分析，实现了小车在特定路径上自动行驶。
该技术不仅具有较高的准确性和稳定性，而且具有较低的成本和易于实现的优点。
在未来，智能小车红外循迹技术有望被广泛应用于无人驾驶、智能家居等领域。
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。
基于红外反射式光电传感器的智能循迹小车
基于红外反射式光电传感器的智能循迹小车
本文所述的智能寻迹小车采用红外光电传感器来识别道路中央的黑色引导线，通过单片机来控制步进电机调节转向和转速，从而实现小车快速稳
定的寻迹行驶。
为保证小车在行驶的过程中具有良好的操纵稳定性和平顺性，本文针对道路特点对小车的方向控制和速度控制，以及传感器的安装都提出
了较为理想的解决方案。
1 系统工作原理
1.1 智能小车寻迹原理
在智能车系统中，寻迹电路采用红外光电传感器进行检测并且寻迹运动。
红外发射管发射的红外线具有一定的方向性，当红外线照射到白色地面
时会有较大的反射，如果距离取值合适，红外接收管接收到反射回的红外线
强度就较大;如果红外线照射到黑色标志线，黑色标志线会吸收大部分红外光，红外接收管接收到红外线强度就很弱。
寻迹时，引导线是黑颜色，不宜反光，当红外发射管输出信号照射到黑色引导线上时输出一个非常微弱的低电平，
这个过程是一个负跳变过程，通过对此信号高低电平的检测就可以知道小车
是正在沿着引导线行驶，若不是沿着引导线行驶，单片机根据传感器送回的。
智能小车红外循迹2024
引言：智能小车红外循迹技术是一种基于红外传感器的自动导航技术，它可以使小车能够根据外界环境发出的红外信号进行导航，实现自动巡航。
本文将从红外循迹技术的原理、应用场景、具体实现方法、优缺点以及未来发展等方面详细讨论。
概述：红外循迹技术是智能小车领域中的重要技术之一，通过红外传感器感知地面上的红外信号，从而确定小车的行驶路径。
该技术常用于自动导航和避障等场景中，具有较高的可靠性和稳定性。
下面将详细探讨智能小车红外循迹技术的相关内容。
正文内容：一、红外循迹技术的原理1.红外传感器的工作原理2.红外信号与地面的交互3.红外循迹算法的实现二、红外循迹技术的应用场景1.工业自动化领域中的应用2.家庭服务中的应用3.自动驾驶车辆中的应用三、智能小车红外循迹技术的具体实现方法1.硬件方案1.1红外传感器选择与安装1.2控制模块设计与搭建1.3电源管理与供电设计2.软件方案2.1红外信号的数据处理2.2循迹算法的设计与实现2.3控制系统的编程与调试四、智能小车红外循迹技术的优缺点1.优点1.1精确度高1.2反应速度快1.3成本较低2.缺点2.1受环境因素影响较大2.2对于不同地面的适应性较差2.3容易受到干扰五、智能小车红外循迹技术的未来发展1.红外循迹技术在自动驾驶领域的应用前景2.其他导航技术与红外循迹技术的结合3.红外传感器的性能改进与创新总结：智能小车红外循迹技术是一种基于红外传感器的自动导航技术，其原理是通过感知地面上的红外信号来确定小车的行驶路径。
红外循迹技术广泛应用于工业自动化、家庭服务和自动驾驶车辆等领域。
该技术具有精度高、反应速度快以及成本低的优点，但也存在受环境因素影响较大、对不同地面适应性差以及易受干扰等缺点。
未来，红外循迹技术在自动驾驶领域的应用前景广阔，并且可以通过与其他导航技术的结合以及红外传感器的性能改进与创新来进一步提升其应用效果和可靠性。
基于STC89C52单片机 红外智能循迹小车
5 系统的总体调试 .............................................................................................................11 5.1 硬件的测试 .....................................................................................................11 5.2 系统的软件调试 .............................................................................................11
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
红外自动循迹小车讲解
目录目录 0摘要： (1)1.任务及要求 (2)1.1任务 (2)2.系统设计方案 (2)2.1小车循迹原理 (2)2.2控制系统总体设计 (2)3.系统方案 (3)3.1 寻迹传感器模块 (3)3.1.1红外传感器ST188简介 (3)3.1.2比较器LM324简介 (4)3.1.3具体电路 (4)3.1.4传感器安装 (5)3.2控制器模块 (5)3.3电源模块 (6)3.4电机及驱动模块 (7)3.4.1电机 (7)3.4.2驱动 (7)3.5自动循迹小车总体设计 (8)3.5.1总体电路图 (8)3.5.2系统总体说明 (10)4.软件设计 (10)4.1 PWM控制 (10)4.2 总体软件流程图 (11)4.3小车循迹流程图 (11)4.4中断程序流程图 (12)4.5单片机测序 (13)5．参考资料 (16)自动循迹小车自动循迹小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C51 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予以分析判断,及时控制驱动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。
关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract :This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly.Keywords :infrared sensor ；MSC ；auto-tracking1自动循迹小车1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。
智能小车红外循迹模块原理
智能小车红外循迹模块原理
1. 红外循迹模块的作用
红外循迹模块是智能小车中的一个重要组成部分，它的主要作用是通
过红外线探测器来检测路面上的黑线，从而实现小车的自动循迹行驶。
2. 红外循迹模块的原理
红外循迹模块的原理是利用红外线探测器对路面上的黑线进行探测和
识别，从而实现小车的自动循迹行驶。
红外线探测器发射红外线，当
红外线照射到黑线上时，会被黑线吸收，从而导致探测器输出低电平
信号；当红外线照射到白色地面上时，会被反射回来，探测器便输出
高电平信号。
通过对探测器输出信号的检测和分析，就可以实现小车
的自动循迹行驶。
3. 红外循迹模块的组成
红外循迹模块主要由红外线发射器、红外线接收器、比较器、电路板
等组成。
其中，红外线发射器和接收器是红外循迹模块的核心部件，
它们负责发射和接收红外线信号，比较器则负责对接收到的信号进行
比较和处理，最终输出控制信号。
4. 红外循迹模块的应用
红外循迹模块广泛应用于智能小车、机器人、自动化生产线等领域，
它可以实现自动循迹、避障、巡线等功能。
同时，红外循迹模块还可
以与其他传感器、执行器等组合使用，实现更加复杂的智能控制系统。
5. 红外循迹模块的发展趋势
随着智能技术的不断发展和普及，红外循迹模块也在不断升级和改进。
未来，红外循迹模块将更加精准、灵敏，能够适应更加复杂和多变的
环境，为智能控制系统的发展提供更加强大的支持和保障。
智能小车循迹原理
智能小车循迹原理智能小车循迹技术是一种基于光电传感器的自动导航技术，通过对地面反射光的检测和分析，实现小车在指定轨迹上行驶的能力。
本文将从传感器原理、信号处理和控制系统三个方面详细介绍智能小车循迹的工作原理。
一、传感器原理智能小车循迹系统主要依靠光电传感器来感知环境，其中常用的光电传感器有红外线传感器和光敏电阻传感器。
红外线传感器是最常见的一种传感器，其工作原理是通过发射和接收红外线来检测地面上的黑线或白线。
当传感器上方是黑线时，地面会吸收红外线，传感器接收到的光强较低；当传感器上方是白线时，地面会反射红外线，传感器接收到的光强较高。
通过检测光强的变化，系统可以确定小车当前位置，以便进行相应的控制。
光敏电阻传感器则是通过光敏电阻的电阻值随光照强度变化来实现检测。
当地面上有黑线时，光敏电阻接收到的光照较强，电阻值较低；当地面上是白线时，光敏电阻接收到的光照较弱，电阻值较高。
通过检测电阻值的变化，系统可以判断小车当前所在位置。
二、信号处理传感器感知到的光信号需要经过一系列的处理和分析，以提取有用的信息。
首先，传感器采集到的光信号需要进行放大和滤波处理，以提高信号的稳定性和可靠性。
接着，通过比较传感器输出信号与设定的阈值，判断当前检测到的是黑线还是白线。
最后，根据检测结果，系统会输出相应的电信号给控制系统，以实现对小车运动的控制。
三、控制系统智能小车循迹系统的控制系统通常由微控制器或单片机来实现。
控制系统根据传感器感知到的信号，判断小车当前位置及偏离轨迹的程度，并根据预设的算法进行相应的控制。
当小车偏离轨迹时，系统会根据传感器的输出信号控制电机的转速和方向，使小车重新回到指定轨迹上。
同时，控制系统还可以实现其他功能，如避障、避免碰撞等。
总结：智能小车循迹原理是基于光电传感器的自动导航技术，通过对地面反射光的检测和分析，实现小车在指定轨迹上行驶的能力。
传感器原理主要是利用红外线传感器或光敏电阻传感器来感知地面上的黑线或白线。
公选课：红外智能循迹小车
红外智能循迹小车学院：专业：班级：学号：姓名：红外智能循环小车设计1 整体设计方案本系统采用简单明了的设计方案。
通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块判断黑线路经，然后由STC89C52通过IO 口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。
1.1 系统基本组成智能循迹小车主要由STC89C52单片机电路、TCRT5000循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。
(1)单片机电路：采用STC89C52芯片作为控制单元。
STC89C52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰，并且与传统的8051单片机程序兼容，无需改变硬件，支持在系统编程技术。
使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序，修改、调速都很方便。
(2)TCRT5000循迹模块：采用脉冲调制反射式红外发射接收器作为循迹传感器，调制信号带有交流分量，可减少外界的大量干扰。
信号采集部分就相当于智能循迹小车的眼睛，由它完成黑线识别并生产高、低平信号传送到控制单元，然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态，来完成自动循迹。
JY043W型光电管和电压比较器LM393为核心部分，再加上必要的外围电路。
(3)L298N驱动模块：采用L298N作为电机驱动芯片。
L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片 L298N可以分别控制两个直流电机，并且带有控制使能端。
该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便，稳定性好，性能优良。
L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。
另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。
(4)直流电机：采用双直流电动机。
直流电动机的控制方法比异步电动机简单，只需给电机两条控制线加上适当的电压就能使电机旋转，在正常工作电压范围，电压越高直流电机转速越高。
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。
智能小车循迹原理
智能小车循迹原理智能小车常用的循迹原理有光电循迹原理、红外循迹原理和超声波循迹原理等。
光电循迹原理是最常用的循迹原理之一、光电循迹传感器通常由发射器和接收器组成，发射器会发出红外线光束，当光束遇到地面时会反射回来。
而接收器会检测到反射回来的光束，从而判断小车当前位置是否在指定的轨迹上。
当小车偏离轨迹时，光电循迹传感器会检测到反射回来的光束变化，通过控制算法计算出需要进行的调整方向和角度，并通过控制小车的电机使其偏离的反方向进行调整，从而使小车重新回到指定的轨迹上。
红外循迹原理是利用红外传感器来检测地面上的黑线信号。
红外传感器可以发射红外线，并通过接收器来检测红外线的强度。
当红外线发射器发出的红外线照射到地面上的黑线时，会产生明显的反射信号。
通过控制算法来检测和分析反射信号的强度，从而判断小车当前位置是否在指定的轨迹上。
当小车偏离轨迹时，红外传感器会检测到反射信号的变化，通过控制算法计算出需要进行的调整方向和角度，并通过控制小车的电机使其偏离的反方向进行调整，从而使小车重新回到指定的轨迹上。
超声波循迹原理是利用超声波传感器来检测距离和障碍物。
超声波传感器可以发射超声波，并通过接收器来接收反射波。
当反射波遇到地面上的黑线时，会产生明显的反射信号。
通过控制算法来检测和分析反射信号的强度和距离，从而判断小车当前位置是否在指定的轨迹上。
当小车偏离轨迹时，超声波传感器会检测到反射信号的变化，通过控制算法计算出需要进行的调整方向和角度，并通过控制小车的电机使其偏离的反方向进行调整，从而使小车重新回到指定的轨迹上。
除了上述的循迹原理，还有其他一些循迹原理，例如激光循迹原理、磁感应循迹原理等。
不同的循迹原理适用于不同的场景和需求，在实际应用中可以根据具体情况选择适合的原理和传感器。
总结起来，智能小车循迹原理是通过传感器和控制算法的配合，实现小车在指定轨迹上行驶的技术原理。
通过不断地检测和分析传感器信号，运用控制算法计算出需要的调整方向和角度，并通过控制电机的运动，使小车能够自动偏离反方向进行调整，最终使小车能够精确地沿着指定的轨迹行驶。
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目录目录 0摘要： (1)1.任务及要求 (2)1.1任务 (2)2.系统设计方案 (2)2.1小车循迹原理 (2)2.2控制系统总体设计 (2)3.系统方案 (3)3.1 寻迹传感器模块 (3)3.1.1红外传感器ST188简介 (4)3.1.2比较器LM324简介 (4)3.1.3具体电路 (4)3.1.4传感器安装 (5)3.2控制器模块 (6)3.3电源模块 (7)3.4电机及驱动模块 (7)3.4.1电机 (7)3.4.2驱动 (8)3.5自动循迹小车总体设计 (9)3.5.1总体电路图 (9)3.5.2系统总体说明 (12)4.软件设计 (12)4.1 PWM控制 (12)4.2 总体软件流程图 (13)4.3小车循迹流程图 (14)4.4中断程序流程图 (16)4.5单片机测序 (18)5．参考资料 (21)自动循迹小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C51 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予以分析判断,及时控制驱动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。
关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract :This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly.Keywords :infrared sensor ；MSC ；auto-tracking1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。
系统方案方框图如图1-1所示。
图1-1 系统方案方框图2.系统设计方案2.1小车循迹原理这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。
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，2.2控制系统总体设计自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2-1 所示。
1、主控制电路模块：用AT89C51单片机、复位电路，时钟电路2、红外检测模块：光电传感器ST188,比较器LM3243、电机及驱动模块:电机驱动芯片L298N、两个直流电机4、电源模块：双路开关电源3.系统方案3.1 寻迹传感器模块ST系列反射式光电传感器是经常使用的传感器。
这个系列的传感器种类齐全、价格便宜、体积小、使用方便、质量可靠、用途广泛。
我们采用ST188作为红外检测传感器。
在黑线检测的测试中，若检测到白色区域，发射管发射的红外线没有反射到接收管，测量接收管的电压为4．8V ，若检测到黑色区域，接收管接受到发射管发射的红外线，电阻发生变化，所分得的电压也就随之发生变化，测的接收管的电压为0．5V，测试基本满足要求。
判断有无黑线我们用的一块比较器LM324，比较基准电压由30K的变阻器调节，各个接收管的参数都不一致，每个传感器的比较基准电压也不尽相同，我们为每个传感器配备了一个变阻器。
3.1.1红外传感器ST188简介含一个反射模块（发光二极管）和一个接收模块（光敏三极管）。
通过发射红外信号，看接收信号变化判断检测物体状态的变化。
A、K之间接发光二极管，C、E之间接光敏三极管（二者在电路中均正接，但要串联一定阻值的电阻）图 3-1 ST188实物图图 3-2 ST188管脚图及部电路3.1.2比较器LM324简介LM324为四运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装。
部有四个运算放大器，有相位补偿电路。
电路功耗很小，工作电压围宽，可用正电源3～30V，或正负双电源±1．5V～±15V工作。
在黑线检测电路中用来确定红外接收信号电平的高低，以电平高低判定黑线有无。
在电路中，LM324的一个输入端需接滑动变阻器，通过改变滑动变阻器的阻值来提供合适的比较电压。
图 3-3 LM324部电路图 3-4 集成运放的管脚图3.1.3具体电路通过ST188检测黑线，输出接收到的信号给LM324 ，接收电压与比较电压比较后，输出信号变为高低电平，再输入到单片机中，用以判定是否检测到黑线。
图3-5 传感器模块电路图3.1.4传感器安装在小车具体的循迹行走过程中，为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向，需要同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，提高其循迹的可靠性。
这4个红外探头的具体位置如图3-6所示。
图3-6 传感器安装图图中循迹传感器全部在一条直线上。
其中X1与Y1为第一级方向控制传感器，X2与Y2为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边的两个传感器之间的宽度不得大于黑线的宽度。
小车前进时，始终保持(如图3-6中所示的行走轨迹黑线)在X1和Y1这两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级传感器就能检测到黑线，把检测的信号送给小车的处理、控制系统，控制系统发出信号对小车轨迹予以纠正。
若小车回到了轨道上，即4个探测器都只检测到白纸，则小车会继续行走；若小车由于惯性过大依旧偏离轨道，越出了第一级两个探测器的探测围，这时第二级探测器动作，再次对小车的运动进行纠正，使之回到正确轨道上去。
可以看出，第二级方向探测器实际是第一级的后备保护，从而提高了小车循迹的可靠性。
3.2控制器模块采用Atmel 公司的AT89C51 单片机作为主控制器。
它是一个低功耗，高性能的8 位单片机，片含32k 空间的可反复擦写100,000 次Flash 只读存储器，具有4K 的随机存取数据存储器（RAM），32 个I/O口，2个8位可编程定时计数器，且可在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。
时钟电路和复位电路如图3-7（与单片机构成最小系统）1）采用外部时钟，晶振频率为12MHZ2）采用按键复位图3-7 时钟电路和复位电路3.3电源模块电源采用双路开关电源。
明伟牌D-30W双路开关电源。
输出（5V、12V）。
实物图如图3-8所示。
图3-8双路开关电源该开关电源尺寸为129X98X38mm，交流输入转换由开关选择，具有过流短路保护功能，能自冷散热。
低价位、高可靠。
输入电压围----85～132VAC/175～264VAC，47～63Hz开关选择；冲击电流----冷起动电流15A/115V 30A/230V；直流电压可调围----额定输出电压的10%；启动、上升、保持时间----200ms，100ms,30ms；耐压性---输入输出间；输入与外壳1.5KVAC，输出与外壳，0.5KVAC，历时一分钟；工作温度、湿度---- -10℃～+60℃，20%～90%RH；安全标准----符合CE标准；EMC标准----符合CE标准；连接方法----7位9.5mm接线端子；质量/包装----0.41Kg,45PCS/19.5Kg/1.2CUFT表1型号输出差值围效率D-30A 5V,0.5V ~ 4.04A ±2% 50mV 72%12V,0.1 ~ 1.0A ±3,-7% 100mV3.4电机及驱动模块3.4.1电机电机采用直流减速电机，直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。
由于其部由高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮组，可以产生较大扭力。
可选用减速比为1：74 的直流电机，减速后电机的转速为100r/min。
若车轮直径为6cm，则小车的最大速度可以达到V=2πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s能够较好的满足系统的要求。
3.4.2驱动驱动模块采用专用芯片L298N 作为电机驱动芯片，L298N 是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，其响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机。
以下为L298N的引脚图和输入输出关系表。
图3-9 L298N外部引脚表2 L298N输入输出关系驱动电路的设计如图3-10 所示：图3-10 L298N电机驱动电路L298N 的5、7、10、12 四个引脚接到单片机上，通过对单片机的编程就可实现两个直流电机的PWM调速控制。
3.5自动循迹小车总体设计3.5.1总体电路图图3-11 总体电路图3.5.2系统总体说明如图3-11所示，当光电传感器开始接受信号，通过比较器将信号传如单片机中。
小车进入寻迹模式，即开始不停地扫描与探测器连接的单片I/O 口，一旦检测到某个I/O 口有信号变化，就执行相应的判断程序，把相应的信号发送给电动机从而纠正小车的状态。
单片机采用T0定时计数器，通过来产生PWM波，控制电机转速。
4.软件设计4.1 PWM控制本系统采用PWM来调节直流电机的速度。
PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的电压,进而达到控制要求的一种电压调整方法。
PWM可以应用在许多方面,如电机调速、温度控制、压力控制等。