自动往返电动小汽车设计报告
基于单片机的自动往返小汽车的设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化基于单片机的自动往返小汽车的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着汽车工业的迅速发展，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。
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，为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。
设计的智能电动小车应该能够具有自动寻迹、小灯显示等功能。
由于单片机教学例子有限，因此，单片机智能车能综合学生课堂上的知识来实践，使学习者更好的了解单片机的发展。
通过此次的单片机寻轨车制作，使学生从理论到实践，初步体会单片机项目的设计、制作、调试和成功完成项目的过程及困难，以此学会用理论联系实际。
通过对实践中出现的不足与学习来补充教学上的盲点。
智能汽车是一种高新技术密集的新型汽车，是在网络环境下利用信息技术、智能控制技术、自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机和机械等多个学科的最新科技成果，使汽车具有自动识别行驶道路、自动驾驶等先进功能.随着控制技术、计算机技术和信息技术的发展,智能车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色.近年来，智能车在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛运用，已成为人工智能领域研究和发展的热点。
二、研究的基本内容。
智能寻迹小车采用后轮驱动，左右后轮各用一个直流减速电机驱动，通过调制后面两个轮子的转速从而达到控制转向的目的在车体前部分别装有左中右三或者两个红外反射式传感器，当小车左边的传感器检测到黑线时，说明小车车头向右边偏移，这时主控芯片控制左轮电机减速，车体向左边修正同理当小车的右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机减速，车体向右边修正当黑线在车体的中间，中间的传感器一直检测到黑线，这样小车就会沿着黑线一直行走。
自动往返电动小汽车(毕业设计)
一. 毕业实践任务书无锡职业技术学院毕业实践任务书课题名称：自动往返电动小汽车指导教师：XXXXXXX 职称：讲师指导教师：职称：专业名称：XXXXXXXX 班组：XXXXXX学生姓名：XXXXXXX 学号：05一. 课题需要完成的任务：设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。
允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。
图1跑道顶视图跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。
在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。
设计要求1、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。
往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
2. 达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。
D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。
二. 课题计划：2006.3.3~2006.3.6 熟悉课题，可行性方案分析及方案论述。
2006.3.7~2006.3.19 查阅资料，设计各部分硬件。
2006.3.19~2006.4.10 画原理图，印刷线路板。
2006.4.10~2006.4.20 编写程序验证部分硬件。
2006.4.21~2006.4.25 写出毕业论文。
计划答辩时间：4.21-4.28XXXXX 系（部、分院）2006年02年18日二.外文翻译VIDEOCASSETTEBefore the videocassette recorder there was the movie projector and screen. Perhaps you remember your fifth-grade teacher pulling down a screen—or Dad hanging a sheet on the wall, ready to show visiting friends the enthralling account of your summer vacation at the shore. Just as the film got started, the projector bulb often blew out.Those days did have one advantage, though: the screen was light, paper-thin and could be rolled into a portable tube. Compare that with bulky television and computer screens, and the projector screen invokes more than just nostalgia. Could yesterday's convenience be married to today's technology?The answer is yes, thanks to organic light-emitting materials that promise to make electronic viewing more convenient and ubiquitous. Used in displays, the organic materials are brighter, consume less energy and are easier to manufacture (thus potentially cheaper) than current options based on liquid crystals. Because organic light-emitting diodes (OLEDs) emit light, they consume significantly less power, especially in small sizes, than common liquid-crystal displays (LCDs), which require backlighting. OLEDs also offer several exciting advantages over common LEDs: the materials do not need to be crystalline (that is, composed of a precisely repeating pattern of planes of atoms), so they are easier to make; they are applied in thin layers for a slimmer profile; and different materials (for different colors) can be patterned on a given substrate to make high-resolution images. The substrates may be inexpensive glass or flexible plastic or even metal foil.In the coming years, large-screen televisions and computer monitors could roll up for storage. A soldier might unfurl a sheet of plastic showing a real-time situation map. Smaller displays could be wrapped around a person's forearm or incorporated into clothing. Used in lighting fixtures, the panels could curl around an architectural column or lie almost wallpaperlike against a wall or ceiling.LEDs currently have longer lifetimes than organic emitters, and itwill be tough to beat the widespread LED for use in indicator lamps. But OLEDs are already demonstrating their potential for displays. Their screens put out more than 100 candelas per square meter (about the luminance of a notebook screen) and last tens of thousands of hours (several years of regular use) before they dim to half their original radiance.Close to 100 companies are developing applications for the technology, focusing on small, low-power displays [see box on page 80]. Initial products include a nonflexible 2.2-inch (diagonal) display for digital cameras and cellular phones made jointly by Kodak and Sanyo, introduced in 2002, and a 15-inch prototype computer monitor produced by the same collaborative venture. The global market for organic display devices was about $219 million in 2003 and is projected to jump to $3.1 billion by 2009, according to Kimberly Allen of iSuppli/Stanford Resources, a market-research firm specializing in displays.一、What LED to OLEDCRYSTALLINE semiconductors—the forerunners of OLEDs—trace their roots back to the development of the transistor in 1947, and visible-light LEDs were invented in 1962 by Nick Holonyak, Jr. They were first used commercially as tiny sources of red light in calculators and watches and soon after also appeared as durable indicator lights of red, green or yellow. (When suitably constructed, LEDs form lasers, which have spawned the optical-fiber revolution, as well as optical data storage on compact discs and digital video discs.) Since the advent of the blue LED in the 1990s [see “Blue Chip,” by Glenn Zorpette; Scientific American, August 2000], full-color, large-screen television displays made from hundreds of thousands of LED chips have appeared in spectacular fashion on skyscrapers and in arenas [see “In Pursuit of the Ultimate Lamp,” by M. George Crawford, Nick Holonyak, Jr., and Frederick A. Kish, Jr.; Scientific American, February 2001]. Yet the smaller sizes used in devices such as PDAs (personal digital assistants) and laptops are not as practical.LEDs and OLEDs are made from layers of semiconductors—materials whose electrical performance is midway between an excellent conductorsuch as copper and an insulator such as rubber. Semiconducting materials, such as silicon, have a small energy gap between electrons that are bound and those that are free to move around and conduct electricity. Given sufficient energy in the form of an applied voltage, electrons can “jump” the gap a nd begin moving, constituting an electrical charge. A semiconductor can be made conductive by doping it; if the atoms added to a layer have a smaller number of electrons than the atoms they replace, electrons have effectively been removed, leaving positively charged “holes” and making the material “p-type.” Alternatively, a layer that is doped so that it has an excess of negatively charged electrons becomes “n-type” [see box on opposite page]. When an electron is added to a p-type material, it may encounter a hole and drop into the lower band, giving up an amount of energy (equal to the energy gap) as a photon of light. The wavelength depends on the energy gap of the emitting material.For the production of visible light, organic materials should have an energy gap between their lower and higher conduction bands in a relatively small range, about two to three electron volts. (One electron volt is defined as the kinetic energy gained by an electron when it is accelerated by a potential difference of one volt. A photon with one electron volt of energy corresponds to the infrared wavelength of 1,240 nanometers, and a photon of two electron volts has a wavelength half as much—620 nanometers—a reddish color.)二、A Surprising GlowORGANIC semiconductors are formed as aggregates of molecules that are, in the technologies being pursued, amorphous—a solid material, but one that is noncrystalline and without a definite order. There are two general types of organic light emitters, distinguished by “small” and “large” molecule sizes. The first practical p-n-type organic LED, based on small molecules, was invented in 1987 by Ching W. Tang and Steven A. Van Slyke of Eastman Kodak, after Tang noticed a surprising green glow coming from an organic solar cell he was working on. The duo recognized that by using two organic materials, one a good conductor of holes and the other a good conductor of electrons, they could ensure that photon emission would take place near the contact area, or junction, of the two materials, as in acrystalline LED. They also needed a material that held its electrons tightly, meaning that it would be easy to inject holes. For the light to escape, one of the contacts must be transparent, and the scientists benefited from the fortunate fact that the most widely used transparent conducting material, indium tin oxide, bound its electrons suitably for p-type contact material.The structure they came up with has not changed much over the years and is often called “Kodak-type,” because Kodak had the basic patent [see box on opposite page]. Beginning with a glass substrate, different materials are deposited layer by layer. This process is accomplished by evaporating the constituent materials and letting them condense on the substrate. The total thickness of the organic layers is only 100 to 150 nanometers, much thinner than that of a conventional LED (which is at least microns in thickness) and less than 1 percent of the thickness of a human hair. Because the molecules of the materials used are relatively lightweight—even lighter than a small protein—the Kodak-type OLEDs are referred to as “small molecule” OLEDs.After their initial insight, Tang and Van Slyke tinkered with the design to increase efficiency. They added a small amount of the fluorescent dye coumarin to the emitter material tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum. The energy released by the recombination of holes and electrons was transferred to the dye, which emitted light with greatly increased efficiency. Deposition of additional thin layers of indium tin oxide and other compounds next to the electrodes altered the interaction of the thicker layers and also improved the efficiency of the injection of holes and electrons, thereby further upping the overall power efficiency of the fluorescent OLED.Organic LEDs of this small-molecule type are used to make red, green and blue light, with green light having the highest efficiency. Such green-emitting OLEDs can exhibit luminous efficiencies of 10 to 15 candelas per ampere—about as efficient as commercial LEDs today—and seven to 10 lumens per watt, values that are comparable to those for common incandescent lamps.录像机在卡匣式录像机出来之前，我们用的是电影放映机与屏幕。
自动往返电动小汽车
自动往返电动小汽车的设计学生：指导老师：摘要: 本文采用了基于单片机的小车控制系统的硬件设计和软件设计。
自动控制系统是电子系统和机械系统必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。
本文研究的重点是小车运行控制系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机，黑线检测采用了光敏传感器和电压比较器来实现。
单片机采用STC89C51来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括电机驱动器模块，数码显示模块等部分。
该小车通过检测地面黑线来实现对应的流程控制，按照预先设定好的程序，实现全速前进，减速前进，倒退等功能。
并用数码显示器来显示当前运行到的位置的结果。
关键词：89C51单片机；光敏电阻；自动小车The Designing of Automatically Back and Forth Electric CarUndergraduate：Supervisor:Abstract: In this paper, the hardware design and software design of control system based on MCU. Automatic control system is the necessary connection of electronic system and mechanical system, it has an very important role. This paper is focused on the trolley control system, the hardware of the system focuses on MCU, line detection using a photosensitive sensor and a voltage comparator to achiev e.Single chip microcomputer u sing STC89C51 to achieve, the hardware part is a single-chip microcomputer as the core, also includes a motor driver module, digital display module etc. The car through the detection of ground line to achieve process control corresponding, according to the preset program, to achieve full speed ahead, slow forward, rewind. With digital display to display the current operation to the location of the results.Key words: 89C51 MCU; photosensitive resistance; automatic car目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景及其目的意义 (1)1.2 该课题研究的设计思路 (1)第二章本课题方案论证 (2)2.1 主控制器部分 (2)2.2 小车运行状态显示部分 (2)2.3 小车驱动方案选择 (3)2.4 电机驱动方案选择 (3)2.5 电机调速方案选择 (3)2.6 电源模块的选择 (4)2.7 检测黑线设计方案比较与选择 (4)2.8 本章总结 (4)第三章硬件设计 (6)3.1电源部分 (6)3.2数据显示部分 (7)3.2.1 七段数码管（LED）显示电路选择 (7)3.2.2 七段数码管（LED）静态显示方式 (7)3.2.3 LED动态显示方式 (7)3.3黑线检测部分 (8)3.4 电机调速部分芯片简介 (9)第四章软件设计 (10)4.1 简介KeilUvision2 (10)4.2 程序设计 (14)第五章 PROTUES仿真设计 (16)结论 (19)致谢 (21)附录1 系统硬件图 (22)附录2 程序源代码 (23)第一章绪论1.1 研究背景及其目的意义随着历史的发展，那些采集系统原本由小规模的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成，而现在微处理器控制的采集系统取代了原本的这些采集系统。
自动往返小车报告
自动往返小车指导老师：赵建作者：陈波杜金鑫马洁司芳坤西安电子科技大学测控技术与仪器教研中心摘要本小车以MSP超低功耗单片机系列MSP430F14为核心，完成检测黑线判断车体位置，检测轨道挡板，测速等功能。
采用PWM驱动芯片控制电机，红外传感器检测黑线，红外LED和一体化接收头来检测挡板。
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、行驶时间等扩展功能。
关键词：MSP430 寻迹避障1.系统设计1．1基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。
往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。
（3）D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。
2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。
（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
（3）其它特色与创新。
1.2方案论证与比较1.控制系统方案一控制部分的核心采用传统的数字逻辑芯片来实现。
该系统共有启动、加速前进/后退、限速前进/后退、暂停、等待等几个状态。
各个状态保持或者转移的条件依赖于外部传感器送来的信号。
由于外部传感器数目比较多，需要比较多的传感器接口电路。
系统的逻辑状态以及相互转移更是复杂，用纯数字电路或者小规模的可编程逻辑电路实现该系统有一定的困难，需要用中大规模的可编程逻辑电路。
这样，系统的成本就会急剧上升（相对于方案二）。
因此，本设计未采用这种方案。
方案二该小汽车是一个自动控制系统，这样的系统用单片机来实现比较合适。
选用一片MSP430F149作为MCU，与L298一起控制电机。
还处理光电传感器送来的地面标志信号，该信号主要控制小车的加速、减速、限速、惯性行驶、刹车、倒车等状态；另外，它利用DS1302计时，芯片驱动LCD显示，很方便的就显示行车时间。
电工实训报告自动往返运动小车
电工实训报告自动往返运动小车一、实验目的通过本次实训，掌握小车的电路连接与运动控制，了解电机与电磁继电器的基本原理，并实现小车的自动往返运动。
二、实验原理1.电路连接：本实训中，电路连接采用如下方式：（1）将两个电动机通过电线连接到电源上，通过电磁继电器控制电机的正反转；（2）通过激光发射模块和激光接收模块，实现小车的自动往返运动。
2.电机原理：电动机是一种将电能转换为机械能的装置，主要由定子、转子、电磁铁组成。
在外加电流的作用下，电机会产生磁场，进而转动。
3.电磁继电器原理：电磁继电器是一种利用电磁效应控制大电流开关电路的器件。
当电流通过线圈时，产生磁场，吸引动铁芯，从而改变触点的开闭状态。
4.激光模块原理：激光发射模块通过电流激发，产生激光束。
激光接收模块通过接收激光束的反射光信号来实现控制。
三、实验步骤1.搭建电路连接（1）将两个直流电动机通过电线连接到电磁继电器上，电磁继电器的触点通过跳线连接到电源上；（2）激光接收模块接入电路，通过开关控制电路的通断。
2.设计电路控制程序（1）设置电机的正转、反转和停止；（2）设置激光接收模块的信号接收；（3）编写程序，通过电机和激光模块的控制，实现小车的自动往返运动。
3.调试与验证（2）打开开关，观察小车的自动往返运动情况。
（3）调试程序中的参数，如电机转动时间和距离等，以优化小车的运动效果。
四、实验结果经过调试与验证，小车成功实现了自动往返运动。
在实验过程中，小车能够自动检测到前方的障碍物并停下来，避免碰撞。
激光传感器的精度和稳定性能够有效地帮助小车完成往返运动任务。
五、实验总结通过本次实训，我掌握了电路连接和运动控制的基本原理，了解了电动机和电磁继电器的工作原理，并通过实验成功实现了小车的自动往返运动。
这次实训对于我进一步了解电工实践和掌握相关技能有着重要的意义。
在实验过程中，我也学到了解决问题和调试技巧，提高了自己的动手实践能力。
六、存在的问题与改进措施在实验过程中，我发现小车的运动速度和稳定性还有待改进，电磁继电器的触点也存在一定的接触不良问题。
89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文
89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文1.设计任务：设计并制作了一个自动往返小汽车，其行驶路线满足所需的要求。
1.1要求：1.1.1基本要求：（1）分区控制：如（图1）所示：（图1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。
在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于8。
1.1.2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。
（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
（3）其它特色与创新。
2.方案设计：根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：555定时器控速模块路面检测测速模块AT89S51LCD显示模块(图2)2.1路面检测模块：路面黑线检测模块采用反射式红外发射--接收器,在车底的前部和中部安装了两个反射式红外传感器.2.2LCD显示模块：采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。
为节约电源电量并且不影响LCD的功能，LCD的背光用单片机进行控制，使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮，因为我们不必看其显示；在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。
2.3测速模块：采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。
霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求2简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。
霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。
其原理图接线如（图3）所示：（图3）2.4控速模块：采用由双极性管组成的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。
小车往返运动实训报告
#### 一、实训背景随着科技的不断发展，自动化技术在工业、家庭等领域得到了广泛应用。
为了提高学生的实践能力，培养创新思维，本次实训选择了小车往返运动作为实验项目。
通过本次实训，旨在让学生了解自动化控制的基本原理，掌握PLC编程技术，并能够将所学知识应用于实际项目中。
#### 二、实训目的1. 理解自动化控制的基本原理，掌握PLC编程技术。
2. 学会使用PLC编程软件进行程序编写。
3. 了解小车往返运动的控制过程，提高动手实践能力。
4. 培养团队合作精神，提高沟通协作能力。
#### 三、实训内容1. 硬件设备：- 西门子S7-200 PLC- 小车运动平台- 行程开关- 启动按钮- 停车按钮- 电源模块2. 软件环境：- Step 7-Micro/WIN SP软件3. 实训步骤：- 环境搭建：连接PLC、小车运动平台、行程开关、启动按钮、停车按钮和电源模块，搭建小车往返运动控制系统。
- 程序编写：使用Step 7-Micro/WIN SP软件，根据实训要求编写PLC控制程序。
- 程序调试：下载程序至PLC，观察小车往返运动是否符合预期，对程序进行调试和优化。
- 系统测试：完成程序调试后，进行系统测试，验证小车往返运动控制系统的稳定性和可靠性。
#### 四、实训原理1. PLC编程：利用Step 7-Micro/WIN SP软件，编写PLC控制程序，实现对小车往返运动的控制。
2. 行程开关：行程开关用于检测小车位置，当小车到达指定位置时，行程开关动作，触发PLC程序中的相关逻辑。
3. 启动按钮：启动按钮用于启动小车往返运动。
4. 停车按钮：停车按钮用于停止小车往返运动。
#### 五、实训过程1. 环境搭建：将PLC、小车运动平台、行程开关、启动按钮、停车按钮和电源模块连接在一起，搭建小车往返运动控制系统。
2. 程序编写：在Step 7-Micro/WIN SP软件中，编写PLC控制程序，包括启动、停止、小车前进、后退等逻辑。
自动往返电动小汽车设计
自动往返电动小汽车余密刘勇尹佳喜华中科技大学电工电子创新中心（武汉430074）摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心，通过高灵敏度红外光电传感器检测路面上的黑线，并进行计数，从而控制不同路段的速度，以红外对管检测车轮转动周数，根据车轮周长计算出速度及小车行驶路程。
单片机对高灵敏度红外光电传感器检测得到的路面信息进行处理后产生PWM输出，从而控制小车前轮与后轮电机转速，也就控制了小车的速度。
到达终点后，电机端电压反向，则小车行驶方向反向，小车由原路倒退返回。
红外对管检测到的小车车速及行驶路程信息经单片机计算处理后由液晶显示。
关键字：PWM 光电传感器检测调速一方案论证与选择1 电机调速模块电机调速主要是控制小车的速度与行驶方向。
通过对前轮电机转速的控制可控制小车的行驶方向，对小车的行驶速度的控制通过对其后轮转速的控制实现。
此模块为本设计的核心部分。
（1）电机调速方案方案一：电枢回路串电阻调速。
如II-1-1所示，通过单片机控制继电器，这样可以控制接入电枢回路电阻的大小，从而实现串电阻调速。
此方案只能分级调速，而且，串入电阻造成能量损耗，而本设计采用电池供电，显然，需要节能的调速系统，故此方案不能达到要求。
图III-1-1 电机电枢回路串电阻调速电路图方案二：电枢回路串电感调速。
原理图与方案一相同，将电阻换为电感，这样可以减小能耗，但由于电感消耗无功功率，造成电源污染，故不能采用此方案。
方案三：采用弱磁调速，即改变电机气隙磁通。
此方案可以连续调速，而且，能耗小，可由额定转速向高速方向调节，也可由额定转速向低速方向调节。
但由于小车电机不为他励直流电机，故很难改变磁通大小，方案难以实现。
方案四：采用改变端电压调速。
根据直流电机机械特性方程n=U a/k eФ+(R a+R j)T/k e k TФ2=n0-βT Tn——电机转速；n0——电机空载转速；k e、k T——电机结构参数所确定的电机电势常数、转矩常数；Ф——气隙磁通；U a——电动机电枢电压；R a、R j——电机电枢电阻及串入电阻；T——负载转矩；βT——机械特性曲线斜率；由上述直流电动机机械特性知，改变电枢端电压，可以连续改变电动机转速。
自动往返小车设计
题目自动往返小车设计目录自动往返小车设计一、方案的选择与论证根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。
图 1对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案:1. 电动机驱动调速模块方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。
但是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电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二: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。
这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。
方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。
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，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型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术。
基于上述理论分析，拟选择方案三。
2. 路面黑线探测模块探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。
方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。
这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。
方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。
由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。
方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。
考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高了信噪比。
小车自动往返实训报告
一、实验目的1. 掌握单片机在自动控制中的应用原理。
2. 学会使用L298芯片控制小车速度与方向。
3. 熟悉短距离红外收发器在采集路面信息中的应用。
4. 通过实训，提高动手能力和解决问题的能力。
二、实验原理本实验以单片机STC12C5A6032为核心，实现小车的自动往返功能。
L298芯片用于控制小车的速度与方向，短距离红外收发器用于采集路面信息，从而实现小车的自动往返。
三、实验器材1. 单片机STC12C5A6032 1块2. L298芯片 1块3. 短距离红外收发器 2个4. 电机驱动模块 1个5. 电源模块 1个6. 连接线若干7. 平板轨道 1条四、实验步骤1. 搭建电路：根据电路图连接单片机、L298芯片、红外收发器、电机驱动模块等元件。
2. 编程：使用C语言编写单片机程序，实现小车的自动往返功能。
3. 调试：通过调试，确保程序正常运行。
五、实验内容1. 初始化：单片机启动后，初始化红外收发器、电机驱动模块等。
2. 检测路面信息：红外收发器检测路面信息，将信号传输给单片机。
3. 控制小车方向：根据路面信息，单片机控制L298芯片，使小车保持直线行驶。
4. 自动往返：当小车到达指定位置时，单片机控制小车反向行驶，实现自动往返。
六、实验结果与分析1. 实验结果：小车在轨道上实现自动往返，运行稳定。
2. 结果分析：通过本次实验，掌握了单片机在自动控制中的应用原理，学会了使用L298芯片控制小车速度与方向，熟悉了短距离红外收发器在采集路面信息中的应用。
七、实验总结1. 理论联系实际：通过本次实验，将理论知识与实际操作相结合，提高了自己的动手能力。
2. 问题解决能力：在实验过程中，遇到了许多问题，通过查阅资料、请教老师等方式，最终解决了这些问题。
3. 团队协作：在实验过程中，与团队成员相互协作，共同完成了实验任务。
八、实验展望1. 优化程序：在今后的学习中，将不断优化程序，提高小车的性能。
2. 拓展功能：尝试将小车应用于其他领域，如自动清洁、自动搬运等。
往返小车设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解往返小车的基本原理和设计方法。
2. 掌握电路设计、机械结构和编程技巧。
3. 通过实验，提高动手能力和创新意识。
二、实验原理往返小车是一种简单的自动化小车，它能够在特定轨道上自动往返运动。
实验中，小车通过传感器检测轨道上的黑线，根据黑线的位置控制电机的转动，实现往返运动。
三、实验器材1. 小车底盘1个2. 电机2个3. 电池盒1个4. 电池1套5. 传感器2个6. 线路板1块7. 绝缘胶带1卷8. 黑色线条纸1卷9. 编程器1个10. 编程软件1套四、实验步骤1. 准备工作（1）将电池盒与电池连接，确保电池充满电。
（2）将电机与电池盒连接，确保电机转动正常。
（3）将传感器固定在小车底盘上，确保传感器能够准确检测黑线。
2. 电路设计（1）将线路板放置在小车底盘上，确保线路板与传感器、电机连接良好。
（2）将传感器输出端连接到线路板，将电机输出端连接到线路板。
（3）将线路板与电池盒连接，确保电路连接无误。
3. 编程（1）打开编程软件，创建一个新的项目。
（2）在项目中添加电机控制模块，设置电机转动速度和方向。
（3）添加传感器检测模块，设置传感器检测黑线的阈值。
（4）编写程序，使小车在检测到黑线时停止，等待一段时间后反向行驶。
4. 调试与优化（1）将编写好的程序下载到小车中。
（2）观察小车运行情况，调整传感器位置和编程参数，确保小车能够准确往返运动。
（3）优化程序，提高小车运行稳定性和速度。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功设计了一台往返小车，小车能够在黑线上准确往返运动。
2. 实验分析（1）传感器检测黑线的准确性对小车往返运动至关重要。
在实验过程中，通过调整传感器位置和编程参数，提高了小车检测黑线的准确性。
（2）电机转动速度和方向对小车往返运动也有较大影响。
通过调整电机参数，使小车在往返过程中保持稳定运行。
（3）编程技巧对小车往返运动有重要意义。
通过优化程序，提高了小车运行稳定性和速度。
自动往返行驶小汽车的设计
⾃动往返⾏驶⼩汽车的设计⾃动往返⾏驶⼩汽车的设计本设计的⼩汔车能在如图8-1 所⽰的跑道上⾃动往返⾏驶，车⼦从起跑线出发后到达终点线停车10 秒钟，然后返回到起点停⽌。
在限速区⾏驶时间要求⼤于8 秒，终点线停车与最后停车时要求车⼦中⼼点与⿊线的误差尽量⼩。
车⼦能⾃动记录时间及⾥程并在车上显⽰。
跑道宽为0.5 ⽶，两侧挡板⾼度⼤于0.2 ⽶，跑道表⾯贴有⽩纸，在B、C、D、E、F、G 处画有2cm 宽的⿊线。
A B C D E F G终点线起跑线图8-1 跑道顶视图1系统硬件电路的设计控制系统设计采⽤AT89C52单⽚机。
显⽰系统采⽤三位LED数码管显⽰⾥程数，四位LED数码管显⽰⼀次往返的时间。
电机正反转采⽤桥式驱动控制，⼆档电压调速。
⾥程记录采⽤霍尔传感器，跑道标志线采⽤光敏管检测并使⽤软件整形消抖措施。
使⽤四个靠轮解决⼩汽车与挡板的碰擦问题，单⽚机、电机独⽴稳压电源供电。
（1）电机驱动电路采⽤两对互补三极管，利⽤单⽚机16、17脚电位的⾼低去控制三极管的截⽌和导通状态，从⽽实现⼩汽车驱动马达的正反转功能。
为了防⽌马达转动时对单⽚机的⼲扰影响，提⾼单⽚机的稳定性，在马达的两端加了抗⼲扰电容。
（2）电压调速电路电机驱动电压由AT89C52单⽚机的P1.7和P1.6 分别控制。
当P1.7为0，P1.6 为1时，电机驱动电压为+7.5v，⼩车进⼊⾼速⾏驶状态；当P1.7为1，P1.6 为0时，电机驱动电压为+4.3v，⼩车进⼊低速⾏驶状态。
当P1.0 为⾼电位时，马达供电三极管D880截⽌，关闭马达电源实现停车功能；当P1.0为0时，D880输出电机驱动电压，⼩车按单⽚机的指令执⾏各种功能。
（3）传感脉冲检测电路由霍尔元件⾥程检测、跑道标志光电管检测两部分组成，电路图如下图。
⽤于⾥程累计的脉冲信号由霍尔元件检测。
此装置安装在后左轮，车轮每转⼀周就由霍尔元件产⽣⼀个低电平脉冲，单⽚机外部中断1产⽣中断，从⽽使⾥程脉冲数累计⼀次，根据本⼩车轮⼦的周长，每转6周为1⽶，所以每累计6个脉冲就是1⽶。
自动往返小车报告
自动往返小车作者：杨振雷袁铁柱琚小军摘要本设计采用一片AT89S52单片机作为自动往返小车的检测和控制中心，通过两个红外线传感器实现对黑线的检测和路程的测量。
用两对红外发射对管检测小车与挡板的距离，保证小车直线行驶。
采用L298驱动直流减速电机。
基于这些完备可靠的硬件设计，使用一套独特的软件算法，实现了小车在限速和压线时的精确控制。
本设计的主要特色：减速直流电机实现限速和快速停止；采用红外传感器ST188，减小外界光干扰；防撞光电传感器防止小车碰撞挡板；优化软件算法，智能化自动控制，定位精确；改进的导向装置，减小车轮与地面的摩擦。
关键词：单片机，红外，传感器，L298AbstractThe design uses a single chip AT89S52 automatically from the car as the detection and control center, through the realization of the two infrared sensors detect the black line and distance measurements. With two pairs of infrared emission detection of the tube from the car and the tailgate to ensure that cars traveling a straight line. L298-driven slowdown in the use of DC motors. Based on these comprehensive and reliable hardware design, the use of a unique set of software algorithms to achieve the car speed and the pressure in the line of precise control.The main feature of this design:Speed DC motor to achieve speed and quick stop.The use of infrared sensors ST188, reduce outside light interference.Photoelectric sensor to prevent the car crash collision baffle.Optimization of software algorithms, intelligent automatic control, positioning accuracy.Improvement-oriented devices, to reduce friction with the ground wheels.Key words: microcontroller, infrared, sensors, L298一、方案选择和论证1.1电源的选择：方案一：采用双电源供电。
小车自动往返控制实训报告
小车自动往返控制实训报告概述本报告旨在介绍小车自动往返控制的实训项目。
通过对这个项目的详细分析和深入探讨，我们将全面了解小车自动往返控制的原理、实现方式以及实训过程中遇到的问题和解决方法。
原理介绍小车自动往返控制是指通过程序控制小车在指定路线上自动行驶，实现往复运动的功能。
该功能可以应用于自动驾驶车辆、物料搬运等场景。
嵌入式系统实现小车自动往返控制的基础是嵌入式系统。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，通常以片上系统的形式集成在其他设备中。
它具有实时性要求高、功耗低、体积小等特点，非常适合用于控制小车的运动。
传感器在小车自动往返控制中，传感器起到了关键的作用。
传感器可以获取环境信息，例如测量小车当前位置、检测障碍物等。
根据不同的应用需求，可能会使用不同类型的传感器，例如红外线传感器、摄像头等。
控制算法控制算法是实现小车自动往返控制的核心部分。
通过对传感器获取的信息进行处理，并根据预先定义的算法进行判断和决策，可以实现小车自动引导、避障等功能。
实训过程在本次实训中，我们按照以下步骤进行了小车自动往返控制的实现：硬件准备首先，我们准备了一个小车平台和相应的传感器模块。
小车平台包括车身、电机、轮子等部分，传感器模块包括红外线传感器和超声波传感器。
环境搭建为了进行实验，我们搭建了一个合适的环境。
在一个有限的区域内设置了障碍物，用来测试小车的避障功能。
程序设计然后，我们开始进行程序设计。
根据控制算法的要求，我们设计了一个控制程序，用来读取传感器数据、判断障碍物位置，并控制小车的运动。
参数调优在实验过程中，我们发现程序的效果并不理想，小车的运动不够稳定。
因此，我们对程序的参数进行了调优，通过不断修改和测试，最终取得了较好的效果。
实验结果最后，我们进行了一系列实验，并记录实验结果。
通过对实验数据的分析，我们验证了小车自动往返控制的可行性和有效性。
实训中的问题与解决方案在实训过程中，我们遇到了一些问题，但通过团队合作和不断的尝试，我们找到了相应的解决方案，具体如下：传感器灵敏度不足由于传感器的灵敏度不足，小车无法准确检测到障碍物。
工业机器人设计自动往返小车设计说明书样本
（2）齿轮之间缺少润滑。
解决方案：
（1）调节齿轮中心距，使其重叠度等（大）于1，避免齿面互相撞击；
（2）在齿轮啮合处用了粘度高润滑油。
5.2小车活塞式开关反映不敏捷
问题体现：在试车过程中有时导杆撞到障碍物但活塞式开关动触点并没有移动，或位移量很小，无法与静触点接触导电。【5】齿轮（百科）【6】电机（百科）
【7】玩具四驱车（搜搜百科）
4.2安装直流电机
把两根铜芯细软导线与3V直流小电机接线端子用电烙铁焊接，焊接完毕后用厚双面胶把电机粘贴在塑胶底板上，粘贴牢固与齿轮变速箱啮合。
4.3焊接与安装电源
把四节1.5V电池两两正负极用电烙铁焊接构成两个供电电源，为电机提供极性相反电能，并用双面胶把其粘贴进电池卡槽内。
图-5电源安装图
4.4制作与安装活塞式开关
第3章制作准备
3.1工具准备
制作工具重要有：螺丝刀、电烙铁、焊锡、松香、剪刀、双面胶、小刀、打火机等。
图-3工具
3.2材料准备
制作材料重要有：3V直流电机1个、1.5V电池4枚、导线数条、注射器3支、自行车轮辐条1根等。
图-4选用材料
第4章制作自动来回小车
4.1制作小车底板
小车底板可选用材质强度高质地轻塑胶板，可以直接购买玩具小车拆卸其底板。
工业机器人设计（论文）
题目：自动来回小车
姓 名：
学号：
班 级：
平顶山工业职业技术学院
年 月 日
第1章电动小车改进方案
1.1设计思想来源
现实中有诸多电机驱动玩具小车接通电源后只能迅速向前运营，当期遇到障碍物时却不能回倒，进行反向运营。因而若想让小车可以在撞到前方障碍物时可以返回，必要对其控制系统进行改进。
装货小车自动往返plc设计报告
装货小车自动往返plc设计报告1. 引言装货小车是现代仓库和物流系统中常用的设备之一。
传统上，操作员需要手动控制装货小车的移动和停止，但这种方式效率低下且容易出错。
因此，为了提高装货小车的工作效率和安全性，我们设计了一个基于PLC 的自动往返系统。
本报告将介绍我们的PLC设计方案以及实现过程。
2. PLC设计方案我们选择使用可编程逻辑控制器（PLC）作为控制装货小车自动往返系统的中心。
PLC是一种专门设计用于工业自动化控制领域的电子设备，具备高可靠性、稳定性和灵活性。
2.1 硬件设计我们采用了西门子Simatic S7-1200系列PLC作为核心控制器。
该PLC具有强大的数据处理能力，能够满足我们系统的需求。
此外，我们还选择了电机驱动器、传感器和开关等外部设备，用于与PLC进行通信和数据交互。
2.2 软件设计我们使用西门子TIA Portal软件套件进行PLC编程。
TIA Portal提供了友好的图形化界面和高效的编程环境，使得我们能够快速开发和调试控制逻辑。
我们利用TIA Portal中的Ladder Diagram语言编写了自动往返控制程序。
该程序包括以下几个主要功能模块：- 运动控制模块：负责控制装货小车的运动，包括前进、后退、停止等动作。
- 传感器输入模块：负责读取传感器信号，以便实时获取装货小车的位置信息和环境状态。
- 逻辑控制模块：根据传感器信号和设定的逻辑规则，决定装货小车的行为，例如何时前进、何时停止等。
- 报警模块：在发生异常情况时，通过触发报警器或者向操作员发送警报信息来提醒注意。
2.3 通信设计为了实现与外部设备的数据交互，我们设计了一个简单的通信协议。
每个外部设备都会被分配一个唯一的设备编号，通过设备编号可以在PLC 程序中识别和控制该设备。
PLC通过串口与外部设备进行通信，并实时获取设备的状态和数据。
3. 实施过程我们按照设计方案，进行了以下的实施过程：1. 购买和安装所需的硬件设备，包括PLC、电机驱动器、传感器和开关等。
自动往返电动小汽车设计报告
中国海洋大学课程设计报告题目：自动往返电动小汽车组员：莫锦河、李鹏飞指导教师：谷健自动往返电动小汽车摘要本设计以一片单片机AT89C52作为核心来控制自动往返小车，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。
路面的黑带检测使用光电传感器，通过AT89C52对输入的信号进行处理，通过PWM调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。
关键字：电动小车、AT89C52单片机、光电传感器、PWM调速一、系统方案论证1.1最小系统控制器的选择方案方案一：AVR ATMEGA16单片机。
AVR 系列单片机采用RISC结构，执行速度较快，并且内部资源丰富，可以方便的使用C语言编程，并且开发环境很方便，但是功耗较高，在超低功耗方面明显不能满足题目要求。
方案二：MSP430G2553 系列超低功率微控制器包含几个器件，这些器件特有针对多种应用的不同的外设集。
这种架构与 5 种低功耗模式相组合，专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。
MSP430G2x13 和MSP430G2x53 系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16 位定时器、多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。
此外，MSP430G2x53系列成员还具有一个10 位模数(A/D) 转换器。
方案三：典型的51系列单片机AT89C52。
51系列单片机操作较为简单，程序简单易学，开发非常方便。
综合比较，我们采用方案三，采用典型的51系列单片机AT89C52，方便实现。
1.2电动机模块方案一：选用步进电动机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
自动往返电动小汽车的设计
自动往返电动小汽车的设计
ATmega16是一种高*能,低功耗的AVR微处理器,选用此芯片的原因是该芯片价格低廉,同时拥有强大的功能,此处我们用到了他的一些基本模块--PWM产生,计数器,计时器,外部中断和内部溢出中断.本次小车的自动控制系统以它为控制核心,通过L298驱动小车,可控制小车前进,后退;一组红外对管检测黑线并达到控速效果:另一组红外对管作用于车轮来测距和速度;用液晶显示器1602来显示小车行驶的时间和距离和速度.整个系统的电路结构简单,可靠*能高.。
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中国海洋大学课程设计报告题目：自动往返电动小汽车组员：莫锦河、李鹏飞指导教师：***自动往返电动小汽车摘要本设计以一片单片机AT89C52作为核心来控制自动往返小车，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。
路面的黑带检测使用光电传感器，通过AT89C52对输入的信号进行处理，通过PWM调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。
关键字：电动小车、AT89C52单片机、光电传感器、PWM调速一、系统方案论证1.1最小系统控制器的选择方案方案一：AVR ATMEGA16单片机。
AVR 系列单片机采用RISC结构，执行速度较快，并且内部资源丰富，可以方便的使用C语言编程，并且开发环境很方便，但是功耗较高，在超低功耗方面明显不能满足题目要求。
方案二：MSP430G2553 系列超低功率微控制器包含几个器件，这些器件特有针对多种应用的不同的外设集。
这种架构与 5 种低功耗模式相组合，专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。
MSP430G2x13 和MSP430G2x53 系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16 位定时器、多达24 个支持触摸感测的I/O 引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。
此外，MSP430G2x53系列成员还具有一个10 位模数(A/D) 转换器。
方案三：典型的51系列单片机AT89C52。
51系列单片机操作较为简单，程序简单易学，开发非常方便。
综合比较，我们采用方案三，采用典型的51系列单片机AT89C52，方便实现。
1.2电动机模块方案一：选用步进电动机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
方案二：选用伺服电动机，在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
方案三：选用直流电动机，直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
综上比较，我们采用方案三，方便实现直流驱动小车的运动。
1.3升压模块方案一：使用UCC38C43芯片的交错式升压。
交错式升压电路中，每个相的工作方式都与上述单相升压相似。
两个功率级会以反相180°的方式运行，使得输入和输出电容的纹波电流互相抵消，但是功耗比较大。
方案二：使用直流升压。
其基本的工作过程是：高频振荡产生低压脉冲——脉冲变压器升压到预定电压值——脉冲整流获得高压直流电，电路简单、低成本、而且功耗比较低。
综上比较，我们采用方案二，更有利于实现超低功耗。
1.4降压模块方案一：使用二极管降压电路。
二极管导通时有一个止向压降，且该压降为固定值（硅管为0.7V，锗管为0.3V），但是电压太高容易被击穿。
方案二：使用TPS54331芯片降压电路。
其110μA 工作电流以及极低的1μA 关断电流，拥有 3.5V～28V 的宽泛输入电压范围、低至0.8V 的可调输出电压以及高达3A 的输出电流，能显著降低LCD 电视负载点电路板设计方案功耗。
综合比较，采用方案二，结合AT89C52单片机共同实现超低功耗的功能。
1.5黑带检测模块方案一：选用反射式红外传感器，利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。
红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。
方案二：选用光电传感器，光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样等优点。
综上比较，我们采用方案二，材料容易获取，切简单容易操作。
二、系统的硬件设计及工作原理根据题目的要求，该系统主要由电动机模块、升压模块、降压以及黑带检测模块组成，其结构的框架如下图1所示。
图1 系统方案图2.1 AT89C52单片机AT89C52片内集成256字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间，支持最大64K外部存储扩展。
根据不同的运行速度和功耗的要求，时钟频率可以设置在0-33M之间。
片内资源有4组I/O控制端口3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。
可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。
不断发展的半导体工艺也让该单片机的功耗不断降低。
具体电路见附图1。
2.2 电动机模块电机驱动电压由AT89C52单片机的P1.0和P1.1分别控制。
当P1.0为0，P1.1为1时，电机驱动电压为+5.0V，小车进入高速行驶状态；当P1.0为1，P1.1为0时，电机驱动电压为+3.3V，小车进入低速行驶状态。
当P1.0为高电位时，电机供电三极管截止，关闭电机电源实现停车功能；当P1.0为1时，D880输出电机驱动电压，小车按单片机的指令执行各种功能。
具体电路见附图2。
2.3升压模块直流升压工作过程是：高频振荡产生低压脉冲——脉冲变压器升压到预定电压值——脉冲整流获得高压直流电，按照这个原理可是实现使用干电池给电容充电，从而获得题目要求的25V电压，而且利用这种方法其功耗和成本都比较低，而且简单方便易操作。
具体电路图见图3。
2.4降压模块TPS54331芯片，拥有3.5V～28V 的宽泛输入电压范围、低至0.8V 的可调输出电压以及高达3A 的输出电流，对于实现超低功耗起到重要作用。
具体电路见图4。
2.5黑带检测模块光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
它们分为：发送器、接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。
光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。
接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。
在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。
在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
具体电路图见附图5。
2.6方向控制模块由于小车自身存在的问题，例如车轮有摩擦、车身设计结构不够合理等因素，可以会影响小车在前进时偏离原定的方向，最终影响到小车的运行速度，从而得不到正确的效果。
所以，我们在设计中选用了4个双刀双掷开关，分别安装在小车的前轮和后轮的四个方位，并将开关的触角延长。
当开关S1或S3碰到挡板时，转向电动机正转，车头左拐，离开挡板；当开关S2或S4碰到挡板时，转向电动机反转，车头右拐，离开挡板。
具体电路图见附图6。
三、软件设计部分系统的软件设计采用C语言编程实现各项功能。
软件部分采用模块化设计方法，由主菜单控制模块、电动机模块、电源模块、黑带检测模块等程序组成。
图2 程序流程图四、测试方案与测试结果自动小车为玩具遥控小汽车的改装品，在改装的过程中最重要的是考虑设计光电检测管的位置，检测黑带的光电管放在车体的中央，用遮光管将其以一定反射角度压到跑道上。
路程检测用槽型光耦，放在小车的从动轮上。
在组装前对每一个单元电路进行测试，以保证外部硬件电路的无误，有利于最后的统调。
调整是以点到线，最后到整体调试的方法。
在调整的过程中我们发现了许多问题，如响应中断的次数的调整等。
并且为了小车碰到墙壁不至于停车，我们在设计中选用了4个双刀双掷开关，分别安装在小车的前轮和后轮的四个方位，并将开关的触角延长。
当开关S1或S3碰到挡板时，转向电动机正转，车头左拐，离开挡板；当开关S2或S4碰到挡板时，转向电动机反转，车头右拐，离开挡板。
五、总结本系统以单片机AT89C52芯片为核心部件，利用光电检测、传感器检测技术并配合软件实现了小车的黑线检测等功能，最终使小车完成设计题目要求的各项任务。
在设计系统中，力求硬件线路简单，充分发挥软件编程方便灵活的特点，来满足系统设计要求。
该系统还有许多值得改进的地方：电机驱动和电机调速部分可以采用桥式PWM电路来实现电动机的正反转，从而实现小车往返行驶的功能。
光耦合器也应用到设计中，完成了电—光—电的转换起到输入、输出、隔离的作用。
由于本设计较小，没有采用该设备，但在实际的工业生产中这一步是必不可少的。
经过一段时间的锻炼，我觉得自己对单片机知识的掌握又进了一层。
对单片机硬件结构的研究和软件编程的兴趣增加不少。
归纳起来，主要有以下两点：1、有两年多的时间都是在学习单片机原理知识，并未真正地去应用和实践。
平时但是经过这次毕业设计，我接触到了更多平时没有接触到的仪器设备、元器件发现了自己很多不足之处。
我还体会到了所学理论知识的重要性：知识掌握得越多，设计得就更全面、更顺利、更好。
2、了解进行一项相对比较大型的科技设计所必不可少的几个阶段。
课程设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面全面的培养学生的全面素质。
我经过这次系统的毕业设计，熟悉了对一项课题进行研究、设计和实验的过程。
这些在我们在将来的工作和学习当中都会有很大的帮助。
附录部分硬件电路图附图1：AT89C52的电路图附图2：电动机调速电路附图3：升压模块电路图附图4：降压模块电路图附图5：黑带检测电路附图6：方向控制电路。