智能小车实验报告

课程设计报告（嵌入式技术实践(一)）

学院：电气工程与自动化学院

题目：智能小车的电路设计与制作

专业班级：自动化123班

学号： 21

学生姓名：***

指导老师：王祖麟、张振利

日期：2013年6月18日星期二

摘要

我们生活在信息与科技高速发展的信息时代，高科技产品的更新的换代也是越来越快。作为21世纪的大学生，我们身处这样的环境中，就必须使自己能够适应这个社会所需。自动化作为处在科技前沿的专业，我们学生就要打好基础，跟上时代的步伐。

为了让同学们在做中学。同学们自己设计和制作智能小车，并从中深入了解和理解自动化嵌入式。从而为进一步实现人机对话，测量以及控制这些自动化的基本控制做基础。从理论到实践，让同学们更好的理解嵌入式，增长同学的实践和设计能力。

应用P89V51RB2微控制器中端口、外部中断、定时器等基本模块，实现核心控制，再结合驱动板来控制电机的转速、转向，最后加上红外传感器，实现小车的智能寻迹。其中端口结合SPI实现人机对话；定时器与中断结合实现匹配定时，捕获转速；端口、定时器的结合就实现了控制电机的方向与转速；端口与红外传感器结合，让小车可以寻找黑线，这样就实现了智能寻迹。

关键字：

自动化；嵌入式；智能寻迹；实践；外部中断；定时器；能力

目录

第一章绪论 (5)

1.1 课题背景 (5)

1.2 课题概述 (5)

1.3 设计要求 (5)

第二章统的系设计 (6)

2.1 实践原理 (6)

2.2 实践器材 (6)

2.3 实践目的 (7)

第三章软件设计 (8)

3.1 硬件开发的软件介绍 (8)

3.1.1 TKStudio....................................................................错误!未定义书签。

3.1.2 原理图的绘制过程 ..............................................错误!未定义书签。

3.2 编程环境介绍 (9)

第四章系统实现 (9)

4.1 硬件实现 (9)

4.1.1 单片机外扩 ..............................................................错误!未定义书签。

4.12 电源模块板................................................................错误!未定义书签。

4．13 循迹模块 (5)

4.14 电机驱动模块 (5)

4.2 软件实现 ................................................... 错误!未定义书签。

4.3 实现效果 (11)

结束语： (12)

致谢12

参考文献 (12)

附录12

第一章绪论

1．1课题背景

学习了智能小车的的理论知识后，急需要一场智能小车制作实践实验以加深我们对制板的认识及熟悉制做智能小车的工作流程。

“卓越工程师培养计划”主要强调“理论与实践、教与学、学校与企业”三个紧密结合，全面贯彻和落实“构思、设计、实施、运行”这种在做中学的原则，以及基于项目驱动的教学模式。企业由单纯的用人单位变成为学生联合培养单位，高校和企业共同设计培养目标，共同制定培养方案，共同实施培养过程。“真刀真枪”地实践，以强化学生的工程能力和创新能力。

在一学期的计算机基础理论学习后，需要将理论和实践有机的相结合。在一定程度的专业基础知识的铺垫、学长们的实际操作引导下。展开技能实践。

实验后加以对实验的看法，总结经验，研究智能小车的制作方法及对课题进行讨论研发，特设下此课题。

1.2课题概述

学习智能小车以及板的制作流程，加深对课题的认识，增加理论与实践知识。了解智能小车的制作与使用。

根据原理图焊接好单片机外扩、电源模块、循迹模块、驱动模块四块板子，调试板子，确保板子正确后，将板子与车身用杜邦线正确连接做好实验课题。1.3设计要求

第一：画出正确的原理图

第二:焊好板子，并使它能正常运行

第三：板上无断线，电路无短路与断路。万能表检测无错误。烧入程序后能显示正确的实验现象

应用P89V51RB2微控制器中的端口、外部中断、定时器等基本模

块，实现核心控制，再结合电源板、电机驱动板来控制电机的转向，

最后加上传感检测模块，实现小车的智能寻迹。

这次课程实践要求每一个人都动手都制作出一辆寻迹小车，真正

实现从听中学到做中学，提高同学们的动手能力。这次实践最基本的功能底线就是能够实现循迹，然后有兴趣的同学再一步步进行拓展，比如：加上测速模块、遥控模块，水平更高的还可以实现避障模块、液晶显示模块等等

第二章系统的设计

2.1 实践原理

探测路面黑线的基本原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸对光的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。利用这个原理，可以控制小车行走的路迹。

这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线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，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；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。处理器就根据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，一般最大不应超过3cm。智能小车系统以处理器为核心，为了使智能小车能够快速行驶，处理器必须把路径的迅速判断、相应的转向电机控制以及直流驱动电机的控制精密地结合在一起。如果传感器部分的数据没有正确地采集和识别，转向电机控制的失当，都会造成模型车严重抖动