同济大学自动循迹避障小车报告
智能循迹避障小车实践报告
电气工程与自动化学院课程设计报告（嵌入式技术实践一）题目：****专业班级：****学号：20学生姓名：****指导老师：****2012年 7 月 31 日摘要本课题是基于P89C51单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶,能够检测周围的障碍物寻找最佳路以免小车在行驶的过程中遭到损坏。
小车系统以P89C51单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，利用超声波测距模块判断障碍物，来对小车的方向和速度进行控制。
此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。
关键词：智能循迹避障小车、嵌入式系统。
目录第一章绪论 (4)1.1课题背景 (4)1.2智能汽车的发展现状 (5)1.2.1 国内发展情况 (5)1.2.2 国外的发展情况 (5)1.2.3 智能车竞赛现状 (6)1.3实践的目的和意义 (7)第二章系统方案设计 (8)2.1系统设计目标 (8)2.2系统设计思想 (8)2.3系统的总体结构 (8)2.4系统硬件设计 (9)2.4.1 小车设计 (9)2.4.2 电源模块设计 (9)2.4.3 驱动模块设计 (10)2.4.4 红外传感模块设计 (10)2.4.5 测距模块设计 (10)2.5系统软件设计 (11)2.5.1 编程环境的介绍 (11)2.5.2 电机控制程序设计 (12)2.5.3 循迹程序设计 (12)2.5.4 避障程序设计 (12)第三章系统的调试与分析 (15)3.1系统硬件调试 (15)3.2系统软件调试 (15)附录 (16)第一章绪论1.1课题背景当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。
现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。
避障小车报告(简单程序)
武汉理工大学开放性实验报告项目名称：避障小车实验室名称：612-36 创新实验室学生姓名：欧阳飞，张思成，秦淮，潘浩，赵唯时,崔永新创新实验项目报告书反转/ / 低高/ 高停止低低/ / / 高使用D触发器进行边沿检测的传感器电路也是让发光管亮暗交替,但亮的时间很短,电流很大,亮度很高,把接收端门限调的很高,然后用D触发器进行边沿检测。
这样可以屏避外界一般强度光（可以是高频的）的干扰，而耗电不会增加。
但如果使用简单的比较型电路，加大电流就会增大功耗，甚至烧毁发光管。
下图是一个成品光电开关,就是光电管=>两级交流放大=>CD4013检测这种方式的,CD4013的另一个单元D触发器作方波振荡源,通过驱动电路带动LED。
可以看出，LED的限流电阻是20欧，短时间通过LED的电流很大。
红外遥控有发送和接收两个组成部分。
发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。
红外接收完成对红外信号的接收、放大、检波、整形，并解调出遥控编码脉冲。
为了减少干扰，采用的是价格便宜性能可靠的一体化红外接收头(HS0038，它接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs) 接收红外信号，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL 电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并执行去控制相关对象。
红外接收头输出的原始遥控数据信号,正好和发射端倒向.也就是以前发射端原始信号是高电平,那接收头输出的就是低电平,反之.三、实验步骤（记录实验流程，提炼关键步骤）1、车体设计2、电源电路3、红外避障模块4、小车程序设计5、避障测试与调试四、实验结果（详细列出实验数据、protel实际电路图和结论分析）1、车体选用本设计采用的小车为履带式车轮，经实验证明，该方式使小车运动平稳，转向灵活，可以绕自身中轴线回转，可以原地转向从而顺利躲避障碍物。
我们设计的履带由驱动轮、承重轮、紧张轮和履带组成。
循迹、避障、寻光小车实验报告
简易智能小车摘要：本系统基于自动控制原理，以MSP430为控制核心，用红外传感器、光敏三极管、霍尔传感器、接近开关之间相互配合，实现了小车的智能化，小车完成了自动寻迹、避障、寻光入库、计时、铁片检测、行程测量的功能。
本系统采用液晶LCD12864显示数据，良好的人机交流界面，显示小车行程的时间、铁片中心线离起始线的距离和铁片的个数。
整个系统控制灵活，反应灵敏。
关键词：MSP430 传感器 LCD12864目录一、方案论证与比较 (3)1、题目任务要求及相关指标的分析 (3)2、方案的比较与选择 (3)（1）控制单元的选择 (3)（2）直流电机驱动电路的选择 (3)（3）轨迹探测模块选择 (3)（4）金属片的探测 (3)（5）路程测量方案的选择 (4)（6）避障方案的选择 (4)（7）小车寻光方案的选择 (4)（8）电源的选择 (4)（9）刹车机构功能方案比较 (5)二、系统总体设计方案及实现方框图 (5)1、系统总体设计方案 (5)2、系统实现框图 (5)三、理论分析与计算 (5)1、铁片中心线距离的测量 (5)2、小车行程时间的测量 (5)四、主要功能电路设计 (6)1、小车循迹模块 (6)2、小车检测铁片模块 (6)3、小车测距模块 (6)4、小车避障模块 (6)5、小车寻光模块 (6)6、直流电机驱动模块 (7)五、系统软件的设计 (8)六、测试量数据与分析 (8)1、测量数据 (8)2、数据分析 (8)参考文献 (8)一、方案论证与比较1.题目任务要求及相关指标的分析题目要求小车按照规定的跑道行驶，同时检测在跑道下的铁片，在检测到最后一块铁片时小车会有连续的声光显示；后又可以准确的避开障碍，而且不与障碍物接触；最后，在光源的引导下，进入车库。
智能小车有显示功能，可以显示检测到铁片的数量，金属片距起点的距离，行驶的总时间。
整个行驶过程中的总时间不大于90秒，小车在行驶90秒后会自动停车。
2. 方案的比较与选择（1）控制单元的选择方案一：利用单片机与FPGA配合使用。
智能循迹避障小车实习报告
智能循迹避障小车实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
智能小车作为一种典型的嵌入式系统应用产品，不仅可以锻炼学生的动手能力，还能深入理解嵌入式系统的原理和应用。
本次实习旨在让学生通过设计制作智能循迹避障小车，掌握嵌入式系统的基本原理，提高动手实践能力，培养创新意识和团队协作精神。
二、实习内容与过程1. 实习准备在实习开始前，我们先学习了嵌入式系统的基本原理，了解了微控制器（如STM32）的工作原理和编程方法。
同时，我们还学习了如何使用相关开发工具（如Keil、CubeMX）进行程序开发和仿真。
2. 设计思路根据实习要求，我们确定了智能循迹避障小车的主要功能：远程控制、循迹、避障。
为了实现这些功能，我们需要选用合适的微控制器、传感器、电机驱动模块等硬件，并编写相应的软件程序。
3. 硬件设计我们选用了STM32F103C8T6作为主控制器，它具有高性能、低功耗的特点。
为了实现循迹功能，我们采用了红外传感器来检测地面上的黑线。
为了实现避障功能，我们采用了超声波传感器来检测前方的障碍物。
此外，我们还选用了两个直流电机来驱动小车行驶，并通过L298N驱动模块来控制电机转动。
4. 软件设计软件设计主要包括初始化配置、循迹算法实现、避障算法实现和远程控制实现。
我们使用了CubeMX工具对STM32的硬件资源进行配置，包括时钟、GPIO、ADC、PWM 等。
然后，我们编写了循迹算法和避障算法，通过不断地读取红外传感器和超声波传感器的数据，调整小车的行驶方向和速度，实现循迹和避障功能。
最后，我们通过蓝牙模块实现了手机APP对小车的远程控制。
5. 实习成果经过一段时间的紧张设计与制作，我们的智能循迹避障小车终于完成了。
在实习总结会议上，我们进行了演示，展示了小车的循迹、避障和远程控制功能。
通过实习，我们不仅掌握了嵌入式系统的设计方法，还提高了团队协作能力。
三、实习收获与反思通过本次实习，我们深入了解了嵌入式系统的设计原理，学会了使用相关开发工具和硬件设备，提高了动手实践能力。
自动避障小车技术报告2
自动避障小车技术报告前言设计背景：在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。
而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。
因此，自动避障系统的研发就应运而生。
我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。
随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。
我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。
自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。
目录一、设计目标： (3)二、方案设计： (4)2.1直流调速系统 (4)2.2检测系统 (4)三硬件设计 (5)3.1、SPCE061A单片机最小系统 (5)3.1.1．SPCE061A时钟电路 (8)3.1.2．PLL锁相环 (9)3.1.3．看门狗Watchdog (9)3.1.4．低电压复位（LVR） (10)3.1.5．I/O端口 (10)3.1.6．时基与定时器 (11)3.1.7．SPCE061A的定时器/计数器 (11)3.1.8．ADC、DAC (12)3.2、超声波传感器 (12)四软件设计 (16)4.1软件设计各模块 (16)4.2速度控制 (17)4.3障碍物检测 (17)4.4看门狗 (17)4.5基频中断 (18)4.6程序设计流程图 (19)五：测试数据、测试结果分析及结论 (19)程序附录 (21)1．主程序： (21)2．中断程序 (24)3、测距程序 (28)一、设计目标：1.小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，能自动避开障碍物。
2.根据障碍物的位置选择下一步行进方向，选择左拐还是右拐，若障碍物在左边则自动右拐，若障碍物在右边则左拐，若障碍物在正前方可任意选择左拐或者是右拐，以达到避开障碍物的目的。
3.通过利用单片机内时钟源的控制设定左拐和右拐的时间，从而能持续前进。
循迹小车研究报告
循迹小车研究报告1. 引言循迹小车是一种能够根据特定路线上的黑线进行自动导航的智能机器人。
该研究报告旨在探讨循迹小车的工作原理、应用领域以及未来发展趋势。
循迹小车在工业自动化、教育培训和娱乐等领域具有广泛的应用前景。
本报告将深入研究循迹小车的算法、传感器技术以及控制系统，并分析其在实际应用中的优势和局限性。
2. 工作原理循迹小车通过搭载在车身下方的红外传感器，来检测路线上的黑线。
传感器会发射红外光束，当红外光束碰触到黑线时，传感器会接收到反射回来的光束。
基于这个原理，通过检测反射光强的变化，循迹小车可以判断当前车辆所处的位置和方向。
3. 系统设计循迹小车的系统设计涵盖硬件和软件两个方面。
下面将分别讨论这两个方面的关键设计要素。
3.1 硬件设计循迹小车的硬件设计包括车身结构和传感器模块。
车身结构应具备稳定性和灵活性，以适应不同路面的运动需求。
传感器模块通常采用红外线传感器阵列，以提高检测精度和鲁棒性。
3.2 软件设计循迹小车的软件设计主要包括控制算法和用户界面。
控制算法用于处理传感器数据，判断小车应如何运动以跟随黑线。
用户界面则提供了交互操作的接口，用户可以通过界面实时监控车辆状态和调整路径规划。
4. 应用领域循迹小车在工业自动化、教育培训和娱乐领域都有广泛的应用。
4.1 工业自动化循迹小车可以在工厂流水线上配备传感器阵列，用于自动化物流和生产线控制。
它可以通过追踪黑线，识别并搬运特定物品，极大提高生产效率和减少人力成本。
4.2 教育培训循迹小车作为一种教育工具，可以帮助学生理解基本控制原理和编程思维。
学生可以通过编写控制程序，让循迹小车按照设定的路径行驶，提高对编程和算法的理解能力。
4.3 娱乐循迹小车的智能导航功能使其成为一种有趣的玩具。
用户可以通过操控界面，让小车在复杂迷宫中自动寻找最快捷的路径。
这不仅增加了娱乐性，还可以锻炼空间思维和逻辑推理能力。
5. 优势和局限性循迹小车作为一种智能机器人，具有以下优势和局限性。
避障小车设计实验报告
福州大学至诚学院题目：避障小车设计实验报告姓名：学号： 210992044同组者：专业：电气工程及其自动化专业年级： 09级指导教师：2011年04月24日1、实验材料：MultiFLEX™2-A VR控制器；红外线接近传感器两个；红外线测距传感器一个；碰撞传感器一个；轮子四个；舵机四个；结构件若干。
（“创意之星”机器人套件）2、原理：碰撞传感器是由一个按钮开关和外围电路构成，其输出信号为数字信号。
当按钮按下时，信号输出端输出低电平；按钮被释放时，信号输出高电平。
可以充当开关使用。
红外接近传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
当红外线传感器遇到障碍时，信号输出端输出低电平，没有障碍时，信号输出端输出高电平，从而实现小车的避障功能。
红外线测距传感器GP2D12主要是由红外发射器、PSD（位置敏感检测装置）及相关处理电路构成，红外发射器发射一束红外光线，红外光线遇到障碍物被反射回来，通过透镜投射到PSD上，投射点和PSD的中心位置存在偏差值a，GP2D12根据下图所示的a、b、α三个值就可以计算出H的值，并输出相应电平的模拟电压。
利用此功能来实现小车判断前方是否有坑的功能。
3、小车的功能介绍：（1）按下碰撞传感器按钮，小车停止运动，再次按，小车继续运动；（2）检测前方是否有障碍，有则避之；（3）检测前方是否有坑，有则避之；（4）在一个由两堵墙构成的死角，通过左右避障次数的累计绕出死角。
4、步骤：（1）熟悉机器人零件及其应用；（2）搭建小车，调试舵机及其编号；（3）编程——编译——下载程序；（4）检验程序结果，对小车进行调试，并对程序进一步改进。
5、机器人逻辑判断流程：6、总结及心得体会：（1）在对模块化机器人的组装调整中，我们熟悉了各种结构件的使用技巧，为设计更复杂的构型打好了基础；（2）通过“避障小车”的设计实验，我们走过了一个工程设计的简要流程，从需求分析到整体方案设计，再到设备选型和细节设计，最终完成样机调试，且这方法在工程实践中具有一定的通用性；（3）熟悉了用控制器联机调试舵机工作状态编号及其部分传感器的使用。
智能小车避障实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，智能机器人技术逐渐成为研究热点。
智能小车作为智能机器人的一种，在工业、家庭、教育等领域具有广泛的应用前景。
为了提高我国智能机器人技术的研发水平，本实习报告以智能小车避障系统为研究对象，通过实际操作，掌握智能小车避障系统的设计、实现及调试方法。
二、实习目的1. 熟悉智能小车避障系统的组成及工作原理；2. 掌握智能小车避障系统的硬件设计、软件编程及调试方法；3. 提高实际动手能力和团队协作能力；4. 为今后从事智能机器人研发工作打下基础。
三、实习内容1. 系统概述本实习项目采用基于单片机的智能小车避障系统，主要包括以下模块：（1）传感器模块：超声波传感器、红外传感器；（2）控制器模块：单片机（如STC89C52）；（3）执行器模块：电机驱动模块、电机；（4）电源模块：电池、电源管理芯片；（5）通信模块：无线通信模块（如nRF24L01）。
2. 硬件设计（1）传感器模块：采用超声波传感器和红外传感器，分别用于检测前方障碍物和地面上的标记线。
（2）控制器模块：选用STC89C52单片机作为控制器，负责处理传感器数据、生成控制指令，并通过无线通信模块与上位机进行数据交互。
（3）执行器模块：采用直流电机驱动模块，驱动电机实现小车的前进、后退、左转和右转。
（4）电源模块：采用锂电池作为电源，通过电源管理芯片实现电压稳定输出。
（5）通信模块：采用nRF24L01无线通信模块，实现小车与上位机之间的数据传输。
3. 软件编程（1）初始化：初始化单片机，配置端口、中断、定时器等。
（2）传感器数据处理：读取超声波传感器和红外传感器的数据，并进行处理。
（3）控制指令生成：根据传感器数据处理结果，生成控制指令，驱动电机实现小车避障。
（4）无线通信：实现小车与上位机之间的数据传输。
4. 系统调试（1）硬件调试：检查各模块连接是否正确，电源是否稳定，传感器信号是否正常。
（2）软件调试：通过串口调试工具，观察程序运行状态，调试程序错误。
智能避障小车试验报告与总结
智能避障小车试验报告与总结专业班级：12自动化-3******学号：**********随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。
视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。
视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。
但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。
STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。
我们采用的就是STC12C5A60S2这种单片机。
避障系统可以采用反射式光电开关或者超声波传感器对前方的障碍物进行检测，前者结构简单，应用方便灵活，但不能获知障碍物与小车间的具体距离；后者结构复杂，但可以测得障碍物与小车间的直线距离。
本系统采用反射式光电开关E3F-DS10C4来检测障碍物。
E3F-DS10C4是漫反射式光电开关，NPN三线输出方式，三线分别为电源线、输出线、地线。
它的灵敏度也可以调节，检测距离比较远，可以达到20cm。
红外发射管，发射50hz调制的38k信号。
当遇到障碍物时，发生漫反射，红外接收头接收到这一信号时，输出端输出50hz的信号。
判断这一信号，即可判断，遇到了障碍物。
避障传感器基本原理，利用物体的反射性质。
在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失，或者反射回来的光很弱时，输出端呈低电平光电开关的检测不受外界干扰。
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。
自动循迹智能小车开题报告
自动循迹智能小车开题报告自动循迹智能小车开题报告一、引言自动循迹智能小车是一种基于传感器技术和人工智能算法的智能机器人。
它能够通过感知环境中的线路，自主地进行导航和移动，具备一定的智能和自主决策能力。
本文将探讨自动循迹智能小车的设计原理、功能特点以及可能的应用领域。
二、设计原理自动循迹智能小车的设计原理主要基于传感器技术和人工智能算法。
它通过搭载光电传感器，能够感知地面上的线路。
当光电传感器检测到线路时，智能小车会根据传感器的反馈信号，调整轮子的转向和速度，以保持在线路上行驶。
当传感器检测不到线路时，智能小车会根据预设的规则或算法，进行自主决策，比如停车、转向或寻找新的线路。
三、功能特点1. 自主导航能力：自动循迹智能小车能够根据环境中的线路进行自主导航，无需人工干预。
2. 环境感知能力：智能小车搭载光电传感器等传感器，能够感知环境中的线路，并根据传感器反馈进行相应的动作。
3. 自主决策能力：当传感器无法检测到线路时，智能小车能够根据预设的规则或算法进行自主决策，保证安全行驶。
4. 多种行驶模式：智能小车可以根据需要选择不同的行驶模式，比如直行、转弯、停车等，以适应不同的场景和任务需求。
5. 可编程性：智能小车的行为和决策规则可以通过编程进行定制和优化，以满足特定的应用需求。
四、应用领域1. 工业生产：自动循迹智能小车可以应用于工业生产线上的物料搬运和运输任务，提高生产效率和自动化水平。
2. 仓储物流：智能小车可以在仓库中进行货物的搬运和分拣，减少人力成本和提高物流效率。
3. 家庭服务：智能小车可以应用于家庭服务机器人领域，比如扫地、送餐等日常家务劳动的自动化。
4. 教育培训：自动循迹智能小车可以作为教育培训工具，帮助学生学习编程和机器人技术，培养动手能力和创新思维。
五、挑战与展望虽然自动循迹智能小车在多个领域有着广泛的应用前景，但仍然存在一些挑战。
首先，技术方面需要不断创新和改进，提高传感器的精度和可靠性，优化算法的效率和稳定性。
智能寻迹避障小车报告
智能小车摘要本小车以MSP超低功耗单片机系列MSP430F5438为核心，完成寻迹、避障、测速、测距等功能。
在机械结构上，对普通的小车作了改进，即用一个万用轮来代替两个前轮，使小车的转向更加灵敏。
采用PWM 驱动芯片控制电机，红外传感器来寻迹，超声波传感器来避障、测距，霍尔传感器测速。
基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法，实现题目要求。
而且附加实现显示起跑距离、行驶时间、行驶速度等扩展功能。
关键词：MSP430 寻迹避障测速测距AbstractThis design is controlled with the MCU(MSP430F5438) to complete the function of finding trace, detecting medal, avoiding barrier, tending to light and measure speed. By using infrared sensor to locate the trace, photo, electrical sense to measure the light、metal sensor to detect the metal and ultrasonic wave sensor to avoid the barrier. Based on the reliable hardware and software designing, this design is well fulfilled. In addition, such extended functions as measuring the distance and recording the running-time are completed well. On the level of machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more convenience.Key Words: MSP430 find trace detect medal avoid barrier and tend to light.一、系统设计1.1设计要求1、基本要求(1) 小车跑道如下图所示，要求小车在跑道上实现寻迹、避障、测距、测速等基本功能。
循迹避障小车设计报告
项目名称：智能小车系别：信息工程系专业：11电气工程及其自动化姓名：刘亮、崔占闯、韩康指导老师：王蕾目录摘要：...............................................................................................3关键词：................................................... (3)绪论：................................................... (3)一、系统设计.............................................. (4)1.1、任务及要求.................................................. (4)1.2车体方案认证与选择.................................................. (4)二、硬件设计及说明.................................................. (5)2.1循迹+避障模块.................................................. (5)2.2主控模块.................................................. (6)2.3电机驱动模块.................................................. (6)2.4机械模块.................................................. (7)2.5 电源模块.................................................. (7)三、自动循迹避障小车总体设计 (7)四、软件设计及说明.................................................. (8)4.1系统软件流程图.................................................. (9)4.2系统程序.................................................. (9)五、系统测试过程.................................................. (12)六、总结.................................................. (13)七、附录：系统元器件.................................................. (13)摘要本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。
循迹+遥控+避障小车结题报告
寻迹遥控避障的智能小车摘要：本智能小车是以有机玻璃为车架，51单片机为控制核心，加以步进电动机、发射式光电传感器和电源电路以及其他电路构成。
系统由51单片机通过IO口控制小车的前进后退以及转向。
寻迹由ST188光电传感器完成。
关键词：ATmage32L 直流电机光电传感器自动寻迹电动车Abstract: The smart car is aluminum alloy for the chassis, 51 MCU as its core, including stepper 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..Keywords: 51MCU Stepper Motor Servo Photo sensor Electrical fire engines一、系统设计1、设计要求（1）自动寻迹小车从安全区域启动。
（2）小车按指定路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在指定弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯、倒退等功能，在轨道上划出设定的地图。
循迹避障智能小车
智能车可行性方案实现功能：小车自动测距，避障，寻迹。
技术关键：小车的测距需要用到传感器来测量距离障碍物超声波的距离；小车避障则需要注意当小车与障碍物之间距离小于某一数值时，车通过电动机转向；寻迹则需要通过车底部的光电传感器检测行驶方向是否偏离黑线，在通过电动机调整运行方向。
一．结构框图二．具体电路分析，1寻迹电路技术关键：在小车底部前部并排安置3各个光电传感器。
当小车沿直线形式是，三个接收器中两边为高电平，中间低电平，小车直行（如图1）；黑线转弯时，中间和一边为高电平，另一边为低电平，则小车向低电平一端旋转，直到回到1状态（如图2，3）。
方案1：用红外发射管和接收管作为寻迹传感器。
红外发射管发出红外线，当发出的红外线射到白纸的平面后反射，若红外接收管能接受到反射回的光线则能检测出白纸继而输出低电平；若接受不到发射管发出的光线则输出高电平。
但是红外对管工作不稳定，且容易受外界光线的影响。
方案2：用RPR220型光电对管，它是一种反射性光电探测器。
使用光电传感器,当接收管收到二极管发出光的反射，三级管导通。
电压送入比较器的一端，比较起的另一端输入基准电压。
当光敏二极管产生电压时，比较器输出高电平，反之输出低电平给I/O端口。
所以，为了避免外界干扰，选择第二种方案。
电路图如下2，振荡电路的设计技术关键：超声波发射器发射波时须输入40KHz的正弦信号或方波。
所以在在发射器之前应有一个信号触发电路，确保发射器正常工作。
方案1：用软件产生。
使用Atmega16中的PWM产生40KHz的方波，输出给超声波发射器，但程序较为复杂。
方案2：用硬件产生。
使用555多谐振荡器，构成单稳态触发电路，产生40KHZ方波信号由于555内部比较器灵敏度高，而且采用差分电路形式其振荡频率受电源电压何温度变化影响很小。
有频率公式f=1.43/(R1+2R2)C确定R1= R2=119 C= 0.1uF方案3：硬件产生，由自激振荡电路产生40KHz的正弦信号，选用RC自激振荡电路。
智能循迹小车实训报告
智能循迹小车实训报告系别班级：城信系16车辆一班姓名：叶舒凡学号：20163010314随着素质教育的越来越被重视，我们学校将制作电子智能作品作为我们电子技术基础科目的期末考试内容。
学生通过手动实践能提高解决实际问题的能力，我觉得智能小车是一个不错的硬件平台，它生动有趣而且涉及机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制等等，于是我选择了智能循迹小车。
下面对智能循迹小车做实训报告。
1、元件清单2、电路原理图工作原理简介：LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控欧阳治创编2021.03.10制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。
3、安装说明：本着从简到繁的原则，我们首先来制作一款由数字电路来控制的智能循迹小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。
光敏电阻器件这就是光敏电阻，它能够检测外界光线的强弱，外界光线越强光敏电阻的阻值越小，外界光线越弱阻值越大，当红色LED光投射到白色区域和黑色跑道时因为反光率的不同，光敏电阻的阻值会发生明显区别，便于后续电路进行控制。
LM393比较器集成电路LM393是双路电压比较器集成电路，由两个独立的精密电压比较器构成。
它的作用是比较两个输入电压，根据两路输入电压的高低改变输出电压的高低。
输出有两种状态：接近开路或者下拉接近低电平，LM393采用集电极开路输出，所以必须加上拉电阻才能输出高电平。
带减速齿轮的直流电机直流电机驱动小车的话必须要减速，否则转速过高的话小车跑得太快根本也来不及控制，而且未经减速的话转矩太欧阳治创编2021.03.10小甚至跑不起来，我们专门定做的这种电机已经集成了减速齿轮大大降低了制作难度非常适合我们使用。
LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。
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。
(完整word版)智能循迹避障小车报告(word文档良心出品)
摘要：本智能识别小车以STC89C52单片机为控制芯片，以直流电机，光电传感器，超声波传感器，电源电路以及其他电路构成。
系统由STC89C52通过IO口，通过红外传感器检测黑线，利用单片机输出PWM脉冲控制直流电机的转速和转向，循迹由TCRT5000型光电对管完成。
一、系统设计1、小车循迹，避障原理这里的循进是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。
红外探测法，即利用红外a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，当红外光遇到白色地板时，发生漫反射反射光被装在小车上的按收管按收；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一殷最大不应超过3cm。
而避障则是通过超声波模块不断向前方发射超声波信号，通过接收反射回来的超声波信号，从而实现的避障。
当前方有障碍物时，超声波会向单片机串口发送一串数字，这些数字就是当前小车距离障碍物得距离。
当串口接收到信号时，会引发串口中断，单片机通过读取距离值，并且对此数值进行分析是不是距离小车很近，是的话就进行转向；否则继续循迹。
当小车遇到第一个障碍后，就计数一次，这样当遇到第二个障碍物时，小车就可以以不同的形式躲避障碍物了。
2、选用方案（1）：采用成品的小车地盘，通过改装来完成任务；（2）：采用STC89C52单片机作为主控制器；（3）：采用7V电源经7805稳压芯片降压后为其他芯片及器件供电。
（4）：采用TCRT5000型红外传感器进行循迹；（5）：L298N作为直流电机的驱动芯片；（6）：通过对L298N使能端输入PWM来控制电机转速和转向；3、系统机构框图如下所示：超声波模块主控制芯片STC89C52红外传感器直流电机L298N稳压电源模块电压比较器二、硬件实现及单元电路设计与分析1、微控制模块设计与分析微控制器模块我们采用STC89C52。
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毕业设计（论文）报告纸┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊《计算机控制系统》大作业题目：基于STC89C52单片机的智能小车设计成 员： 曹 飞（1251734） 曾含含（1253915）章 平（1251738）刘 备（1251735） 学 院： 机械与能源工程学院 专 业： 机械设计制作及其自动化 年 级： 2012级 指导教师： 宋蕴璞二〇一五年十二月毕业设计（论文）报告纸┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊摘要本文提出了一种基于STC89C52单片机的智能循迹避障小车的设计方案和具体的实现方法，以STC89C52RC 单片机作为小车的检测和控制核心，利用L298N 电机控制模块来驱动后轮两个直流减速电机，利用红外反射式光电传感器检测路面的黑白线以识别路线，利用超声波测距模块HC-SRO4来判断前方的障碍物，在循迹模式下小车可以沿着路面上的黑线行驶，在避障模式下可以避开障碍物。
本设计结构简单，较易实现，在一定精度范围内可稳定循迹和避障，具有一定的实用价值。
关键词：STC89C52，L298N 模块，红外光电传感器，超声波测距毕业设计（论文）报告纸┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊目录摘要............................................................................................................................ ABSTRACT ................................................................................................................ 第 1 章 引言 (2)1.1智能小车的研究与意义 ................................................................................. 2 1.2 任务要求 ..................................................................................................... 2 1.3人员分配 ...................................................................................................... 3 第 2章 方案选择与设计 . (3)2.1 车体和控制系统设计 .................................................................................... 3 2.2电机驱动设计 ............................................................................................... 5 2.3循迹模块 ...................................................................................................... 7 2.4避障模块 ...................................................................................................... 9 2.5 遥控模块 ....................................................................................................11 第3章 控制结构设计 (12)3.1 总体结构设计 ............................................................................................ 12 3.2 循迹功能设计 ............................................................................................ 12 3.3 避障功能设计 ............................................................................................ 13 3.4 功能结合 ................................................................................................... 13 第4章 遇到的问题及解决办法 . (14)4.1驱动轮作为前轮后轮比较 ............................................................................ 14 4.2 避障功能与循迹功能的分与合 .................................................................... 14 4.3红外黑白线识别传感器的布置 ..................................................................... 14 第5章 成果介绍 . (16)5.1 模式切换 ................................................................................................... 16 5.2 循迹功能 ................................................................................................... 16 5.3 避障功能 ................................................................................................... 16 第6章 新的思路 . (17)毕业设计（论文）报告纸┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊第 1 章 引言1.1智能小车的研究与意义移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪06年代。
当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen 和charles Rosen 等人，在1966年至1972年中研制出了名为shakey 的自主式移动机器人。
随着计算机技术、控制技术和传感器技术的飞速发展，移动机器人越来越多地应用于工业生产和日常生活中，极大地提高了生产的效率，也方便了人们的生活。
在这些移动机器人中，智能小车的发展最为迅猛，技术也最为成熟。
智能小车又称为轮式机器人，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自主运动，不需要人为管理，目前多用在科学探索、工业生产等场合，它是集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的智能化交通工具，是车辆工程、传感技术、人工智能、自动控制与通信导航等多个学科领域理论技术的交叉与综合，是未来汽车的发展方向。
智能小车的循迹功能在生产生活中都有着广泛的用途。
比如，在自动化仓库中，往往需要用自动导引运输车（AGV ，Automated Guided Vehicle ）按照一定的路线自动地进行物流搬转运，又比如在智能家居中，可以远程地控制智能小车沿着指定的路线到达某个房间，进行一些简单的操作。
智能小车的避障功能在生活中更是意义重大。
比如AGV 在行驶的过程中如果遇到掉落的货物或者走错路的人员，它必须能停止或者绕开这些障碍物，又比如最近很火的无人驾驶车辆，其最基本的一个技术就是识别及躲开障碍物。
因此，研究小车的避障功能很有必要。
1.2 任务要求设计一种智能车，在循迹模式下可以在路面上识别出事先指定的路线，沿着该路线匀速平稳地行驶较长一段时间，在避障模式下遇到障碍物后可以绕开障碍物。
毕业设计（论文）报告纸┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊1.3人员分配本设计主要针对循迹和避障功能展开研究，在这个过程中，我们小组成员还对直流减速电机的控制进行了研究，实现了控制左转向、右转向、停止和后退等多个功能。
对于循迹功能，我们利用红外传感器来实现，小车可以在指定的赛道上平稳行驶而不会偏出赛道；对于避障功能，我们利用超声波检测前方30cm 的距离内是否有障碍物，若有，小车右转，躲开障碍物。
曾含含主要负责循迹功能的实现，曹飞主要负责超声波避障功能的实现，章平主要负责电机的驱动控制，刘备负责研究红外遥控以转换工作模式。
第 2章 方案选择与设计2.1 车体和控制系统设计车体是小车的骨架，控制系统是小车的大脑，因此这两者的选择对于后面的设计有着至关重要的影响。
2.1.1车体设计由于本次设计主要是用来实践《计算机控制系统》课程上学到的知识，主要精力都放在了硬件搭建和软件编程上，对机械结构要求并不高，车体设计并不是本门课程的重点，所以我们决定在网上找一些价格便宜、功能尚可的车模。
最后选择了一款三轮结构的小车。
如图2.1.1所示，它带有一个小的方向轮和两个大的驱动轮，还有一块塑料板，用于安装固定轮子、单片机、电池等，板上多孔洞，以方便走线，还带有一个电源开关，用于控制小车的停止和启动。
毕业设计（论文）报告纸┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊图2.1.1 小车车体在单片机控制信号的作用下，电机为驱动轮提供动力。