迷宫循迹小车的设计【设计论文】

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设计论文

题目：迷宫循迹小车的设计

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日期：年月日日期：年月日

目录

1.绪论

2．方案设计与论证

2.1主控系统

2.2电机驱动模块

2.3循迹模块

2.4通讯模块

2.5机械系统

3．主要器件介绍

3.1 STC89C52的介绍

3.2 L298N的介绍

3.2.1 L298的引脚功能

3.2.2 L298的运行参数

3.2.3 L298的逻辑控制

3.3 TCRT5000的介绍

3.4 LM324的介绍

3.5 nRF24L01介绍

4．硬件设计

4.1总体设计

4.2TCRT5000黑色轨迹识别电路

4.3LM324电压比较电路

4.4 STC89C52单片机控制电路

4.4.1 时钟电路

4.4.2 复位电路

4.4.3 EA/VPP（31 脚）的功能和接法

4.4.4 P0 口外接上拉电阻

4.5 L298N马达驱动电路

5．程序设计

5.1主程序

5. 2 51单片机串口通讯程序

5 3上位机程序

附录

绪论

1.1智能小车的意义和作用

本课题研究的背景和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。

近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。而近几十年来中国在航天领域的发展越来越快，世界各国也从没停止过探索外星的脚步。在外星球恶劣的环境下探索全由人去完成是不可能的。那么可以自动驾驶的小车就发挥了它的作用了。用带有摄像头的小车就可以让我们在地球上看到外星球的地貌。如何让小车自动的准确的按照人预设的路线去进行工作成了人们开始研究的课题，现在也有很多的相关成果。

寻迹小车要实现自动导引功能就必须要感知导引线，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车（AGV—auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并做出判断和相应的执行动作。

本设计就采用了比较先进的 80C51 为控制核心，80C51 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。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。实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线。传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以舍弃昂贵的CCD传感器而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向。实现了小车根据路线自动转向也就可以让小车去完成人预设的任务。

例如智能运输系统。公共交通是城市发展的必然产物，也是城市赖以生存的重要基础设施之一。它作为城市动态大系统中一个重要组成部分，是城市整体发展中不可缺少的物质条件和基础产业，也是联系社会生产、流通和人民生活的纽带。公交系统具有运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等项优点。

随着我国改革开放的深入和经济建设的持续快速发展，城市规模不断扩大，交通需求也不断增加。有关资料表明，1996年全国城市机动车保有量为884.5万辆，比1977年增长近9倍，年均增长33.8%，全国城市自行车超过1.8亿辆，占全国总量的40%，城镇每百户拥有率达198辆。道路建设虽突飞猛进，从1980年至1994年，全国城市道路总长从2.95万公里增至11.1万公里，年平均增长率为9.9%,人均道路面积从2.8m2增至6.6m2，道路面积增长率为年均11.6%，这样的速度仍然赶不上车辆的增长速度。同时，由于多种原因致使公交车辆运营速度由每小时12-14公里下降至5-10公里，新增的运力被运输效率下降抵消，公交承担运量不断减退，居民出行方式逐年由公交向自行车等个体交通方式转移，这无疑加剧了交通的拥挤程度。如何解决城市居民出行交通需求的不断增加与公共交通发展相对滞后的矛盾成为摆在我们面前的一项迫切任务。

智能运输系统（Intelligent Transportation Systems，ITS）。它是在关键基础理论模型研究的前提下，把先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地综合运用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输管理系统。它利用无线通讯专网低频段以低成本实现了公交企业运营数据的实时采集、快速传输，自行开发研制了无线通讯系统车载智能终端设备及控制系统，使公交企业能够充分利用无线通讯系统采集和传输的车辆运营数据进行车辆调度和车辆运营管理，且具有数据和话音双重传输功能。具有用户容量大、网络范围覆盖广、调度信息响应速度快、全自动语音报站自动化、信息发布广泛、出行者信息服务智能化、设备自动维护智能化的特点。

智能公交系统的提出，必将大大改善公交管理水平，提高公交系统经济效益，减少政府财政补贴。由于采用公交出行的居民增加，相对减少了其它车辆出行，这势必会缓解城市交通压力，减少环境污染，降低交通事故发生率，改善交通环境，带来巨大的社会效益。

方案设计与论证

根据要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测器，实现对电动车的位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。