基于单片机的智能寻轨小车设计

基于单片机的智能寻轨小车设计

摘要

在这样一家实力强大的企业，我们必须自己去设计电子产品，从而进一步掌握所学的专业知识，扩展专业相关知识，提高自身的产品设计，开发能力。

对于智能寻轨小车的设计，可以把所学的理论知识与实践相结合，进一步的了解理论知识及实际的应用，从而提高自身的动手操作能力。

关键词：智能电子产品寻轨小车

目录

前言 (1)

1系统分析 (1)

1.1智能寻轨小车系统的设计要求 (1)

1.1.1任务 (1)

1.1.2要求 (2)

1.1.3说明 (3)

1.2智能寻轨小车系统基本情况描述 (3)

1.3系统目标设计 (3)

1.4可行性分析 (3)

1.4.1技术可行性 (3)

1.4.2经济可行性 (3)

1.4.3能力提高可行性 (4)

1.5系统分析 (4)

1.5.1系统功能分析 (4)

1.5.2系统具备的功能 (4)

1.6小车系统设计所需时间 (4)

2方案的论证及比较 (4)

2.1电机的选择及论证 (4)

2.2电机驱动方案的选择与论证 (5)

2.3路面情况检测方案的选择与论证 (5)

2.4电源方案的选择与论证 (5)

2.5路程检测方案的选择与论证 (6)

2.6电子站台检测方案的选择与比较 (6)

3系统的具体设计与实现 (7)

3.1系统的硬件设计 (7)

3.1.1路面黑线检测模块 (7)

3.1.2电动机PWM驱动模块的电路设计与实现 (7)

3.1.3超声波探测测距模块 (7)

3.1.4方向控制模块 (7)

3.1.5路程检测模块 (7)

3.1.6单片机控制系统 (7)

3.2系统的软件设计 (7)

3.2.1程序的编写 (7)

3.3小车成品图 (11)

4设计总结与评价 (12)

参考文献 (12)

前言

近年来，电子技术和计算机技术应用领域不断扩大，单片机技术已成为电子技术领域中的一个新的亮点，使单片机技术成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。

单片机技术是一门综合应用技术，是电子技术改造的重要技术手段之一，各高校学生在课程设计、毕业论文设计、电子设计大赛中都提倡使用单片机技术。

应用电子专业以就业为导向，走产学研结合的道路，使学生成为拥护党的基本路线，适应生产、建设、管理、第一线需要的“下得去、留得住、用得上”的德、智、体、美全面发展的，掌握与表面组装工艺生产、设备的操作、品质管理与设备维护、电子仪器仪表应用、检测与维护等应用电子技术专业必备的基础理论和专门知识，具有从事本专业实际工作的综合职业能力和全面素质的高等技术应用性专门人才。

针对社会对这类人才的需求，本专业旨在培养学生掌握应用电子技术专业的基本理论知识和专业知识，了解电子技术的新发展、新成就，具有较熟练的实际操作技能和分析问题、解决问题的能力，具备较快适应生产、建设、管理、服务第一线需要的实际工作能力，具有从事电子设备与系统的生产、维修、管理、服务等工程技术工作的基本能力和基本技能，能胜任在电子产品的生产管理和品质控制、电子生产设备的使用与维护、电子产品、家用电器的设计、开发与销售等方面的工作。

这次毕业设计的课题是“智能寻轨小车的设计方案”，以单片机A T89S52作为小车的控制核心，路面检测采用反射式红外开关来检测黑线；电机驱动采用PWM技术，灵活方便的对车速进行控制。

1系统分析

1.1智能寻轨小车系统的设计要求

1.1.1任务

设计并制作一套用电池供电的智能公交车系统，包括一台能沿着黑色引导线自主行驶的公交车和两个电子公交站，公交车行驶线路如下图所示。公交道路宽为60cm，公交道路用光滑平整的白纸制作，黑色小车引导线和状态标识线（可用电工胶带）宽度为1.8±0.1cm，站台停靠标识线长为20cm。起点与终点之间公交车道总长约25m，公交站点B、C、D的位置在示意图位置附近任意放置。

图1智能公交车系统示意图

1.1.2要求

（1）电子公交站具有数据输入和显示功能，能在电子公交站上输入站台号以及本站与起始站间的距离。

（2）公交车从起始站点A出发，沿着黑色引导线，经站点前下车提示、停靠动作后，自动驶到终点站C，行驶过程中不允许驶出公交车道，要求在2分钟内完成全程行驶；

（3）公交车行驶到离站点100cm±10cm处时（以公交站台标识线为基准），应提前发出下车提示声5s；

（4）公交车驶入站台停靠时，其车身中心标识线与站台停靠标识线间误差应不超过10cm，站台停靠时间为5s

1.1.3说明

（1）站台可设置在公交线路上的任意位置；

（2）公交车可用各类小车改装，其尺寸不限，但公交车必须标出中心标识线。

1.2智能寻轨小车系统基本情况描述

智能寻轨小车系统是一个让小车自动寻着轨迹前进或后退的小车自动控制系统。它分成几个模块设计，把各个模块结合起来，就组成了一个智能寻轨小车的控制系统

1.3系统目标设计

设计一辆能够完成上述要求的小车，完成自动寻轨的全过程。要求制作、焊接好电路板，组装完成小车整体，捎入程序，让小车能够完成一系列动作。

1.4可行性分析

产品设计开发的第一步即可行性分析，通过这个可避免人力、物力和才力的浪费。在对系统初步调查之后即可提出系统目标，系统目标应充分体现，直接为本系统服务，它不可能在总体规划阶段就提得非常具体，需要在开发过程中逐步明确和定量化。以达到更加出色的程序系统。

系统的目标确定后，就可以从以下四方面对能否实现新系统目标进行可行性分析：

1.4.1技术可行性

根据所要开发产品的性能、功能及实现系统的各项要求，根据新系统目标来衡量所需的技术是否具备，本系统是一个结合小车控制核心模块，红外传感寻迹模块，超声波测距模块，液晶键盘电子公交站模块的智能寻轨小车系统。现有的技术以较为成熟，硬件、软件的性能要求、环境条件等各项条件良好，通过已有的技术和较为充裕的时间可以将系统较好的完成。

1.4.2经济可行性

估算新系统的成本效益分析，其中包括电子原器件及电路板的成本，及开发的费用，估算开发成本较低，适合个人开发锻炼。