基于单片机的智能循迹小车本科
基于单片机的智能循迹小车设计
本科毕业设计（论文）基于单片机的智能循迹小车设计学生学院信息工程学院专业测控技术与仪器（光机电一体化方向）年级班别20 级（1）班学号学生姓名指导教师20 年6月摘要自循迹智能小车也是智能行走机器人的一种，智能小车可以适应不同的环境，不受外界温度、湿度、空间以及重力等各种恶劣条件的影响，在人类无法进入或者生存的环境中完成人类无法完成的任务。
本课题是智能循迹小车系统的设计，智能小车的设计涉及传感器技术、电路涉及、程序设计、控制设计等多个方面的知识，是一项综合设计。
设计目标是小车能沿着规划好的黑线行走，不偏离道路。
智能循迹小车以木板车架为承载，包括单片机模块：STC89C52芯片；驱动模块：L298N驱动模块和两个直流电机；循迹模块：红外光电传感器和LM324运算放大器。
红外光电传感器判断是否寻找到黑线，并将产生的电平信号发送至LM324运算放大器，再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块控制小车在黑线上实现前进后退左转右转。
关键词：智能小车，自动循迹，单片机，红外传感器AbstractSelf-tracing smart car is also a kind of intelligent walking robot, intelligent car can adapt to different environments, from outside temperature, humidity, space and gravity and other adverse conditions, in the human can not enter or survive the environment to complete the human Unable to complete the task. This topic is the design of intelligent tracking car system, intelligent car design involves sensor technology, circuit involved, programming, control design and other aspects of knowledge, is a comprehensive design. The design goal is that the car can walk along the planned black line without departing from the road. TheThe following steps: STC89C52 chip; drive module: L298N drive module and two DC motors; tracking module: infrared photoelectric sensor and LM324 operational amplifier. Infrared photoelectric sensor to determine whether to find the black line, and the resulting level signal sent to the LM324 operational amplifier, and then return to the microcontroller, the microcontroller according to the requirements of the program to make the appropriate judgment to the motor drive module control car on the black line Turn forward and turn right.Key words: intelligent car, automatic tracking, single chip, infrared sensor目录摘要 (2)Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1 引言 (6)1.2 题目研究目的及意义 (6)1.3 国内外研究状况 (7)1.3.1 国外发展状况 (7)1.3.2 国内发展状况 (8)第2章系统硬件设计 (10)2.1 循迹小车整体方案设计 (10)2.2 STC89C52单片机介绍 (12)2.3 红外光电传感器TCRT5000及LM324运算放大器组成的循迹模块 (15)2.3.1 TCRT5000的介绍 (15)2.3.2 LM324的介绍 (16)2.3.3 循迹模块原理图 (18)2.4 电机驱动模块 (18)2.4.1 L298N驱动电路逻辑真值表 (19)2.4.2 L298N驱动模块电路原理图 (20)2.4.3 L298N集成H桥芯片,引脚图 (20)2.4.4 L298N引脚功能表 (21)2.4.5 L298N驱动电路运行参数 (22)2.5 电源模块 (22)第3章系统软件设计 (23)3.1主程序 (23)3.1.1 主程序流程图 (23)3.1.2 主程序程序设计 (24)3.2 循迹模块 (25)3.2.1循迹模块流程图 (25)3.2.2 循迹模块程序设计 (26)3.3 PWM调速原理 (27)3.3.1 PWM控速代码 (28)第4章系统测试 (30)第5章 (31)5.1 总结 (31)5.2展望 (31)参考文献 (32)致谢 (34)附录 (35)。
智能小车优秀毕业论文
智能小车优秀毕业论文编号本科生毕业设计基于单片机的智能小车设计The Design of Intelligent Vehicle Based on MCU 学生姓名xxx专业自动化学号xxx指导教师xxx学院电子信息工程二〇一三年六月毕业设计原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于单片机的智能小车设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。
2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：• 年•• 月• 日摘要随着我国高科技水平的不断提高和工业自动化进程的不断推进，智能车被广泛应用于各种玩具和其他产品的设计中，极大地丰富了人们的生活。
本文基于ATmega16 单片机设计了一种智能循迹避障小车，由电源模块、红外传感器模块、电机驱动模块、调试模块和MCU模块组成。
利用红外对管和超声波检测黑线与障碍物，当左边的红外对管检测到黑线时，小车往左边偏转，右边的红外对管检测到黑线时，小车往右边偏转。
以ATmega16单片机为控制芯片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。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机控制。
关键词：智能小车单片机自动循迹避障AbstractWith the increasing levels of high-tech and industrial automation process progresses, the intelligent vehicle is widely used to all kinds of toys and another production’s devise. It is greatly enriched the life of the people.Based on ATmega16 microcontroller,this paper is about a design of intelligent tracking-avoidance car, which is consist of the power supply module, infrared sensor module, the motor drive module, debug module and the MCU modules. Using infrared and ultrasonic testing on the tube black line and the obstacle, when left on the tube detects infrared black line, the car deflected to the left, the right of infrared tube black line is detected, the car to the right deflection. ATmega16 microcontroller for the control chip to control the speed and steering electric car, enabling automatic tracking avoidance function. Which car is driven by L298N driver circuit completed, the speed controlled by the MCU.Keywords: Intelligent Vehicle; MCU;automatic tracking; obstacle avoidance目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2课题研究目的及意义 (1)1.3课题研究现状及发展趋势 (2)1.4本文的主要工作 (3)第2章小车的总体方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2小车循迹避障传感器的选型 (6)2.3小车循迹避障设计方案 (8)第3章小车的硬件电路设计 (10)3.1单片机的选型 (10)3.2小车的硬件电路设计 (14)第4章小车的软件设计 (19)4.1主程序设计及流程图 (19)4.2避障子程序设计及流程图 (20)4.3循迹子程序设计及流程图 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录1 系统电路图 (24)附录2 智能循迹壁障小车完整程序 (27)第1章绪论1.1引言智能，在科技高速发展的今天，已成为一个引领时尚前沿的代名词，智能手机，智能机器人等等已经在工业，军事中得到广泛的作用，在不为人们所熟知的领域，如深海探测，航空航天，地质勘探，智能也发挥着举足轻重的作用[1]。
基于单片机的智能循迹小车设计_张岩
基于单片机的智能循迹小车设计＊张 岩 裴晓敏 付韶彬（辽宁石油化工大学信息与控制工程学院 抚顺 １１３００１）摘 要：设计了一款速度快、运行稳定、循迹精度高的智能小车，首先利用５路光电对管采集路面信息；３路光电开关采集前方障碍物信息；然后，将获得的信息转化为能够被单片机识别的数字信号；最后，采用单片机为主控制芯片，根据路面信息，对直流电机进行脉宽调速，控制小车的行进、转弯和停止。
由于５路光电对管分布在小车底盘的不同角度，提高了小车对不同弯度路径的判断能力，根据路径弯度调整ＰＷＭ波形的占空比以达到控制小车转弯速度的目的，使小车准确沿既定路线自动行驶。
实验证明采用该方法设计的智能小车在保证运行速度的前提下，可以提高循迹精度、减少漂移次数。
关键词：单片机；循迹；脉宽调速中图分类号：ＴＰ２４２ ＴＮ２９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：５１０．１０Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｒａｃｅ－ｋｅｅｐｉｎｇ ｃａｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＺｈａｎｇ Ｙａｎ Ｐｅｉ Ｘｉａｏｍｉｎ Ｆｕ Ｓｈａｏｂｉｎ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｉｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ １１３００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｒａｃｅ－ｋｅｅｐｉｎｇ ｃａｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｆａｓｔ，ｓｔａｂｌｅ，ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｔ ｔｒａｃｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｒｏａｄ ｉｎｆｏｒｍａ－ｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｂｙ ｆｉｖｅ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐａｉｒ ｔｕｂｅｓ，ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｒｅｅ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ．Ｔｈｅｎ，ｃｏｎｖｅｒｔｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ；Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ｗｏｒｋｓ ａｓ ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ ｃｅｎｔｅｒ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄ，ｃｏｎｔｒｏｌｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃａｒ ｇｏｉｎｇ ｆｏｒｗａｒｄ，ｂａｃｋｗａｒｄ，ｔｕｒｎｉｎｇ ｌｅｆｔ，ｔｕｒｎｉｎｇ ｒｉｇｈｔ ａｎｄ ｓｔｏｐ，ａｎｄ ｋｅｅｐ ｔｈｅ ｃａｒ ｍｏｖｉｎｇ ｏｎ ｔｒａｃｅ，ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｂｅ－ｃａｕｓｅ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐａｉｒ ｔｕｂｅｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒ ｃｈａｓｓｉｓ，ｉｔ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｊｕｄｇｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｒｏａｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｇｌｅｓ．Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ ｃａｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｐｅｅｄ ｆｏｒ ｃａｒ ａｔ ｔｕｒｎｉｎｇ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐａｔｈ’ｓ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃａｒ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｋｅｅｐ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｐｅｅｄ，ｍｅａｎ ｗｈｉｌｅ，ｔｒａｃｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ｓｏｍｅｗｈａｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｄｒｉｆｔ ｔｉｍｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｔｒａｃｅ－ｋｅｅｐｉｎｇ；ＰＷＭ 收稿日期：２０１３－１１＊基金项目：２０１２国家级大学生创业训练（２０１２１０１４８０２８）项目１ 引 言循迹小车制作是目前电子竞赛中的一个热门课题［１－２］。
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
随着技术的不断发展，智能小车成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文主要介绍一款基于单片机的智能小车避障循迹系统设计。
一、系统的硬件设计
本智能小车的硬件设计包括控制模块、电源模块、驱动模块和传感器模块。
其中，控制模块采用C51单片机，电源模块采
用锂电池，驱动模块通过直流电机实现小车的前进、后退、左右转弯等各项动作，而传感器模块则包括超声波传感器、巡线传感器和红外线传感器。
二、系统的软件设计
本智能小车的软件设计包括控制程序和驱动程序。
控制程序主要实现通过巡线传感器和超声波传感器来检测路面情况，从而确定小车行驶方向和速度，同时通过红外线传感器来检测障碍物，从而进行避障。
驱动程序主要用于实现小车的前进、后退、左右转等动作。
三、系统的操作流程
小车启动时，控制程序首先检测巡线传感器和超声波传感器所处位置，从而确定小车行驶方向和速度。
接着，红外线传感器开始检测障碍物，并且在检测到障碍物时，自动转弯避免碰撞。
当小车行驶过程中检测到黑色线条时，巡线传感器将自动控制
小车前进或后退，从而使小车保持在线条上行驶。
四、系统的优点和应用
基于C51单片机的智能小车避障循迹系统具有高度自动化、低成本、易于维护等优点。
该系统可广泛应用于自动化物流、智能家居、机器人等领域。
总之，随着科技的不断发展，传感器技术和单片机技术等已经得到了广泛的应用和推广。
未来，智能小车必将在各个领域发挥更大的作用，创造更多的价值。
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计一、设计背景及目的随着人们对机器人技术的提高和普及，智能小车已应用于很多领域，如工业制造、学术研究等，成为了未来技术发展的重要方向。
本课程设计旨在通过单片机智能寻迹避障小车的设计，让学生了解单片机的基本原理，熟悉电路的设计和程序员的编写，培养学生的动手实践能力，同时增强学生的数字电路、模拟电路、控制系统等方面的综合实践能力。
二、设计过程1.设计方案智能寻迹避障小车把巡线车和避障车的功能集于一身，要实现这个设定的关键是用探测器实时地获取小车与路面间的距离，当距离为某一特定值时，小车就改变行进方向，而通过红外线传感器检测路线，小车就能够在沿着直线行驶时不偏离方向。
为了让设计更具实际意义，小车还可以配合LED灯来实现小车的状态显示。
2.硬件设计(1)原理图设计硬件电路由电源电路、控制电路和传感器组成。
单片机控制模块选用STC12C5A60S2芯片，这是一款强大的外设丰富的低功耗单片机，非常适合最终的应用。
为了让小车更加灵活，我们在使用STA的同时，还增加了音乐播放和语音提示的功能。
(2)电源电路设计电源电路采用两节7号电池的串联，达到12V的工作电压。
画图时还需注意进出电源的楔子，使其距离模块尽可能近，且哆扰较大，避免电路受电源电路噪声的干扰。
此外，还需要注意金属件漏接。
(3)控制电路设计该电路控制选择STC12C5A60S2单片机。
由于片内存储空间，接口丰富，定时器与PWM单元多对多的特点，这种单片机非常适合用于本设计。
传感器的控制电路采用运放直接与单片机相连的电路。
电路复杂度较低，文档在写作时主要是结果的分析。
UV2.0被用于编写程序和模拟仿真，在还原电路的同时验证了单片机的控制电路是否能够达到上设计的外部设备的操作目标。
(4)传感器设计两种传感器用来辅助STC12C5A60S2芯片的控制，实现小车的巡线与避障。
红外线传感器用于检测小车行驶时是否偏离，具体实现通过红外识别小车至地面之间的距离，当距离值达到某一阈值，小车就需要改变行进方向，以免偏离路线。
基于单片机的自主循迹电动小车设计
毕业设计（论文）学院名称学院名称专业名称专业名称学生学号学生学号学生姓名学生姓名指导教师教授姓名助理指导老师老师姓名202 年月基于单片机的自主循迹电动小车设计摘要随着电子技术与软件技术的飞速发展，智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等用途。
智能系统开发技术已经成为了最热门的技术之一。
智能小车就是其中的一个体现。
本次设计的智能小车采用模块化设计方法，整个平台以AT80C51单片机为检测和控制核心，通过红外传感器，实现小车的自适应循迹、避障等功能。
在没有人为干预的情况下，智能小车能够自主运行，稳定地跟踪轨迹。
智能车的驱动采用直流电机，并采用PWM实现直流电机的调速，设计把路径识别以及直流驱动电机控制准确地结合在一起，使小车能够快速、平稳的行驶。
本设计对智能车的循迹及速度控制等进行了研究。
关键词：智能小车；光电传感器；单片机；自主循迹Design of the Automatic Path Recognition for Intelligence Vehicle based on MCUABSTRACTWith the rapid development of software technology and electronic technology, smart as a modern invention, is the future development direction, it can in accordance with set model in an environment where automatic operation, no need manual management. The development of modern science has played a role in promoting. The development of intelligent system has become one of the most popular technology.. The design of the smart car, the platform mainly uses at80c51 microcontroller as the core of detection and control of the car, the use of the photoelectric sensor in orbit identification applications and intelligent vehicle control software and hardware design. The intelligent car system through the MCU receives a computer command control the smart car track, with no human intervention. It can run autonomously, stable trajectory tracking. Smart car is driven by the is DC motor, and the PWM to control the speed of DC motor is realized, the path identification and DC drive motor control accurate together, allowing the car to fast and stable running. The design of intelligent vehicle autonomous tracking and speed control are studied.Keywords: Intelligent Vehicle；Photoelectric sensor；MCU；Automatic path recognition目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.1.1智能车辆概念 (1)1.1.2课题研究的意义 (1)1.2智能车辆研究现状 (2)1.2.1国外智能车辆研究现状 (2)1.2.2国内智能车辆研究现状 (3)2 系统设计 (5)2.1设计要求 (5)2.2总体设计方案 (5)2.3模块方案的分析与论证 (5)2.3.1车体设计 (5)2.3.2电机驱动系统 (6)2.3.3检测方案模块 (6)2.3.4显示电路模块 (8)2.3.5电机模块 (8)2.3.6时间计时模块 (8)3 系统硬件设计 (9)3.1系统总体构成 (9)3.2主控制器模块的硬件设计以及原理图 (9)3.2.1单片机AT80C51 (9)3.2.2主控模块AT80C51的系统设计 (11)3.3传感器模块硬件设计 (12)3.3.1轨迹检测硬件电路 (13)3.3.2金属块探测模块原理及电路设计 (15)3.3.3速度检测硬件电路设计 (17)3.3.4时间计时模块的电路设计 (18)3.3.5液晶显示电路设计 (20)3.3.6电机驱动模块硬件电路 (21)3.3.7电源模块电路 (23)4 系统软件设计 (24)4.1系统主程序流程图 (24)4.2传感器中断服务子程序流程图 (24)4.3各个检测模块子程序流程图 (24)4.3.1路面检测的子程序流程图 (24)4.3.2速度检测程序流程图 (24)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A DS12887时钟驱动程序 (32)附录B硬件设计电路总图 (37)1 绪论1.1选题背景目前，智能车辆是一个新型的交叉学科领域，从广义上来讲，智能车辆属于室外移动智能机器人的一种。
基于单片机的智能寻迹小车毕业设计
智能小车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 speed1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)II1 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。
基于STC89C52单片机的智能循迹小车
沈阳理工大学毕业设计（论文）题目：基于单片机的智能循迹小车院系：信息与控制学院专业：自动化班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：年月日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AbstractThis 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 (5)2.2 整体控制方案确定 (6)3 系统的硬件设计 (8)3.1 单片机电路的设计 (8)3.1.1 单片机的功能特性描述 (8)3.1.2 晶振电路 (9)3.1.3 复位电路 (9)3.2 光电传感器模块 (10)3.2.1 传感器分布 (11)3.3 电机驱动电路 (12)3.3.1 L298N引脚结构 (13)3.3.2 电机驱动原理 (13)3.3.3小车运动逻辑 (15)4 系统的软件设计 (16)4.1 软件设计的流程 (16)4.2 本系统的编译器 (17)5 系统的总体调试 (22)5.1 硬件的测试 (22)5.2 系统的软件调试 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录A 原理图及PCB图 (27)附录B 程序代码 (32)附录C 硬件实物图 (37)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、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于单片机的智能循迹小车本科第1章绪论1.1课题背景目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
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年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。
智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:(1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;(2)摄像机，用来获得道路图像信息;(3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。
上一层技术是下一层技术的基础。
三个层次具体如下:(1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。
主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。
碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。
(2)辅助驾驶系统，利用智能感知系统的信息进行决策规划，给驾驶员提出驾驶建议或部分地代替驾驶员进行车辆控制操作。
主要包括:巡航控制、车辆跟踪系统、准确泊车系统及精确机动系统。
(3)车辆自动驾驶系统，这是智能车辆技术的最高层次，它由车载计算机全部自动地实现车辆操作功能。
目前，主要发展用于拥挤交通时低速自动驾驶系统、近距离车辆排队驾驶系统等。
这种智能小车的主要应用领域包括以下几个方面:(1)军事侦察与环境探测现代战争对军事侦察提出了更高的要求，世界各国普遍重视对军事侦察的建设，采取各种有效措施预防敌方的突然袭击，并广泛应用先进科学技术，不断研制多用途的侦察器材和探测设备，在车上装备摄像机、安全激光测距仪、夜视装置和卫星全球定位仪等设备，通过光缆操纵，完成侦察和监视敌情、情报收集、目标搜索和自主巡逻等任务，进一步扩大侦察的范围，提高侦察的时效性和准确性。
(2)探测危险与排除险情在战场上或工程中，常常会遇到各种各样的意外。
这时，智能化探测小车就会发挥很好的作用。
战场上，可以使用智能车辆扫除路边炸弹、寻找和销毁地雷。
民用方面，可以探测化学泄漏物质，可以进行地铁灭火，以及在强烈地震发生后到废墟中寻找被埋人员等。
(3)安全检测受损评估在工程建设领域，可对高速公路自动巡迹，进行道路质量检测和破坏分析检测;对水库堤坝、海岸护岸堤、江河大坝进行质量和安全性检测。
在制造领域，可用于工业管道中机械损伤，裂纹等缺陷的探寻，对输油和输气管线的泄漏和破损点的查找和定位等。
(4)智能家居在家庭中，可以用智能小车进行家具、远程控制家中的家用电器，控制室温等等。
对这种小车的研究，将为未来环境探测术上的有力支持。
1.2课题研究的目的和意义目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。
其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。
无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。
它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。
机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。
可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
1.3 本设计的内容及意义1.3.1 设计的内容（1）路面检测模块（2）电源模块为5V；（3）直流电机的驱动模块电路，及相应的驱动程序；（4）控速模块（5）循线功能电路及程序；（6）复位电路模块1.3.2 本设计的意义随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的，本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
本设计就采用了比较先进的C51为控制核心，C51采用CHOMS工艺，功耗很低。
该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与实际相结合，现实意义很强。
智能小车国内外研究现状:世界各国在智能微型车领域进行了很多研究，己经应用于各个领域，在探测和军事领域使用特别多。
近年来，我国也开展了很多研究工作，以满足不同用途的需要。
世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。
美国和前苏联是从20世纪60年代末期开始进行月球表面探测任务的。
美国曾在1966^-1968年间，向月球成功发射了两次无人巡游探测器。
1997年，由美国JPL(全称JetPropulsion Laboratory，美国太空总署喷气推进实验室)研制的Sojourner号探测车登上了火星。
它验证了小型火星车的性能，并完成了一系列技术试验。
2004年1月，美国的“勇气号”和“机遇号”火星探测车再度登陆火星。
前苏联在1959^-1976年间，总共成功发射了两个月球探测车。
单片机的应用领域越来越广泛，无论是在生活，生产上，单片机无处不在。
ATMEL 公司的AT89S51单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
AT89S51可以说是单片机领域的主流产品，其应用如此广泛，所以有必要去学习和应用该单片机，以满足实际产品开发的需要，也是适应社会智能化、自动化的趋势。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
1.4 论文各部分的主要内容第一章对智能循迹小车的现状、研究意义和设计要求进行简单阐述。
第二章介绍了该智能循迹小车系设计方案比较和选择，分析了各模块的功能。
第三章阐述了智能小车系统的硬件电路的设计，其中包括单片机最小系统模块电路、电机驱动模块电路、以及附带的信号提示电路等。
第四章首先介绍了该系统程序调试过程中所用到的程序调试软件及其调试环境。
最后总结部分说明了本论的主要内容，举出了在系统测试过程中所发现的问题，并提出了可能的解决方案。
第2章智能循迹小车系统2.1 系统设计任务与设计要求2.1.1系统设计任务1.熟悉51单片机集成开发环境，运用C语言编写工程文件；2.熟练应用所选用单片机的内部结构、资源，以及软硬件调试设备的基本方法；3.自行构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现；4.了解电机、路面检测的原理和实现方法。
2.1.2系统设计要求1.完成单片机最小系统设计；2.完成外围应用电路（包括系统供电单元、运动控制单元、循迹检测单元）的设计和实现；3.完成软件对硬件检测和调试工作；4.查阅国内外的研究动态和发展前沿信息，阅读相关外文文献。
2.2 系统方案论证2.2.1 控制器方案论证按照题目要求，控制器主要用于控制电机，通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理，并将处理信号传输给控制器，然后控制器做出相应的处理，实现电机的前进和后退，保证在允许范围类实现跷跷板的平衡。
方案一：可以采用ARM为系统的控制器，优点是该系统功能强大，片上外设集成度搞密度高，提高了稳定性，系统的处理速度也很高，适合作为大规模实时系统的控制核心。
方案二：采用AT89S52作为系统控制的方案。
AT89S52单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，功耗低、体积小、技术成熟，成本也比ARM低。
考虑到性价比问题，本设计选择用AT89S52单片机做控制器。
2.2.2 供电单元方案论证方案一：采用单电源供电，通过单电源同时对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少机身的重量，操作简单，其缺点是，这样会使单片机的波动变大，影响单片机的性能，稳定性比较弱。
方案二：采用双电源供电，通过两个独立的电源分别对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少波动，稳定性比较好，可以让小车更好的运作起来，唯一的缺点就是会增加小车的重量。
综合以上的优缺点，本设计决定采用第二种方案。
2.2.3 运动单元方案论证方案一：采用直流电机，配合LM293驱动芯片组合。
优点在于硬件电路的设计简单。
当外加额定直流电压时，转速几乎相等。
这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。
也用于变速范围很宽的驱动装置。
容易受到外部因素干扰，影响稳定的转速和转矩输出。
电路如图2-1：图2-1 直流电机+LM293组合电路原理方案二：采用步进电机，配合LM298驱动芯片组合。
步进电机可以实现精确的转脚输出，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。
但是LM298芯片的硬件电路比较复杂。
如图2-2：图2-2 步进电机+LM298组合电路原理方案三：采用直流电机配合由双极性管组成的H桥电路。
用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。