电动智能循迹小车设计4
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。
2024年度-智能循迹小车设计
智能循迹小车设计目录•项目背景与意义•系统总体设计•循迹算法研究•控制系统设计•调试与测试•项目成果展示•总结与展望01项目背景与意义智能循迹小车概述定义智能循迹小车是一种基于微控制器、传感器和执行器等技术的自主导航小车，能够按照预定路径进行自动循迹。
工作原理通过红外、超声波等传感器感知周围环境信息，将感知数据传输给微控制器进行处理，微控制器根据预设算法控制执行器调整小车行驶状态，实现循迹功能。
随着工业自动化的发展，智能循迹小车在生产线、仓库等场景中的应用需求不断增加。
自动化需求教育领域需求娱乐领域需求智能循迹小车作为教学实验平台，在高等教育、职业教育等领域具有广泛应用前景。
智能循迹小车可以作为玩具或模型车进行娱乐竞技活动，满足消费者休闲娱乐需求。
030201市场需求分析通过本项目的研究与实践，掌握智能循迹小车的核心技术，包括传感器技术、微控制器技术、控制算法等。
技术目标将智能循迹小车应用于实际场景中，提高生产效率、降低成本、提升产品品质等方面的效益。
应用目标通过智能循迹小车的研发与教学应用，培养学生动手实践能力、创新精神和团队协作能力。
教育意义推动智能循迹小车相关产业的发展，促进就业和经济增长，提升国家科技竞争力。
社会意义项目目标与意义02系统总体设计主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块总体架构设计01020304负责接收和处理传感器数据，控制小车运动。
包括红外传感器、超声波传感器等，用于感知环境和障碍物。
驱动小车前进、后退、转弯等动作。
为整个系统提供稳定可靠的电源。
硬件选型及配置选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
选用高灵敏度、低误差的传感器，如红外反射式传感器、超声波测距传感器等。
选用高效、稳定的电机驱动器，如L298N电机驱动板。
选用合适的电池和电源管理芯片，确保系统长时间稳定运行。
主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块初始化模块传感器数据处理模块运动控制模块调试与测试模块软件功能划分负责系统启动时的初始化工作，包括硬件初始化、参数设置等。
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。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计一、硬件设计1、车体结构智能小车的车体结构通常采用四轮驱动或两轮驱动的方式。
四轮驱动能够提供更好的稳定性和动力，但结构相对复杂；两轮驱动则较为简单，但在稳定性方面可能稍逊一筹。
在选择车体结构时，需要根据实际应用场景和需求进行权衡。
为了保证小车的灵活性和适应性，车架材料一般选择轻质且坚固的铝合金或塑料。
同时，合理设计车轮的布局和尺寸，以确保小车能够在不同的地形上顺利行驶。
2、传感器模块（1）循迹传感器循迹传感器是实现小车循迹功能的关键部件。
常见的循迹传感器有光电传感器和红外传感器。
光电传感器通过检测反射光的强度来判断黑线的位置；红外传感器则利用红外线的反射特性来实现循迹。
在实际应用中，可以根据小车的运行速度和精度要求选择合适的传感器。
为了提高循迹的准确性，通常会在小车的底部安装多个传感器，形成传感器阵列。
通过对传感器信号的综合处理，可以更加精确地判断小车的位置和行驶方向。
（2）避障传感器避障传感器主要用于检测小车前方的障碍物。
常用的避障传感器有超声波传感器、激光传感器和红外测距传感器。
超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离；激光传感器则利用激光的反射来计算距离；红外测距传感器则是根据红外线的传播时间来确定距离。
在选择避障传感器时，需要考虑其测量范围、精度、响应速度等因素。
一般来说，超声波传感器测量范围较大，但精度相对较低；激光传感器精度高，但成本较高；红外测距传感器则介于两者之间。
3、控制模块控制模块是智能小车的核心部分，负责处理传感器数据、控制电机驱动和实现各种逻辑功能。
常见的控制模块有单片机（如 Arduino、STM32 等）和微控制器（如 PIC、AVR 等）。
单片机具有开发简单、资源丰富等优点，适合初学者使用；微控制器则在性能和稳定性方面表现更优，适用于对系统要求较高的场合。
在实际设计中，可以根据需求和个人技术水平选择合适的控制模块。
4、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转，实现前进、后退、转弯等动作。
智能循迹小车设计方案
智能循迹小车设计方案一、设计目标：1.实现智能循迹功能，能够沿着预定轨迹自动行驶。
2.具备避障功能，能够识别前方的障碍物并及时避开。
3.具备远程遥控功能，方便用户进行操作和控制。
4.具备数据上报功能，能够实时反馈运行状态和数据。
二、硬件设计：1.主控模块：使用单片机或者开发板作为主控模块，负责控制整个小车的运行和数据处理。
2.传感器模块：-光电循迹传感器：用于检测小车当前位置，根据光线的反射情况确定移动方向。
-超声波传感器：用于检测前方是否有障碍物，通过测量障碍物距离来判断是否需要避开。
3.驱动模块：-电机和轮子：用于实现小车的运动，可选用直流电机或者步进电机，轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。
-舵机：用于实现小车的转向，根据循迹传感器的信号来控制舵机的角度。
4.通信模块：-Wi-Fi模块：用于实现远程遥控功能，将小车与遥控设备连接在同一个无线网络中，通过网络通信进行控制。
-数据传输模块：用于实现数据上报功能，将小车的运行状态和数据通过无线通信传输到指定的接收端。
三、软件设计：1.循迹算法：根据光电循迹传感器的反馈信号，确定小车的行进方向。
为了提高循迹的精度和稳定性，可以采用PID控制算法进行修正。
2.避障算法：通过超声波传感器检测前方障碍物的距离，当距离过近时，触发避障算法，通过调整小车的行进方向来避开障碍物。
3.遥控功能：通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接，接收遥控指令并解析，根据指令调整小车的运动状态。
4.数据上报功能：定时采集小车的各项运行数据，并通过数据传输模块将数据发送到指定的接收端，供用户进行实时监测和分析。
四、系统实现：1.硬件组装：根据设计要求进行硬件的组装和连接，确保各个模块之间的正常通信。
2.软件编程：根据功能要求，进行主控模块的编程，实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。
3.调试测试：对整个系统进行调试和测试，确保各项功能正常运行，并进行性能和稳定性的优化。
4.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，实现对小车的远程控制和数据监测，提供良好的用户体验。
循迹智能车的设计与制作实验报告
电子技术选修课姓名：学号：专业：题目：循迹智能车的设计与制作实验报告设计地点：设计日期：成绩：指导老师：2015年4月10日一、硬件组装：1、车模套件1万向轮2车底板3驱动轮4主控板5传感器2、车模组装车模组装一：万向轮的安装车模组装二：驱动轮安装1上长脚螺丝2上专用紧固件3固定轮子4固定到小车底盘上（提前焊接电机连接线）二、硬件电路设计与制作1硬件构成原理图2硬件组成1检测单元控制器利用安装于车体前方的循迹传感器实时检测小车的位置，根据小车所处的位置及时调整小车的运行速度和方向，使得小车能够始终沿着引导线运行。
红外对管光电传感器，采用软件编程实现数字化编码。
红外对管：检测原理：当发射管发出的光线照射在赛道的不同位置时，接收管的状态发生较大变化，通过相应的处理电路就可以获得此时的状态值，进行路径的判断。
贴近白色赛道，传感器输出电压达到最大值：约4.7V；远离白色赛道，传感器输出电压达到最小值：约0.2V；贴近黑色赛道，传感器输出电压：约为0.7V。
为保证循迹智能汽车能够按照赛道引导线运行，一般需要多个传感器同时检测赛道。
理论上讲，所用的传感器越多，对赛道的检测则越精确，控制越灵活，但是，当传感器数量增多时，占用的单片机管脚增多，处理电路也增多，消耗的电量也越多。
因此，从实际应用的角度考虑，需合理选择传感器的数量。
另外，传感器的不同排列方式也会对赛道的检测有不同的作用。
循迹传感器采用的是灰度传感器，当传感器位于不同的位置（黑色引导线、白板）时，输出电压值不同，控制器通过对循迹传感器电压值的采样，获取道路信息。
2电机驱动智能汽车由直流电机提供动力，电机由车载直流电源供电，小车在运行过程中需要根据赛道设定合适的速度，即需要对电机速度进行控制。
因此，一般需要通过电机驱动电路向电机提供可以调节输出电压的电源，以控制小车的速度。
使用L298N电机驱动芯片：L298N硬件电路原理图L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
循迹避障智能小车设计(2023最新版)
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计文档范本：
⒈摘要
本文档旨在详细介绍循迹避障智能小车的设计方案。
介绍了小车的硬件组成、软件设计和算法实现，以及测试结果和优化方案。
⒉引言
介绍循迹避障智能小车的背景和应用场景，解释设计的目的和意义。
⒊系统架构
详细介绍循迹避障智能小车的系统组成，包括传感器模块、控制器、执行器等硬件部分，以及软件部分的整体架构。
⒋传感器设计
说明循迹避障智能小车所使用的传感器，包括红外线传感器、超声波传感器等的选择原因和工作原理，以及如何与控制器进行连接。
⒌控制器设计
介绍循迹避障智能小车的控制器设计，包括主控芯片的选择、引脚分配以及与传感器和执行器的连接方式。
⒍执行器设计
详细说明循迹避障智能小车的执行器设计，包括电机控制模块、转向模块等的选择和工作原理。
⒎算法设计
阐述循迹避障智能小车所采用的算法设计，包括循迹算法和避障算法的原理和实现方法。
⒏系统测试与优化
描述循迹避障智能小车的测试方法和实验结果分析，以及针对存在的问题进行的优化措施。
⒐结论
总结循迹避障智能小车设计的成果，评估其性能和应用前景，并展望未来的发展方向。
⒑附件
提供循迹避障智能小车的原理图、源代码、测试数据等附件，以供读者参考使用。
1⒈法律名词及注释
在文档末尾提供相关法律名词的注释，并进行对应解释，以确保读者对相关法律概念的理解和使用的合法性。
智能循迹小车设计报告(总17页)
智能循迹小车设计报告(总17页)一、设计目的本项目旨在设计一款运用机器视觉技术的智能循迹小车，能够自主寻找指定路径并行驶，可用于实现自动化物流等应用场景。
二、设计方案2.1 系统概述本系统基于STM32F103C8T6单片机和PiCamera进行设计。
STM32F103C8T6单片机负责循迹小车的控制和编码器的反馈信息处理，PiCamera则用于实现图像识别和路径规划，两者之间通过串口进行通讯。
2.2 硬件设计2.2.1 循迹模块循迹模块采用红外传感器对黑线进行探测，通过检测黑线与白底的反差判断小车的行驶方向。
本设计采用5个红外传感器，每个传感器分别对应小车行驶时的不同位置，通过对这5个传感器的读取，可以获取小车所在的实际位置和前进方向。
电机驱动模块采用L298N电机驱动模块，通过PWM信号来控制电机的转速和方向。
左右两侧的电机分别接到L298N模块的IN1~IN4引脚，电机转向由模块内部的电路通过PWM 信号控制。
2.2.4 Raspberry PiRaspberry Pi用于图像处理和路径规划。
本设计使用PiCamera进行图像采集，在RPi 上运行OpenCV进行图像处理，识别道路上的黑线，并通过路径规划算法计算出循迹小车当前应该行驶的方向，然后将该方向通过串口传输给STM32单片机进行控制。
本设计的系统结构分为三个层次：传感器驱动层、控制层、应用层。
其中，传感器驱动层实现对循迹小车上的传感器的读取和解析，生成对应的控制指令；控制层对控制指令进行解析和执行，控制小车的运动；应用层实现图像处理和路径规划，将路径信息传输给控制层进行控制。
在应用层，本设计采用基于灰度阈值的图像处理算法，通过寻找图像中的黑色线条，将黑色线条和白色背景分离出来，以便进行路径规划。
路径规划采用最短路径算法，计算出循迹小车当前应该行驶的方向，然后将该方向发送给控制层进行控制。
2.4 可行性分析本设计的硬件设计采用常见的模块化设计，采用Arduino Mega作为基础模块，通过模块之间的串口通信实现对整个系统的控制，扩展性和可维护性良好。
循迹避障智能小车的实验设计
循迹避障智能小车的实验设计本实验旨在设计和实现一个能够循迹避障的智能小车，通过实践验证其实验设计方案是否可行。
通过本实验，希望能够提高小车的自动化水平，使其能够在复杂的路径环境中自主运行。
循迹避障智能小车：实验所用的智能小车需具备循迹和避障功能。
传感器：为了实现循迹和避障功能，我们需要使用多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器等。
电路：实验中需要搭建的电路包括电源电路、传感器接口电路和控制器电路等。
编程软件：采用主流的编程语言如Python或C++进行编程，实现对小车的控制和传感器数据的处理。
搭建电路：根据设计要求，完成电源电路、传感器接口电路和控制器电路的搭建。
安装传感器：将红外线传感器和超声波传感器安装在小车上，并与电路连接。
编程设定：使用编程软件编写程序，实现小车的循迹和避障功能。
调试与优化：完成编程后进行小车调试，针对实际环境进行调整和优化。
通过实验，我们成功地实现了小车的循迹避障功能。
在实验过程中，小车能够准确地跟踪预设轨迹，并在遇到障碍物时自动规避。
实验成功的主要因素包括：正确的电路设计、合适的传感器选型、高效的编程实现以及良好的调试与优化。
在实验过程中，我们发现了一些需要改进的地方，例如传感器的灵敏度和避障算法的优化。
为了提高小车的性能，我们建议对传感器进行升级并改进避障算法，使其能够更好地适应复杂环境。
通过本次实验，我们验证了循迹避障智能小车实验设计方案的有效性。
实验结果表明，小车成功地实现了循迹避障功能。
在未来的工作中，我们将继续对小车的性能进行优化，以使其在更复杂的环境中表现出更好的性能。
本实验的设计与实现对于智能小车的应用和推广具有一定的实际意义和参考价值。
随着科技的不断发展，智能小车已经成为了研究热点之一。
避障循迹系统是智能小车的重要组成部分，它能够使小车自动避开障碍物并按照预定的轨迹行驶。
本文将介绍一种基于单片机的智能小车避障循迹系统设计，该设计具有简单、稳定、可靠等特点，具有一定的实用价值。
智能小车循迹报告
电工电子实习报告学院：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：智能循迹小车设计报告一. 设计要求（1）．通过理论学习掌握基本的焊接知识以及电子产品的生产流程。
（2）．熟悉掌握手工焊接的方法与技巧。
（3）．完成循迹智能小车的安装与调试二. 设计的作用、目的1.利用所学过的基础知识，通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力；2．巩固本课程所学的理论知识和实验技能；3．掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验、动手能力，为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。
三.设计的具体实现1. 系统概述智能机器人小车的设计中我们使用的是一体反射式红外对管，所谓一体就是发射管和接受管固定在一起，反射式的工作原理就是接收管接收到的信号是发射管发出的红外光经过反射物的反射后得到的，所以使用红外对管进行循迹时必须是白色地板红外寻迹是利用红外光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。
（为简化操作，本次实习只安装了两侧的探头）1）行驶直线的控制：利用红外传感器的左右最外端的探头检测黑线，如果全白则说明在道中间，没有偏离轨道，走直线；一旦右侧探头检测到黑线，说明小车外侧探头已跑出轨道，让车左拐；同理一旦左侧检测到黑线，说明左侧探头已经出线，执行右拐命令。
2）拐直角弯的控制：当车前探头检测到黑线，执行直走，让车中心探头去检测，一旦探头检测到黑线开始左拐，直到车位探头检测到跳出左拐命令，继续开始执行循迹，通过设置车中间探头与车尾探头的间距，便可以实现拐弯的角度，进而顺利入弯。
小车的硬件主要包括4大模块：即电源模块、电机驱动模块、红外循迹模块、简易控制模块。
系统工作框图如下：2.单元电路设计与分析1)电源模块电源模块电路板LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。
智能循迹小车总体设计方案
智能循迹小车总体设计方案1.1 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黑线路经，然后由AT89S52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。
1.2系统设计步骤（1)根据设计要求，确定控制方案；（2)将各个模块进行组装并进行简单调试；（3)画出程序流程图，使用C语言进行编程；（4)将程序烧录到单片机内；（5)进行调试以实现控制功能。
1.2.1系统基本组成智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、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AT89S52芯片作为控制单元。
AT89S52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、调速都方便。
（2）循迹模块：采用脉冲调制反射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，有它完成黑线识别并产生高、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。
（3）L298N驱动模块：采用L298N作为点击驱动芯片。
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。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计循迹避障智能小车设计1：引言本文档旨在详细描述循迹避障智能小车的设计方案，包括硬件设计、软件设计以及系统测试等内容。
该智能小车可以通过识别地面上指定的轨迹进行行驶，并通过传感器实现避障功能，是一个具有潜在商业价值的项目。
2：项目概述2.1 项目背景2.2 项目目标2.3 可行性分析2.4 技术要求3：硬件设计3.1 微控制器选择与连接3.2 电机驱动电路设计3.3 传感器选择与接口设计3.4 电源管理设计3.5 小车结构设计4：软件设计4.1 系统架构设计4.2 循迹算法设计4.3 避障算法设计4.4 控制算法设计4.5 用户界面设计5：系统测试5.1 单元测试5.2 集成测试5.3 系统性能测试6：项目进度计划6.1 里程碑计划6.2 任务分解与时间安排7：风险分析与管理7.1 风险识别7.2 风险评估7.3 风险应对策略8：项目质量保证8.1 质量计划8.2 质量控制措施8.3 问题追踪与修复9：项目资源需求及管理9.1 人力资源需求9.2 设备与工具需求9.3 成本管理10：知识产权保护10.1 法律法规概述10.2 知识产权保护措施11：参考文献附件：1、循迹避障智能小车电路原理图2、循迹避障智能小车源代码3、循迹避障智能小车外观图法律名词及注释：1、知识产权：指人们在创作或发现新的想法、概念、技术等方面所享有的权益。
2、版权：指对创作的原创作品享有的独立的、排他的经济权利。
3、知识产权保护措施：指通过法律手段确保知识产权的权益不受侵犯的措施。
智能寻迹小车设计方案
智能寻迹小车设计方案智能寻迹小车设计方案一、项目概述智能寻迹小车是一种能够自主行走并根据黑线路径进行导航的小型机器人。
本设计方案旨在实现小车的自主控制和路径识别功能，为用户提供一个可以根据预定路径行走的智能小车。
二、技术原理智能寻迹小车的核心技术包括光电传感器模块、控制模块和驱动模块。
光电传感器模块用于感知黑线路径，控制模块用于辨识路径信号并控制小车的行走方向，驱动模块用于控制小车的轮子转动。
小车通过光电传感器模块获取黑线路径的信号，经过控制模块的处理后，驱动模块控制轮子的转动实现小车的行走。
三、硬件配置1. 光电传感器：用于感知黑线路径，采用多个红外线光电二极管和光敏二极管进行测量。
2. 控制模块：采用单片机作为控制核心，用于接收和处理光电传感器的信号，并根据信号控制车轮转动。
3. 驱动模块：采用直流电机作为驱动装置，驱动车轮的转动。
四、软件架构1. 信号处理算法：根据光电传感器模块的输出信号，设计信号处理算法，将感知到的黑线路径转化成可识别的控制信号。
2. 路径识别算法：分析感知到的黑线路径信号，识别出黑线的走向，并根据识别结果控制小车的行走方向。
3. 控制算法：根据路径识别算法的结果，控制驱动模块产生适当的电压，实现小车轮子的转动。
五、功能实现1. 自主行走功能：小车能够根据识别的黑线路径自主地行走，避免碰撞障碍物或偏离路径。
2. 路径识别功能：小车能够准确地识别黑线路径，并根据路径进行相应的控制。
3. 远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行远程控制，包括行走方向和速度的控制。
六、性能指标1. 导航准确性：小车在正确识别黑线路径的情况下完成整个行程，保持在路径上的偏离范围小于5mm。
2. 响应速度：小车对路径信号的处理和控制反应时间小于100ms。
3. 可靠性：小车在连续行走1小时内不发生故障，并能正常完成指定的行走任务。
七、安全性考虑1. 碰撞检测：小车装配超声波传感器，能够检测前方的障碍物并自动停止行走，避免碰撞事故的发生。
智能循迹避障小车设计
智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车设计1.简介1.1 背景随着智能技术的不断发展，智能循迹避障小车在各个领域中得到了广泛应用。
此文档旨在提供一个详细的设计方案，以实现智能循迹避障小车的功能。
1.2 目标本设计的目标是开发一款智能小车，能够根据预设的路径行驶，并能够自动避开障碍物。
2.设计概述2.1 硬件设计2.1.1 主控制模块2.1.1.1 微控制器选择根据功能需求和成本考虑，选择一款适合的微控制器作为主控制模块。
2.1.1.2 传感器接口设计适当的传感器接口，用于连接循迹和避障传感器。
2.1.2 驱动模块2.1.2.1 电机驱动器选择根据电机参数和电源需求，选择合适的电机驱动器。
2.1.2.2 电机控制接口设计适当的电机控制接口，用于根据输入信号控制电机的运行。
2.1.3 电源模块2.1.3.1 电源选择根据整体电路的功耗需求，选择合适的电源供应方案。
2.1.3.2 电源管理电路设计设计合适的电源管理电路，用于提供稳定的电源给各个模块。
2.2 软件设计2.2.1 循迹算法设计设计一种有效的循迹算法，使小车能够按照预设路径行驶。
2.2.2 避障算法设计设计一种智能避障算法，使小车能够根据传感器信息自动避开障碍物。
3.实施计划3.1 硬件实施计划3.1.1 购买所需材料和组件根据设计需求，购买合适的硬件材料和组件。
3.1.2 组装硬件模块按照设计要求，组装各个硬件模块，并进行必要的连接。
3.2 软件实施计划3.2.1 开发循迹算法设计和开发循迹算法，并进行模拟和测试。
3.2.2 开发避障算法设计和开发避障算法，并进行模拟和测试。
4.测试和验证4.1 硬件测试使用适当的测试方法，验证硬件模块的功能和性能。
4.2 软件测试使用合适的测试方法，验证软件算法的正确性和可靠性。
5.总结与展望根据测试结果，对整个设计方案进行总结，并提出可能的改进方向。
附件：(此处列出本文档所涉及的附件名称和描述)法律名词及注释：(此处列出本文所涉及的法律名词及其相应的解释和注释)。
智能循迹小车设计方案 智能循迹小车方案
智能循迹小车设计方案智能循迹小车方案自动化06--2班2009年6月5日自动寻迹小车摘要本寻迹小车是以PCB电路板为车架，AT89S51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。
系统由AT89S51通过IO口控制小车的前进后退以及转向。
寻迹由RPR2…各省主要风电塔架制造厂名单序号123456789101112131415161718192021222324 公司名称甘肃玉门锦辉长城甘肃科耀电力有限公司北车集团兰州金牛轨道交通装备有限公司河北强盛风电设备有限公司保定天威电气设备结构有限公司…学习“七.一”讲话精神，深入剖析“四种危险” 胡锦涛在党庆90年大会上，总结了建党以来的“三件大事”和“两大成果”，提出了往后“两个宏伟目标”，指出中共面临“四种考验”和存在“四种危险”。
整篇讲话与时俱进，有新意，有不少新提法，是一篇回顾历史、总结经…自动化06--2班2009年6月5日自动寻迹小车摘要本寻迹小车是以PCB电路板为车架，AT89S51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。
系统由AT89S51通过IO口控制小车的前进后退以及转向。
寻迹由RPR220型光电对管完成。
关键词：AT89S51 直流电机光电传感器自动寻迹电动车AbstractThe smart car is aluminum alloy for the chassis, AT89S51 MCU as its core, including motor and servo, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCDdisplay and 2 keys for start control.Keywords: AT89S51 Motor Servo Photo sensor Electrical fire engines一、系统设计1、设计要求（1）寻线跑（2）显示小车当前的速度（3）显示时间并记录行驶距离（4）自动避开障碍物（5）其他2、小车循迹的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。
智能小车循迹设计方案
智能小车循迹设计方案智能小车循迹设计方案智能小车循迹是指通过对循迹线路的感知和判断，自动调整车辆行驶的轨迹，实现自动化导航的功能。
下面是一个智能小车循迹设计方案的简要介绍。
硬件设计方案：1. 传感器选择：将红外传感器作为循迹小车的传感器，红外传感器具有较高的探测精度和稳定性，在光线变化时也能稳定工作。
2. 微控制器选择：选择一款性能出色、功能强大的微控制器，如Arduino、Raspberry Pi等，作为智能小车的控制中心，负责循迹算法的实现和控制指令的下发。
3. 电机控制：选用直流电机作为小车的驱动源，通过PWM方式控制电机的转速和方向，使小车能够实现前进、后退和转弯等动作。
4. 电源选择：选择适宜的电源供电，保证小车能够长时间稳定工作，同时考虑到重量和体积的限制。
软件设计方案：1. 循迹算法：编写适用于红外传感器的循迹算法，通过传感器感知循迹线路的变化，根据相应的判断逻辑，控制车轮的转动方向，使小车保持在循迹线上行驶。
2. 硬件控制：驱动电机实现小车的移动，通过控制电机的转速和方向，使小车顺利前进、后退和转弯。
3. 用户交互：通过编写用户交互界面，实现对小车循迹功能的设置和控制，方便用户进行配置和操作。
4. 循迹环境优化：通过对循迹环境进行优化，如对循迹线进行加密处理、使用特殊材料制作循迹线等，提高循迹的准确性和稳定性。
5. 故障处理：对于传感器故障、电机故障等情况，做好相应的异常处理，提高小车的稳定性和可靠性。
总结：智能小车循迹设计方案包括硬件部分和软件部分，硬件部分主要包括传感器、微控制器、电机控制和电源选择等；软件部分主要包括循迹算法、硬件控制、用户交互、循迹环境优化和故障处理等。
通过精心设计和实施，可以实现小车循迹的自动导航功能。
智能循迹小车设计方案
智能循迹小车设计方案智能循迹小车设计方案智能循迹小车是一种能够根据预设路径自主行驶的无人驾驶车辆。
本设计方案旨在实现一辆智能循迹小车的设计与制作。
一、方案需求：1. 路径规划与控制：根据预设的路径，小车能够准确、迅速地在指定道路上行驶，并能随时调整方向和速度。
2. 传感器控制与反馈：小车具备多种传感器，能够实时感知周围环境和道路状况，如通过红外线传感器检测道路上的障碍物。
3. 自主导航与避障能力：小车能够自主判断并决策前进、转弯或避让，确保安全行驶。
当感知到障碍物时，能及时做出反应避开障碍。
二、方案设计：1. 硬件设计：a. 小车平台：选择合适的小车底盘，具备稳定性和承重能力，大小和外观可以根据实际需求进行设计。
b. 传感器系统：包括红外线传感器、超声波传感器和摄像头等，用于感应周围环境和道路状况。
c. 控制系统：采用单片机或嵌入式控制器，以实现传感器数据的处理、决策和控制小车运动。
2. 软件设计：a. 路径规划与控制算法：通过编程实现路径规划算法，将预设路径转换为小车可以理解的指令，控制小车的运动和转向。
b. 感知与决策算法：根据传感器获取的数据，实时判断周围环境和道路状况，做出相应的决策，例如避开障碍物或调整行驶速度。
c. 系统界面设计：为方便操作和监测，设计一个人机交互界面，显示小车的状态信息和传感器数据。
三、方案实施：1. 硬件实施：根据设计要求选择合适的硬件部件，并将它们组装在一起，搭建小车平台和安装传感器。
确保传感器按照预期工作稳定。
2. 软件实施：使用合适的编程语言开发控制程序。
编写路径规划、感知与决策算法，并将其与硬件系统绑定在一起。
通过测试和调试确保程序的正常运行。
3. 功能测试：对小车进行现场测试，包括路径规划、感知与决策的功能、反应时间和精度等方面的测试。
根据测试结果进行优化和调整。
四、方案展望：1. 增加智能化功能：进一步发展智能循迹小车的功能，添加更多的传感器和算法，实现更高级的自主导航和避障能力。
智能电动小车设计方案
智能电动小车设计方案
设计目标：设计一个智能电动小车，具有定位导航、避障、智能充电等功能，适用于室内外使用。
1. 外观设计：
- 小车应具有时尚简约的外观设计，外壳选用轻量化材料，
如塑料或铝合金，以便提高小车的机动性和携带性；
2. 电机与驱动系统：
- 选择高效能的无刷直流电机，以提供强劲的动力；
- 配备电机驱动电路，能够实现精确的速度和方向控制；
- 电池采用锂电池，以提供持久的续航能力；
- 设备电路保护系统，以确保小车的安全使用；
3. 定位导航系统：
- 集成全球定位系统（GPS）和惯性导航系统，以提供准确
的定位和导航功能；
- 配备地图应用程序，以可视化显示小车的位置和路线；
- 具备自主导航功能，能够设置目的地并自动规划最优路径；
4. 避障系统：
- 配备超声波或红外传感器，用于检测前方障碍物；
- 使用避障算法，以决策如何避免障碍物；
- 配备声光报警系统，以提醒用户注意避障情况；
5. 智能充电系统：
- 小车底部装备感应线圈，用于与充电基站进行无线充电；
- 设备充电管理系统，能够智能地控制充电过程，提高充电
效率；
- 具备自动寻找充电基站的功能，以方便小车无需人工介入
即可完成充电；
6. 控制系统：
- 配备中央处理器，用于处理传感器数据和执行控制算法；
- 配备无线通信模块，以便与其他智能设备交互；
- 集成操作界面，通过手机或平板电脑实现远程控制和监控；
通过以上设计方案，能够实现智能电动小车的定位导航、避障、智能充电等功能，提高小车的便携性和智能性，适用于多种应用场景。
智能循迹小车程序代码（4路）
智能循迹小车程序代码（4路）/************************************************************** **************硬件连接P1_4接驱动模块ENA使能端输入PWM信号调节速度P1_5接驱动模块ENB使能端输入PWM信号调节速度P1_0 P1_1接IN1 IN2 当 P1_0=1,P1_1=0; 时左电机正转驱动蓝色输出端OUT1 OUT2接左电机P1_0 P1_1接IN1 IN2 当 P1_0=0,P1_1=1; 时左电机反转P1_2 P1_3接IN3 IN4 当 P1_2=1,P1_3=0; 时右电机正转驱动蓝色输出端OUT3 OUT4接右电机P1_2 P1_3接IN3 IN4 当 P1_2=0,P1_3=1; 时右电机反转P1_0接四路寻迹模块接口第一路输出信号即中控板上面标记为OUT1P1_1接四路寻迹模块接口第二路输出信号即中控板上面标记为OUT2P1_2接四路寻迹模块接口第三路输出信号即中控板上面标记为OUT3P1_3接四路寻迹模块接口第四路输出信号即中控板上面标记为OUT4八路寻迹传感器有信号(白线为0 没有信号黑线为1*************************************************************** *************/#include#define Right_moto_pwm P1_4 //接驱动模块ENA使能端输入PWM信号调节速度#define Left_moto_pwm P1_5 //接驱动模块ENB使能端输入PWM信号调节速度#define Left_1_led P2_0 //四路寻迹模块接口第一路#define Left_2_led P2_1 //四路寻迹模块接口第二路#define Right_1_led P2_2 //四路寻迹模块接口第三路#define Right_2_led P2_3 //四路寻迹模块接口第四路#define Left_moto_go {P1_0=0,P1_1=1;} //左电机前进#define Left_moto_back {P1_0=1,P1_1=0;} //左电机后退#define Left_moto_stop {P1_0=1,P1_1=1;} //左电机停转#define Right_moto_go {P1_2=0,P1_3=1;} //右电机前转#define Right_moto_back {P1_2=1,P1_3=0;} //右电机后退#define Right_moto_stop {P1_2=1,P1_3=1;} //右电机停转#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar pwm_val_left =0;uchar push_val_left =0; //左电机占空比N/10uchar pwm_val_right =0;uchar push_val_right=0; //右电机占空比N/10bit Right_moto_stp=1;bit Left_moto_stp =1;/************************************************************** **********/void run(void) //前进函数{push_val_left =13; //PWM 调节参数1-20 1为最慢20是最快改这个值可以改变其速度push_val_right =15; //PWM 调节参数1-20 1为最慢20是最快改这个值可以改变其速度Left_moto_go ; //左电机前进Right_moto_go ; //右电机前进}/************************************************************** **********/void left(void) //左转函数{push_val_left =8;push_val_right =9;Right_moto_go; //右电机继续Left_moto_stop; //左电机停走}/************************************************************** **********/void right(void) //右转函数{push_val_left =8;push_val_right =9;Right_moto_stop; //右电机停走Left_moto_go; //左电机继续}void Delayms(uint x){uchar i;while(x--)for(i=0;i<120;i++);}void stop(void){Right_moto_stop; //右电机停走Left_moto_stop; //左电机停走Delayms(3000);run();Delayms(100);}/*************************PWM调制电机转速********************************/void pwm_out_left_moto(void) //左电机调速,调节push_val_left的值改变电机转速,占空比{if(Left_moto_stp){if(pwm_val_left<=push_val_left)Left_moto_pwm=1;elseLeft_moto_pwm=0; if(pwm_val_left>=20)pwm_val_left=0;}elseLeft_moto_pwm=0;}void pwm_out_right_moto(void) //右电机调速,调节push_val_left的值改变电机转速,占空比{if(Right_moto_stp){if(pwm_val_right<=push_val_right)Right_moto_pwm=1;elseRight_moto_pwm=0;if(pwm_val_right>=20)pwm_val_right=0;}elseRight_moto_pwm=0;}/***************************************************/void xunji(){switch(P2&0x0f){case 0x00: // 全部没有压线直走run(); break;case 0x01: // 右压线左转left(); break;case 0x02: // 右压线左转left(); break;case 0x04: // 左压线转右right(); break; case 0x08: // 左压线右转right();break;case 0x0f:stop();break;default:run(); break;}}/***********TIMER0中断服务子函数产生PWM信号**********/ void timer0()interrupt 1 using 2{TH0=0XF8; //2Ms定时TL0=0X30;pwm_val_left++;pwm_val_right++;pwm_out_left_moto();pwm_out_right_moto();}/***************************************************/void main(void){TMOD=0X01;TH0= 0XF8; //2ms定时TL0= 0X30;TR0= 1;ET0= 1;EA = 1;while(1) /*无限循环*/ {xunji(); }}。
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物理与电子工程系《电子设计与实践》
2011年春
敬请各位领导专家批评指正！
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➢电机
B
MCU是大脑
➢AT89S51
单片机控制模块
A
留足扩展
➢键盘、显示和声响
键盘模块 显示模块 声响模块
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2、设计方法与系统框图
以功能模块为基础自顶而下的设计方法
小车循迹系统
自
顶
而 下
路电 面机 检驱
单键显声 片盘示响 机模模模
路面 检测
测动 控块块块
制
ST168 检测 电路
L298 控制 电路
AT89 S51单 片机
电路图
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以 功能 模块 为 基础
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三、循迹C程序设计
1、程序流程 结构化程序的设计方案 启动
void main( )
{ 主要完成系统的初始化；}
系统初始化
否
Speaker_LED( )
是否检测到黑线？
➢实现了机电一体化设计； ➢体现了多学科交叉应用。
因此，无论从学生就业的前景考虑，还是实
践动手能力、创新能力培养的角度考虑，设立 智能小车控制类的题目，意义重大。
电动智能循迹小车设计能达到较好训练的目的
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循迹小车题目要求
设计并制作一个能自动 循迹小汽车。
9
4
5 7 10 12 6 11
IN1 IN2 IN3 IN4 ENA ENB
VCC
VS OUT1 2 OUT2 3 OUT3 13
1 15
SENSA SENSB
GND
OUT4 14
8
L298
L298N功能表 ENA In1 In2 运行状态
0 × × 停止 1 1 0 正传 1 0 1 反转 1 1 1 刹停 1 0 0 停止
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据统计，从1989年至2000年，平均每辆 车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的 比例由16％增至23％以上。
近年来，一些豪华轿车上，使用单片微 型计算机的数量已经达到48个，电子产品占 到整车成本的50％以上。
目前，电子技术的应用几乎已经深入到 汽车所有的系统。
制
显示 声响 模块 模块
单片机
电机
控制 . 驱动
键盘模块
抓住主要矛盾，不在具体细节上纠缠。
尽量运用概念描述、分析设计对象，不过早地考虑具体的
电路、元器件和工艺。
充分借鉴前辈的研究成果。
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3、路面检测原理
黑色和白色路面对光的反射程度不同
➢白色反射程度强，而黑色反射程度弱。
系统初始化
否 是否检测到黑线？
是 监测处理
{
case 2:
左转
前进
右转
{ ENA=4=0; } break;
case 3: {
} break;
否 循迹是否结束？
case 6: {
default: {
} }}
} break; }
是 声光报警
SENSA SENSB
GND
OUT4 14MOTOR2
8
L298
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输出 控制
输入 控制
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分析细节、完善自顶而下的设计方法 小车循迹系统
自
上
路电 单 键 显声 面机 片 盘 示响
而
检驱 机 模 模模
下
测动 控 块 块块
➢Anti-lock Brake System, ABS
➢车载音响娱乐等。
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2、电子设计竞赛 全国大学生电子设计竞赛多次涉及智
能小车控制的题目。 以本科组为例：
➢2001年，自动往返电动小汽车 ； ➢2003年，电动汽车入库； ➢2005年，悬挂运动控制系统； ➢2007年，电动车跷跷板；
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P1.0
单片 P1.1
机 P1.3
控制
P1.4 P1.2
P1.5
L298典型应用电路
VCC
驱动电源6V
9
4 U2
5 7 10 12 6 11
IN1 IN2 IN3 IN4 ENA ENB
VCC
VS OUT1
OUT2
OUT3
2
3 MOTOR1
13
1 15
void Scan_Function( ) interrupt 1 using 1
启动
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
if(++t_count==2)
{ t_count=0; P2=0xFF;
run_status=P2^0xFF;
switch(run_status)
——反射式红外光电传感器ST168
组成原 理图
P2.0
P2.1
P2.2
单片 机 控制
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引脚图
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反射接收良好 反射接收不良
光电晶体管导通 光电晶体管截止
输出高电平 输出低电平
高低
高
高
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4、电U3机驱动
电机驱动芯片——L298
第十一讲 循迹小车的设计
一、课题的背景与意义
二、循迹小车设计思路
三、循迹C程序设计 四、课后思考与实训
物理与电子工程系 徐坤
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一、课题的背景与意义
1、市场需求 未来几年，国内汽车、电动汽车市场前
景良好，与之相关的人才需求量巨大。
涉及到： ➢汽车生产、销售 ➢售后服务 ➢汽车电子
➢2009年，声音导引系统 。
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接收器 C
1m 中点 O’
x
W
y
D
S 可移动
声源
电机
传感
通信
接收器 A
中点 O 1m
接收器 B
图1 系统示意图
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MCU
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智能小车控制的题目涉及到：传感（光、 声）、通信、机械、MCU控制等。
演示场地1米见方，表 面贴有白纸，在其上有 黑色胶带制成的轨迹 （宽6厘米，均匀）。
能够自行沿着曲线行走 （A点循迹到C点），而 A 无需人工干预 （遥控）。
C B
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二、循迹小车设计思路
1、题目分析
感知路面信息 路面检测模块
C
➢颜色——黑与白
运动
电机驱动模块
{ 完成提示任务；} Display_Function( )
是 监测处理
{ 完成显示工作；}
左转
前进 右转
void Scan_Function( )
否
{ 完成检测信号的识别、处理及 循迹是否结束？
对小车运动状态的做出指示；}
是 声光报警
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2、系统初始化
（1）I/O分配与定义
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四、课后思考与实训
1 、思考
按照此方法设计的循迹小车的运行状态是什么 样子的，为什么？有何改进的举措？
2 、实训内容：
（1）利用Proteus画出仿真原理图； （2）完成控制程序的编写，利用Keil调试； （3）利用Protel99SE画出电路原理图，并制出
否 是否检测到黑线？
是
（2）MCU对传感信号的识别方式确定 监测处理
编程扫描方式 定时扫描方式
左转
前进
右转
中断扫描方式 原则：既要保证MCU能及时响 应外围信号的输入操作，又不 要过多占用CPU 的工作时间。
否 循迹是否结束？
是 声光报警
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3、监测与处理
启动
传左右感侧信电号子输控入制端端 ：：：
系统初始化
ssbsbibtitilteINIfNt1_3=s=PePn11s^^o03r;=; P2^0; ssbsbibtitimtINIiNd2d4=l=ePP_11s^^e14n; ;sor=P2^1;
ssbsbibtitirtEigENhNAt_B=s=PeP1n1^s^2o5;r=; P2^2;