基于单片机的简易寻迹机器人设计

目录

摘要............................................................. I ABSTRACT............................................................ II

1.绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.2国内外的研究现状分析 (1)

1.3课题研究的目的和意义 (2)

2.系统方案设计 (3)

2.1循迹原理 (3)

2.2系统总体框图 (3)

2.3轨迹检测模块 (4)

2.3.1传感器模块 (4)

2.3.2检测放大器方案 (4)

2.4MCU控制模块 (6)

2.5电机及驱动模块 (7)

2.5.1转向和动力 (7)

2.5.2电动机模块 (7)

2.5.3调速系统 (8)

2.5.4电机驱动模块 (9)

2.6电源模块 (9)

2.7显示模块 (10)

2.8系统工作原理 (10)

3.硬件设计 (11)

3.1电源模块设计 (11)

3.1.1 智能车电源设计要点 (11)

3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 (11)

3.2单片机最小系统设计 (12)

3.3前向通道设计 (14)

3.4后向通道设计 (20)

3.4.1 后向通道简介 (20)

3.4.2 后轮电机驱动模块设计 (21)

4.软件设计 (25)

4.1系统总体流程图 (25)

4.2PWM调速简介以及实现 (26)

4.3程序的模块化设计 (27)

4.3.1 小车循迹原理流程图 (27)

4.3.2 定时器中断程序流程图 (29)

4.3.3 部分程序设计 (30)

5.仿真结果分析及结论 (33)

5.1 PROTEUS 软件仿真结果 (33)

5.2仿真结果分析 (35)

6.结束语 (36)

致谢 (37)

参考文献 (38)

附件 (39)

文献综述 (45)

摘要

智能车辆作为现代社会的新产物，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，智能小车的研究和开发正成为广泛关注的焦点。本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，系统的设计主要分为总体方案设计、硬件和软件设计，其中每一部分均采用模块化设计原则，使得设计易读、易修改、易扩充。

该设计重点介绍循迹小车如何解决轨迹检测和路线跟随问题。系统以AT89C51为控制核心，利用定时器T0通过定时器中断产生PWM波形，通过调整占空比控制小车速度和转向。利用红外光电传感器ST188对路面黑色轨迹进行检测，并将路面检测信号反馈给单片机，单片机对采集到的信号予以分析判断，及时控制左右轮电机的转速以调整小车转向，从而使小车能够沿着环形黑色轨迹自动行驶，达到自动寻迹的目的。

关键词：80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车

Abstract

Intelligent vehicle is a new product of modern society， and product development based on intelligent vehicle has become a key equipment automation logistics transportation， flexible production organization system， research and development of intelligent vehicle is becoming the focus of attention. The design is a simple car auto tracing system based on single-chip microcomputer control，system design mainly includes design， as the scheme of hardware and software design， where each part adopts modular design makes the design principle， readable， easy to modify， extend.

The design focuses on how to solve the problem of trajectory tracking car detection and route to follow problem. System uses AT89C51 as the control core， using the timer T0 timer interrupt through PWM waveform generation， by adjusting the duty cycle control vehicle speed and steering. For tracing using infrared photoelectric sensor ST188， and the pavement detection signals back to the SCM， SCM to analysis signal collected， timely control left and right wheel motor speed to adjust the car steering， so that the car can along the ring shaped black trajectory automatically，to achieve the purpose of automatic tracing.

keyword:80C51 microcontroller，photoelectric detector，PWM speed，electric car