基于单片机的智能循迹小车的控制过程毕业设计

基于单片机的智能循迹小车的控制过程

毕业设计

摘要

本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。该技术已经应用于无人驾驶机动车，无人工厂，仓库，服务机器人等多种领域。

本设计采用STC89C52单片机作为小车的控制核心；采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，其中软件系统采用C程序，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。

关键词：单片机；自动循迹；驱动电路

Abstract

This paper discusses the intelligent tracing electric trolley control process. Automatic tracing is used to make the car indentify route automatically , and choosing the right route, based on the automatic guide robot system. Intelligent tracing electric trolley is an advanced technology to realize automatic tracing navigation. It is out of human management but under the designed mode that use of the use of a transducer, single chip, motor drive and automatic control .This technology has been applied in unmanned vehicle, unmanned factory, warehouse, service robot and many other fields.

During the design of Intelligent tracing electric trolley, STC89C52 single clip is used as the control core; at the same time with TCRT5000 reflective infrared transducer switch to identify the black guide line at the central of the white road, which used as the car tracing module, it can gather the signal and transfer it into digital signal that can be recognized by single chip. And the driving chip L298N constitute the double H bridge constitute of driving chip

L298N can control direct current motor. Among which the software system is using C program. In a nutshell, the design of the circuit has the advantages of simple structure, easy implementation, and high reliability.

Key words：single chip microcomputer; automatic tracing; driving circuit

目录

1 绪论 (1)

1.1 智能循迹小车概述 (1)

1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (1)

1.1.2 智能循迹分类 (2)

1.1.3 智能循迹小车的应用 (3)

1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 (4)

2 智能循迹小车总体设计方案 (5)

2.1 整体设计方案 (5)

2.1.1 系统设计步骤 (5)

2.1.2 系统基本组成 (6)

2.2 整体控制方案确定 (7)

3 系统的硬件设计 (9)

3.1 单片机电路的设计 (9)

3.1.1 单片机的功能特性描述 (9)

3.1.2 晶振电路 (10)

3.1.3 复位电路 (11)

3.2 光电传感器模块 (12)

3.2.1 传感器分布 (13)

3.3 电机驱动电路 (14)

3.3.1 L298N引脚结构 (15)

3.3.2 电机驱动原理 (16)

3.3.3小车运动逻辑 (18)

4 系统的软件设计 (19)

4.1 软件设计的流程 (19)

4.2 本系统的编译器 (20)

5 系统的总体调试 (26)

5.1 硬件的测试 (26)

5.2 系统的软件调试 (26)

结论 (28)

致谢 (30)

参考文献 (31)

附录A 原理图及PCB图 (32)

附录B 程序代码 (38)

附录C 硬件实物图 (43)

1 绪论

进入二十一世纪，随着计算机技术和科学技术的不断进步，机器人技术较以往已经有了突飞猛进的提高，智能循迹小车即带有视觉和触觉的小车就是其中的典型代表。

1.1 智能循迹小车概述

智能循迹小车又被称为Automated Guided Vehicle，简称AGV，是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。智能循迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶，安全的运输车。工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。

AGV的另一个特点是高度自动化和高智能化，可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变行驶路径，而且改变运行路径的费用与传统的输送带和传送线相比非常低廉。AGV小车一般配有装卸机构，可与其它物流设备自动接口，实现货物装卸与搬运的全自动化过程。此外，AGV小车依靠蓄电池提供动力，还有清洁生产、运行过程中无噪音、无污染的特点，可用在工作环境清洁的地方。

1.1.1 循迹小车的发展历程回顾

随着社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，人们希望创造出一种来代替人来做一些非常危险，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就诞生了机器人这门学科。世界上诞生第一台机器人诞生于1959年，至今已有50多年的历史，机器人技术也取得了飞速的发展和进步，现已发展成一门包含：机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多学科为一体的性尖端技术。循迹小车共历了三代技术创新变革：第一代循迹小车是可编程的示教再现型，不装载任何传感器，只是采用简单的开关控制，通过编程来设置循迹小车的路径与运动参数，在工作