智能循迹避障小车控制系统设计最终版
智能循迹避障声控小车设计__毕业设计
智能循迹避障声控小车设计摘要系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。
采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。
系统能实现对线路进行寻迹，小车可以前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声音控制小车的启停。
整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。
关键词：P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机ABSTRACTSystem is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction.KEYWORD:P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed目录1 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.1.1 基本要求 (1)1.1.2 扩展部分 (1)1.2 总体设计方案 (1)1.2.1 基本模块设计方案论证与比较 (1)1.2.2 系统总体设计方案 (5)2 单元硬件电路设计 (6)2.1 光电对管寻迹模块 (6)2.2电机驱动电路的设计 (6)2.3红外避障模块 (7)2.4 单片机P89V51核心模块 (8)2.5 声控电路 (8)2.6 语音播报模块 (9)3 系统软件设计 (10)3.1主程序流程图 (10)3.2 传感器数据处理及寻迹程序流程 (11)4 系统测试 (12)4.1 硬件测试 (12)4.2 硬件与软件的联机测试 (12)5 测试数据及实验结果 (13)参考文献 (14)1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 基本要求1、小车可以自动寻迹在设计好的线路上向前或向后跑。
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。
智能避障小车电路控制系统设计
智能避障小车电路控制系统设计第一章绪论随着科技的不断发展，现在社会上普及了各种智能设备，比如智能手机、智能电视等。
而在智能设备倡导的技术浪潮中，智能小车也逐渐走近了人们的生活。
智能小车可以自动行驶，具备避障和自主规划路径的功能，被广泛应用于工业生产、家庭宠物和商业领域。
本文主要针对一种智能避障的小车，介绍如何设计它的电路控制系统。
第二章智能避障小车的软件系统设计智能避障小车重要的部分是它的软件系统。
软件系统设计要完成小车的逻辑控制、数据记录、交互界面等功能。
首先，逻辑控制的设计分为嵌入式控制和上位机控制两部分。
嵌入式控制采用单片机控制，这里选取常用的STM32系列，对小车的控制和数据采集进行编程。
上位机控制在PC端，主要负责数据的传输和调试功能。
其次，数据记录的设计分为实时数据和历史数据，实时数据包括速度、角度、温度、湿度等采集数据，历史数据采用数据库进行存储，主要包括避障行驶的路径、时间等记录信息。
最后，交互界面的设计主要用QT设计，负责实时数据的显示和历史数据的查询；同时，在调试过程中需要通过串口进行调试，可使用XCOM等串口调试工具进行调试。
第三章智能避障小车的硬件系统设计智能避障小车的硬件系统设计主要包括硬件电路设计和机械设计两部分。
硬件电路设计主要包括电源设计、传感器设计、驱动和通信设计四部分内容。
电源设计采取锂电池供电，以保持小车的运行时间和速度；传感器设计应选用超声波传感器、红外传感器和陀螺仪进行检测和测量；驱动采用TB6612FNG驱动芯片，驱动小车的电机；通讯设计主要采用串口通信方式，将采集的数据和控制信号进行传输。
机械设计主要包括底盘、车轮、电机、连接器、支架和外壳等部分，实现车身的稳定和机动性能。
第四章实验流程及结果分析本文对智能避障小车的电路控制系统进行了设计和实现，并在实际小车平台上进行了测试。
实验流程主要是确保测试环境符合实验要求，然后对小车进行按照设计要求按照流程在PC端进行程序上传、采集和调试。
《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、引言随着科技的不断发展，智能化技术逐渐深入到各个领域，其中，自循迹智能小车作为智能控制技术的重要应用之一，在物流、安防、科研等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细介绍自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程，包括系统架构、硬件设计、软件设计、实验结果及未来展望等方面。
二、系统架构设计自循迹智能小车控制系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块三部分组成。
传感器模块负责获取环境信息，控制模块负责处理传感器信息并发出控制指令，执行模块则根据控制指令驱动小车运动。
系统架构设计应遵循模块化、可扩展、可维护的原则，以便于后续的升级和维护。
三、硬件设计1. 传感器模块设计传感器模块包括超声波测距传感器、红外线避障传感器、摄像头等。
其中，超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离，红外线避障传感器用于检测前方是否有障碍物，摄像头则用于获取环境图像信息。
这些传感器通过数据线与控制模块相连，实现信息的实时传输。
2. 控制模块设计控制模块是整个系统的核心，采用微控制器作为主控芯片，通过编程实现控制算法。
微控制器应具备高性能、低功耗、易于编程等特点。
此外，控制模块还应包括电源管理模块、通信模块等，以实现电源管理和与其他设备的数据交互。
3. 执行模块设计执行模块主要包括电机和驱动电路。
电机采用直流电机或步进电机，驱动电路则负责将控制模块发出的控制指令转换为电机的运动指令。
执行模块应具备高效率、低噪音、长寿命等特点。
四、软件设计1. 控制系统软件设计控制系统软件主要包括主控程序和各传感器驱动程序。
主控程序负责实现自循迹算法、避障算法等核心控制逻辑，传感器驱动程序则负责获取传感器信息并传输给主控程序。
软件设计应遵循代码可读性、可维护性、可扩展性等原则，以便于后续的升级和维护。
2. 算法设计自循迹算法是本系统的关键技术之一，通过图像处理和路径规划等技术实现小车的循迹功能。
避障算法则用于检测前方障碍物并规划避障路径，保证小车的安全行驶。
智能寻迹避障小车寻迹系统设计
智能寻迹避障小车寻迹系统设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计1．任务任务一：产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序；任务二：产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序；2．要求（1）能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能；（2）行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之内；（3）智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈；项目描述该项目的主要内容是：在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路，然后运用C语言对系统进行编程，使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能，并且在行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之内；当人为将小车拿开，再从小于90度的任意方向放置小车，小车应能重新找回轨道，并沿黑线继续转圈。
通过该项目的学习与实践，可以让读者获得如下知识和技能：继续掌握单片机I/O端口的应用；掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法；掌握数码管的工作原理与控制方法；掌握单片机C语言的编程方法与技巧；能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数；必备知识2.1.1 关于红外线传感器红外线定义：在光谱中波长自至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。
所有高于绝对零度（℃）的物质都可以产生红外线。
现代物理学称之为热射线。
医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。
红外线发射器：红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。
根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。
如：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。
红外线对管应用：本项目中，小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。
具体工作过程如下：两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底盘正前方，红外发射管一直发射信号，接收管时刻准备接收信号。
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。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计一、设计背景随着自动化技术和人工智能的不断发展，智能小车在工业生产、物流运输、家庭服务等领域的应用越来越广泛。
循迹避障智能小车作为其中的一种，能够在预设的轨道上自主行驶，并避开途中的障碍物，具有很高的实用价值。
例如，在工厂的自动化生产线中，它可以完成物料的搬运工作；在家庭中，它可以作为智能清洁机器人，自动清扫房间。
二、硬件设计1、控制器控制器是智能小车的核心部件，负责整个系统的运算和控制。
我们选用了 STM32 系列单片机，它具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等优点，能够满足智能小车的控制需求。
2、传感器（1）循迹传感器为了实现小车的循迹功能，我们选用了红外对管传感器。
将多个红外对管传感器安装在小车底部，通过检测地面反射的红外线强度来判断小车是否偏离轨道。
（2）避障传感器超声波传感器是实现避障功能的常用选择。
它通过发射和接收超声波来测量与障碍物之间的距离，当距离小于设定的阈值时，小车会采取相应的避障措施。
3、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转。
我们选用了 L298N 电机驱动芯片，它能够提供较大的电流驱动能力，保证小车的动力充足。
4、电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源。
考虑到小车的工作环境和功耗要求，我们选用了可充电锂电池作为电源，并通过降压模块将电压转换为各个模块所需的工作电压。
三、电路设计1、控制器电路STM32 单片机的最小系统电路包括时钟电路、复位电路、电源电路等。
此外，还需要连接外部的下载调试接口，以便对程序进行烧写和调试。
2、传感器电路红外对管传感器和超声波传感器的电路设计相对简单，主要包括信号调理电路和接口电路。
信号调理电路用于将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
3、电机驱动电路L298N 电机驱动芯片的电路连接需要注意电机的正反转控制和电流限制。
同时，为了提高电路的稳定性，还需要添加滤波电容和续流二极管等元件。
四、软件编程1、编程语言我们使用 C 语言进行编程，它具有语法简洁、可移植性强等优点，适合于单片机的开发。
《2024年智能小车避障系统的设计与实现》范文
《智能小车避障系统的设计与实现》篇一一、引言智能小车避障系统是一项将先进科技与现实生活相结合的创新性项目，通过采用精确的传感器、有效的算法和可靠的控制系统，小车能够实现自动避障，提高行驶的安全性和效率。
本文将详细介绍智能小车避障系统的设计与实现过程，包括系统架构、硬件设计、软件设计以及实验结果等。
二、系统架构设计智能小车避障系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块三部分组成。
传感器模块负责检测周围环境中的障碍物，控制模块根据传感器数据做出决策并控制执行模块的动作。
系统采用模块化设计，便于后期维护和升级。
三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块包括超声波测距传感器和红外线避障传感器。
超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离，红外线避障传感器用于检测障碍物的位置和大小。
这些传感器通过I/O接口与控制模块相连，实时传输数据。
2. 控制模块：控制模块采用高性能的微控制器，负责接收传感器数据、处理数据并做出决策。
此外，控制模块还负责与执行模块进行通信，控制其动作。
3. 执行模块：执行模块包括小车的电机驱动系统和转向系统。
电机驱动系统根据控制模块的指令驱动小车前进、后退、左转或右转；转向系统则根据电机驱动系统的输出进行相应调整，保证小车的稳定行驶。
四、软件设计1. 数据采集与处理：软件首先通过传感器模块采集周围环境中的障碍物数据，然后对数据进行预处理和滤波，以提高数据的准确性和可靠性。
2. 路径规划与决策：根据处理后的数据，软件采用适当的算法进行路径规划和决策。
例如，可以采用基于规则的决策方法或基于机器学习的决策方法。
3. 控制输出：根据决策结果，软件通过控制模块向执行模块发出指令，控制小车的动作。
五、实现过程1. 硬件组装：将传感器模块、控制模块和执行模块进行组装，完成小车的搭建。
2. 软件编程：编写软件程序，实现数据采集、处理、路径规划和决策等功能。
3. 系统调试：对小车进行调试，确保各部分正常工作且能够协同完成避障任务。
基于单片机的智能小车避障循迹系统设计
基于单片机的智能小车避障循迹系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化趋势的深入发展，单片机技术在现代电子系统中扮演着日益重要的角色。
特别是在智能机器人、自动化设备等领域，基于单片机的智能系统设计成为研究的热点。
其中，智能小车作为一种典型的移动机器人平台，具有广泛的应用前景。
智能小车能够在复杂环境中自主导航、避障和完成任务，这对于提高生产效率、降低人力成本以及实现智能化管理具有重要意义。
本文旨在设计一种基于单片机的智能小车避障循迹系统。
该系统利用单片机作为核心控制器，结合传感器技术、电机驱动技术和控制算法，实现小车的自主循迹和避障功能。
通过对小车硬件和软件的设计与优化，使其在复杂环境中能够稳定、高效地运行，并具备一定的智能化水平。
本文首先介绍了智能小车的研究背景和意义，阐述了基于单片机的智能小车避障循迹系统的研究现状和发展趋势。
然后，详细描述了系统的总体设计方案，包括硬件平台的搭建和软件程序的设计。
在硬件设计方面，重点介绍了单片机的选型、传感器的选择与配置、电机驱动电路的设计等关键部分。
在软件设计方面，详细阐述了避障算法和循迹算法的实现过程，以及程序的编写和调试方法。
本文还通过实验验证了所设计系统的可行性和有效性。
通过实验数据的分析和对比，证明了该系统在避障和循迹方面具有较高的准确性和稳定性。
本文也探讨了系统存在的不足之处和未来的改进方向，为相关领域的研究提供了一定的参考和借鉴。
本文设计的基于单片机的智能小车避障循迹系统具有较高的实用价值和广泛的应用前景。
通过不断优化和完善系统的设计，有望为智能机器人和自动化设备的发展做出积极的贡献。
二、系统硬件设计在智能小车避障循迹系统设计中，硬件设计是整个系统的基石。
我们选用了性价比较高、易于编程控制的单片机作为核心控制器，围绕它设计了整个硬件系统。
核心控制器：选用了一款高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责处理传感器数据、执行避障和循迹算法，以及控制小车的运动。
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。
智能避障小车设计 毕业设计 完整版 附程序编程
上海交通大学毕业设计设计题目：智能避障小车设计系别：机电工程系班级：10测控技术与仪器(1)班姓名：XXX指导教师： XXX2014年6月8 日智能小车设计摘要随着近年来机器人的智能水平不断提高，其中机器人的感觉传感器种类越来越多，而视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。
智能小车可应用于无人工厂，仓库，服务机器人等领域解决一些高危环境下的难题。
同时单片机技术的迅速发展使得机器人的智能控制更加智能化，人性化。
该设计是利用光电传感器以一定的频率发射红外线来检测障碍物，然后将检测信号发送到STC89C52单片机，并以STC89C52单片机为控制芯片进而电动小汽车的速度及转向，以此实现自动避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波调速控制。
本设计结构简单，较容易实现，与实际相结合，现实意义很强，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。
关键词：智能小车; STC89C52单片机; L298N; PWM波Design Of Smart CarAbstractAlong with the robot's intelligent level rises ceaselessly, the types of robot sensory sensor are more and more, and the vision sensor have become the important part in the automatic walking and driving .Smart car can be applied to unmanned factory, warehouse, service robot and etc. to solve some high risk environment problems，At the same time,The rapid development of MCS technology makes the intelligent control of robot more intelligent ang humane.This design uses a photoelectric sensor sending a certain frequency transmitting infrared to detect obstacles, and then sends a detection signal to a STC89C52 MCS. While the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52 MCS.This design is practical ,easy realization and simple in the structure, but highly intelligent, humane, Intelligent in some degree.Key words:Smart Car; STC89C52 MCS; L298N; PWM Signa目录1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2论文的研究任务与内容 (2)2方案设计与论证 (3)2.1主控系统 (3)2.2直流调速系统 (4)2.3检测系统 (5)2.4电机驱动系统 (6)2.5 机械系统 (8)2.6电源模块 (9)3硬件设计 (10)3.1总体设计 (10)3.1.189C52单片机硬件结构 (12)3.1.2单片机最小系统设计 (16)3.2避障模块 (18)3.3驱动电路 (19)3.4总控制系统 (23)4软件设计 (24)4.1程序设计 (24)4.1.1电机驱动程序 (24)4.1.2避障程序 (25)4.1.3电机调速程序 (28)5总结与展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)外文资料 (35)附录1程序清单 (40)附录2电路图 (53)1引言1.1课题背景机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
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)。
智能寻迹避障小车电机控制系统设计
掌握单片机I/O端口的基本应用方法；
学会单片机C语言的基本编程方法；
掌握直流伺服电机的基本工作原理和控制方法； 掌握直流减速电机的基本工作原理和控制方法；
#define uchar unsigned char
sbit zuo1=P0A1;//左电机端口定义
sbit zuo2=P0A0；
sbit you1=P0A3; //右电机端口定义
sbit you2=P0A2;
void delay(uint x)
{
uchar i;
while(x--)
for(i=0;i<123;i++);
标准的伺服电机有三条控制线，分别为：电源、地线及控制线。电源线与地线用于提 供内部的电机及控制线路所需的能源，控制信号要求是一个周期性的正向脉冲信号，这个 周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms-2ms之间，而低电平时间应在5ms到20ms之间。
本书向读者介绍的伺服电机是PARALLAX公司生产的连续旋转伺服电机，它的控制信号 时序是：低电平时间固定为20ms,高电平为1.3ms—1.7ms之间。图1.1为PARALLAX^司 生产的直流伺服电机外形图。
采用晶体三极管来完成此功能，可参见图1.4所示的电机控制示意图。此处只是为简述控制
原理，所以用开关模拟电机工作过程。
VCC
（5
图1.3 H桥驱动直流电机电路
从图中可以看出，其形状类似于字母“H，而作为负载的直流电机是像“桥”一样架在
《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。
《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，智能小车作为智能交通系统的重要组成部分，已经广泛应用于军事、工业、民用等多个领域。
自循迹智能小车控制系统的设计与实现，成为了智能化进程中一个关键环节。
本文旨在阐述自循迹智能小车控制系统的设计原理和实现过程，分析系统结构与功能，为相关研究与应用提供参考。
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：电机驱动模块、传感器模块、主控制器模块等。
其中，电机驱动模块负责驱动小车前进、后退、转向等动作；传感器模块包括红外传感器、超声波传感器等，用于检测小车周围环境及路径信息；主控制器模块采用高性能微控制器，负责协调各模块工作，实现小车的自主循迹。
2. 软件设计软件设计包括控制系统算法设计和程序编写。
控制系统算法主要包括路径识别算法、速度控制算法、避障算法等。
程序编写采用模块化设计思想，将系统功能划分为多个模块，如电机控制模块、传感器数据采集模块、路径识别与决策模块等。
各模块之间通过通信接口进行数据交换，实现小车的自主循迹。
三、实现过程1. 传感器数据采集与处理传感器模块负责采集小车周围环境及路径信息，包括红外传感器、超声波传感器等。
这些传感器将采集到的数据传输至主控制器模块，经过数据处理与分析，提取出有用的信息，如障碍物位置、路径边界等。
2. 路径识别与决策路径识别与决策模块根据传感器数据，判断小车当前位置及目标路径，并制定相应的行驶策略。
当小车偏离目标路径时，系统会自动调整行驶方向，使小车重新回到目标路径上。
此外，避障算法也在此模块中实现，当检测到障碍物时，系统会及时调整小车的行驶方向，避免与障碍物发生碰撞。
3. 电机控制与驱动电机控制与驱动模块根据主控制器的指令，控制电机的运转，实现小车的前进、后退、转向等动作。
通过调整电机的转速和转向，可以实现对小车速度和行驶方向的精确控制。
四、实验结果与分析通过实验测试，自循迹智能小车控制系统能够在不同环境下实现自主循迹和避障功能。
智能循迹避障小车设计
智能循迹避障小车设计本文是基于单片机控制的一款智能循迹避障小车，由传感模块、电源模块、驱动模块、调试模块和单片块组成。
利用单片机控制、电源驱动电路、红外对管和超声波检测黑线与障碍物，当右侧传感器检测到黑线时，小车往右侧偏转，左侧的传感器检测到黑线时，小车往左侧偏转，并能控制电动小车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
标签：避障；循迹；智能小车11.1 总体设计思路本系统采用集成设计方案。
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STC单片机通过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小车循迹避障部分设计思路小车循迹避障部分是能够采集周围环境障碍物的信息，并返回至单片机进行处理，其组成部分包括：环境信息采集电路、放大电路、单片机控制电路。
路线采集电路一般有脉冲调制的反射式红外发射接收器和信号放大器组成，脉冲调制的反射式红外发射接收器根据不同颜色对光的反射程度不同，将路线信息送至放大器，放大器可作为比较器可作简单的滤波，放大器将从脉冲调制的反射式红外发射接收器返回的信号转化为单片机可识别的电平信号后送入单片机。
STC单片机可根据接收的信息判断路线的信息，实现对左右两侧直流电机工作状态的控制，以实现左右转向，最终实现循迹功能。
2 小车的硬件电路设计2.1 单片机的选型选择一款8051系列速度快、功耗低、抗干扰性好的单片机。
它的高效寻址方式、大容量Flash、EEPROM、A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器（PWM）等功能特点，较好的实现了强大的功能与超低功耗的结合。
而且在功能同样的情况下，管脚较少封装体积小，价格比其他型号便宜，因此具有很好的性价。
2.2 微处理器模块电路微处理器用STC单片机构成的最小系统组成，其包括晶振、一个复位电路和一个小车运行模式选择按键。
其中晶振大小为16MHz，复位开关为微动开关，模式选择开关则为带锁开关，可实现模式选择的锁定，以便主程序查询。
智能寻迹避障小车自动控制设计
智能寻迹避障小车自动控制设计
1.设计内容
利用STC12C5A60S2单片机和玩具小车底盘以及相应的传感器实现小车的智能寻迹和避障功能。
2 系统规划设计
2.1 主控系统
采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。
在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用一片单片机，充分利用STC12C5A60S2单片机的资源。
（如图2.1）
图2.1 STC12C5A60S2单片机
2.2 电机驱动模块
采用L293D小型直流电机驱动器，所用芯片L293D属于H桥集成电路，其输出电流为1000MA，最高电流2A，最高工作电压36V，可以驱动感性负载，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。
当驱动小型直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。
（如图2.2）
图2.2 L293D小型直流电机驱动器
2.3 循迹模块
采用两只红外对管，合理安装好两只光电开关的位置就可以很好的实现循迹的功能。
2.4 避障模块
利用红外对管，对小车与障碍物相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应。
2.5 机械系统
三轮运动系统
图2.4 三轮运动系统
2.6电源模块
3.7V电池给单片机与电机供电。
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上海大学2016 ～2017 学年秋季学期研究生课程考试课程名称：微机接口技术与数字控制课程编号：09Z077005论文题目: 基于STC89C52单片机自动避障循迹小车控制系统的设计研究生姓名: 肖青峰、徐鹏、付高峰学号: 16721678 论文评语:成绩: 任课教师: 沈林勇评阅日期:基于STC89C52单片机自动避障循迹小车控制系统设计肖青峰、徐鹏、付高峰上海大学机电工程与自动化学院，上海200072摘要：本设计是基于STC89C52单片机的自动循迹避障小车的控制系统设计。
利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
关键词：循迹避障小车； STC89C52单片机；红外对管；pwm调速1设计目标和任务制定随着社会水平提高与电子商务的快速发展，大型化集成化商品多元化的仓储集散中心应运而生。
这些仓库通常面积巨大，（有的可达上万平方米，）并且物品种类繁多，仓储流量大，可是当前大多数仓储中心依旧采用传统的人工管理，工人管理工作繁琐且工作效率低下，综上所述，现代仓储业正面临着发展瓶颈，制约着仓储行业的进一步发展。
如果有一种智能仓储，使得我们能够在实际的物流活动中提高仓储的效率，减少仓储的人力资源成本和仓库的直接成本，解决绝对人力不能满足大型物流中心运作的情况，那么我们的仓储行业又能向前迈进一个新阶。
因此，基于上诉当前仓管配货工作的任务繁忙，减小仓管员工作量，提高仓储管理工作效率，我们决定制作一智能避障循迹小车，用于仓库不同货架间货物的自动配送。
我们的小车能实现循迹移动，在不同工作点之间穿梭。
借助我们的小车，仓管员只需轻松输入目标代码，就可以实现将货物自动送达目标货架或者将不同货架的货物收集到配送点。
同时为了避免小车在行进过程中撞击到人员、货物或者货架等障碍物，我们的小车具有自动避障和自动停车功能。
2设计方案的拟定2.1整体系统设计该整个系统由控制模块、光电传感器检测模块、电源模块、电机及驱动模块等子模块组成。
如框图所示：2.2控制模块设计针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理多开关量的标准单片机，而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用。
根据这些分析,我选定了STC89C52单片机作为本设计的主控装置，52单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，并具有如下性能优点：（1）微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。
（2）数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。
（3）程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。
（4）中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。
（5）定时器/计数器片内有2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。
（6）串行口 1个全双工的串行口，具有四种工作方式。
可用来进行串行通讯，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。
(7) P0口、P1口、P2口、P3口为4个并行8位I/O口。
(8) 特殊功能寄存器共有21个，用于对片内的个功能的部件进行管理、控制、监视。
实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。
由上可见，STC89C52单片机的硬件结构具有功能部件种类全，功能强等特点。
特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位微计算机，这个一位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。
1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效；而8位机在数据采集，运算处理方面有明显的长处。
对于本设计该单片机绰绰有余，更可贵的是52单片机价格非常低廉。
STC89C52引脚图2.3光电传感检测模块循迹方案设计：方案一：采用摄像头循迹法：利用摄像头对赛道提取信息，分有数字式和模拟式。
方案二：红外对管循迹法：利用黑白色对红外线的吸收作用不同，其由发射管和接收管配对组成，发射管发射出红外线，当发射到黑色轨道时，被黑色轨道所吸收，当发射到白色跑道外时，会发射回来，接收管接收到光线信号，产生一电压信号给单片机，从而实现对轨迹信息的读取。
方案三：激光管循迹法：其循迹原理与红外对管相同，不同的是其测距比较远。
综上所述，又考虑到成本的原因，本次设计采用红外对管循迹法。
采用脉冲调制的反射式红外发射接收器。
由于采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界的干扰；此外红外发射接收管的工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50～100mA）（ST-188允许的最大输入电流为50mA），则大大提高了信噪比。
避障方案设计：方案一：红外线避障。
方案二：超声波避障。
本次设计本打算利用两种方案混合使用，但是由于后期制作过程中，超声波模块损坏，只能使用红外线避障。
其也是由发射管和接收管组成，工作原理与循迹的相同，发射管发出红外线，当遇到障碍物时就会反射回来，接收管接收到反射的信号就会产生一电压信号给单片机，从而实现对障碍物的检测。
红外线传感器模块实物图2.4电源模块电源模块，用9V的锌电源给前、后轮电机供电，然后使用7805稳压管来把高电压稳成5V分别给单片机和电机驱动芯片供电。
7805电源模块2.4电机及电机驱动模块电机方案的选择：方案一：采用直流电机，优点在于硬件电路设计简单。
当外加额定直流电压时，转速几乎相等，调速性能较好，且性价比高。
对于小车的行驶，能够很好的控制。
方案二：采用步进电机，步进电机可以实现精确的转角输出，只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动，便于控速，但是软件程序的编写较直流电机稍显复杂。
表2.1电机性能对比表对比项直流电机步进电机调速性能较好较差位置控制精度较差好控制难易程度简单较难价格低中综合考虑，本智能车决定采用直流电机作为只能车的动力电机。
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。
由于其内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0.314m/s 能够较好的满足系统的要求。
下图为电机的实物图直流减速电机电机驱动方案的选择:方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。
方案二：采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。
但电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。
更主要的问题在于一般的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅回降低效率，而且实现很困难。
方案三：采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。
线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的 H型桥式电路(如图2.1)。
用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。
这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高，H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，电子管的开关速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的 PWM 调速技术。
现市面上有很多此种芯片，我选用了L293专用驱动器。
所用芯片L293属于H桥集成电路，其输出电流为1000mA，最高电流2A，最高工作电压36V，可以驱动感性负载，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。
当驱动小型直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。
本模块具有体积小，控制方便的特点。
采用此模块定会使您的电机控制自如，应对小车题目轻松自如。
L293D电机驱动模块电机调速系统的设计：方案一：串电阻调速系统。
方案二：静止可控整流器。
简称V-M系统。
方案三：脉宽调速系统。
旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流，由发电机给需要调速的直流电动机供电，调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压，从而调节电动机的转速。
改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变，所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。
该系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机，还要一台励磁发电机，设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。
且技术落后，因此搁置不用。
V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，可实现平滑调速。
V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高，维护运行麻烦。
最后，当系统处于低速运行时，系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
PWM 调速系统：其实现方式有两种，一是采用晶闸管的直流斩波器基本原理，将晶闸管处在开关状态，当晶闸管被触发导通时，电源电压加到电机上，当晶闸管关断时，直流电源与电机断开，电动机经二极管续流，两端电压接近于零，脉冲周期不变，只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来进行直流调速；二是利用软件方式实现，采用两个定时器，其中一个用来控制脉冲频率，另一个控制占空比，这种实现方式快捷且有效。
与V-M系统相比，PWM调速系统有下列优点：（1）由于PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围较宽，可达1：10000左右。
由于电流波形比V-M系统好，在相同的平均电流下，电动机的损耗和发热都比较小。
（2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。
（3）由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。
根据以上综合比较，以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向，本设计采用了采用了程序的方法实现PWM脉冲宽度调试。
3 硬件系统的设计3.1总体设计智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万象轮，起支撑的作用。