基于单片机的寻迹小车的研究与实现
在社会生产中，单片机技术的应用越来越重要，利用AVR 单片机技术制作的寻迹小车具有很高的实用价值。利用AVR 单片机制作出的寻迹机器小车，现场演示可以顺利完成我们所预设的寻迹任务。通过自制的ISP 下载线与电脑之间的链接，将电脑中的程序文件下载到单片机中，根据设计需要实现机器小车的寻迹。所完成的设计可以直接应用于单片机的教学之中。本设计今后可以向商品化方面进行开发，以使之有更大的应用价值。
1总体系统设计
总体设计如下：①自动寻迹小车从安全区域启动；②小车按指定路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在指定弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯等功能，在轨道上划出设定的地图。寻迹路线示意图如图1所示：
图1小车寻迹轨道示意图根据预先的结构设计，经过反复论证，最终确定了如下方案：①车体用废弃电路板车架手工制作；②采用ATmega16L 单片机作为主控制器；③用4节5号2A 以上充电电池；④用FGK125型红外光电反射对管进行寻迹；⑤LG9110作为直流电机的驱动芯片。系统的结构框图如图2所示：
图2系统结构框图
基于单片机的寻迹小车的研究与实现
杨福涛，孙鹏
（鞍山师范学院物理系，辽宁鞍山114005）摘要：寻迹机器小车是一个很好的应用单片机技术的设计。本系统所用的单片机采用性能优秀的AVR 单片机的ATmega16L 芯片，由其通过I/O 口控制小车的前进后退以及转向。自制了单片机电路板和程序下载ISP 线，能够顺利完成小车的寻迹。同时还可以扩展控制小车行进时的路线，可以改变程序文件来变换寻迹的路线。所完成的设计可以直接应用于单片机的教学之中，使本设计有了重要的应用价值。
关键词：机器小车；AVR 单片机；直流电机；光电传感器
作者简介：杨福涛（1978-），男，辽宁沈阳人，鞍山师范学院物理系教师，从事自动控制研究。
中图分类号：TP272文献标识码：A 文章编号：1006-2165（2009）03-0063-03收稿日期：2008-11-25
第29卷第3期2009年5月大庆师范学院学报JOURNAL OF DAQING NORMAL UNIVERSITY
Vol.29No.3
May ，2009稳压电源模块主控芯片ATmega16L
LG9110减速电机
电压比较器光电对管组
2硬件实现及单元电路设计
2.1微控制器模块的设计
采用Atmel公司的ATmega16L单片机，不用烧写器而只用串口或者并口就可以往单片机中下载程序。利用自制的ISP下载线将程序直接下载到ATmega16L单片机中，便可以直接应用，十分方便[1]。
由于本次设计中，小车需要完成的任务比较简单，因此只在小车系统板的单片机系统中保留了晶振和复位电路，取消了JTAG编程口等冗余电路。
2.2光电对管电路的设计
光电对管电路是本设计的主要构件，寻迹的主要功能都要依赖它来完成，本研究设计并验证了红外光电对管电路，红外光电对管电路如图3所示:
图3红外光电对管电路
电路中，R4起限流电阻的作用，当有光反射回来时，光电对管中的三极管导通，R7的上端变为高电平，此时CNY饱和导通，三极管集电极输出低电平。
当没有光反射回来时，光电对管中的三极管不导通，而是截至，其集电极输出高电平。经试验和示波器验证，该电路工作性能一般，输出还有杂散干扰波的成分。如果输出加施密特触发器就可以实现良好的输出波形。经试验验证此电路供电的电池的压降较小。因此选择此电路作为设计的传感器检测与调理电路[2]。
2.3寻迹光电对管的安装
考虑到设计预想，本次设计用一对红外光电传感器就能完成设计要求，传感器用来校正小车的寻迹路线，保证小车运行的直线性。传感器的安装位置如图4所示：
图4传感器安装示意图
2.4ISP下载线的设计制作
将代码写入AVR芯片一般使用并行烧写器和ISP下载线两种，由于ISP下载线可以在线编程，所以使用很方便，而我们使用的是并口ISP下载线，并口ISP下载线最大优点就是价钱便宜，结构简单，制作容易。ISP下载接口不需要任何的外围零件，使用双排2＊5插座。由于没有外围器件，故PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、复位脚仍可以正常使用，不受ISP的干扰[3-4]。
3软件实现
3.1主程序流程图
单片机的设计中，程序就等于它的灵魂，如果没有程序的支撑，再好的设计结构都只是一个支架，不具有任何意义。所以我们设计的重点内容就是编写所需要的程序文件，需要大量的时间和精力来完成这项工作。设计的软件的主程序流程图如图5所示：
64
3.2传感器数据处理及寻迹程序流程
小车直线行进时分成三种状态，当传感器检测到白线
时，小车在跑道的正上方，这时控制两电机同速度全速运行。当检测到有一个传感器偏出白线时，小车处于微偏状态，这时将一个电机速度调慢，另一电机速度调快，从而在较短时间内完成路线的调整。
用这种调速的寻迹算法同单纯的判断检测到对管的位
置并做出判断的方法相比，程序思路清晰，程序执行结果较
好[5-6]。该检测传感器子程序的流程图如图6所示：图6传感器信息处理子程序流程图
4结论
经现场测试，小车从启动区启动，正常沿白线前进。由于红外光电对管的作用，在弯道处，小车自动调整方向继续前进,达到寻迹的效果，功能完善,误差很小，完成设计的寻迹要求。可以根据实际需要,利用遥控功能使小车做出不同的路线。小车寻迹路线示意图如图7所示：
图7小车路线示意图（测试）
测试表明，小车能够较好地完成实验的基本要求和扩展要求。寻迹小车在完成设计预想的前提下，主要考虑了车体结构设计的简化，降低了制作成本，使之更具有普及性。由于设计要求并不复杂，没有在电路中增加冗余的功能，但是保留了各种硬件接口和软件子程序接口，方便以后的扩展和进一步的开发。
[参考文献]
[1]张军.AVR 系列单片机C 语言编程与应用实例[M].北京：中国电力出版社,2003:25-86.
[2]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2003:15-166.
[3]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1983:32-168.
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[5]李正军.计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社,2005:26-33.
[6]Ramon Pallas-Areny,John G.Webste.传感器和信号调节[M].张伦,译.北京:清华大学出版社,2003:332-386.
图5主程序流程图65
51单片机-循迹小车项目报告材料(完整)
宜宾职业技术学院《单片机系统设计》 项目设计报告 项目设计题目：智能寻迹小车 系部：电子信息与控制工程系班级：电子XXXX 班组号：第四组 小组成员：XXX 指导教师：XXX
2017年10月10日
目录 一、引言 (3) 二、方案论证 (4) 三、小车车体设计 (7) 四、硬件系统设计 (8) 1、单片机最小系统 (8) 2、循迹电路 (9) 3、电机驱动电路 (9) 五、软件系统设计 (12) 六、系统的制作、仿真与调试 (14)
七、总结 (15)
一、引言 当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、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。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为电子专业学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。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。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。此项设计是在以小为基础，采用AT89C52单片机作为控制核心，
电子实习报告智能循迹小车
电子实习报告智能循迹 小车 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
电子实习报告 学院：电气学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2014/8/29 成绩：
目录 一、设计要求及注意事项 (2) 二、设计的作用、目的 (2) 三、设计的具体实现 (2) 1．系统概述 (2) 2.单元电路设计（或仿真）与分析 (3) （1）电源模 块 (3) （2）电机驱动模块 (4) （3）简易控制模 块 (6) （4）红外循迹模 块 (7) 3.电路的安装与调试 (8) （1）安装 (8)
（2）调 试 (10) 四、心得体会，存在的问题和进一步改进的意见 (11) 五、附录 (11) 1.元件说明 (11) （1）电 阻 (11) （2）电解电 容 (11) （3）LED................................................. ..12 （4）芯 片 (12)
电子实习报告 一、设计要求及注意事项 1.能独立完成设计内容并完全掌握其内部结构、工作原理和安装调试过程。 2.要求在设计过程中能熟练掌握其元器件的计算、焊接技术和电路故障的判别方法。 3.焊接顺序，先贴片后插件。 4.要求焊接的电路板调试时正常且安装好小车后能正常运行。 5.进入实习基地后按指定的实验台就位，未经许可，不得擅自挪换仪器设备。 6.要爱护仪器设备及其它公物，凡违反操作规程，不听从教师指导而损坏者，按规定赔偿。 7.未经指导教师许可，不得做规定以外的实验项目。 8.要保持实习室的整洁和安静，不准大声喧哗，不准随地吐痰，不准乱丢纸屑及杂物。 9. 必须严格按设备操作书的要求去使用设备，注意人身及设备安全，不要盲目操作。 二、设计的作用、目的 1．利用所学过的基础知识，通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力； 2．巩固本课程所学的理论知识和实验技能；
基于单片机的智能寻迹小车毕业设计
基于单片机的智能寻迹小车毕业设计 系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。 采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹，小 车可以 前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声 音控 制小车的启停。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。 P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single- chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction. KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed 1
智能循迹小车实验报告18447
简单电子系统设计报告 ---------智能循迹小车 学号201009130102 年级10 学院理学院 专业电子信息科学与技术姓名马洪岳 指导教师刘怀强
摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位。 本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外传感器，通过检测高低电平将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。 关键词：STC89C51单片机；L298N；红外传感器；寻迹 一、设计目的 通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在控制系统中的应用。进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。 二、设计要求 该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制，绕跑到行驶一周。 三、软硬件设计 硬件电路的设计 1、最小系统： 小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片，图1是其最小系统电路。主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下： （1）、电源电路：给单片机提供5V电源。 （2）、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1 单片机最小系统原理图 2、电源电路设计： 模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。在本设计中，51单片机使用5V电源，电机及舵机使用5V电源。考虑到电源为电池组，额定电压为4.5V，实际充满电后电压则为4-4.5V，所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电，舵机及电机直接由电池供电。 3、传感器电路： 光电寻线方案一般由多对红外收发管组成，通过检测接收到的反射光强，判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成，红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。
51单片机循迹小车程序
/*功能：寻迹小车 使用芯片：AT89S52 或者STC89C52 或AT89S51 STC89C51 晶振：12MHZ 编译环境：Keil 作者：MH~ */ #include
创新性实验 循迹小车实验报告
时间：周三上午 组号：5 创新性实验报告 题目寻迹小车 学院电子信息学院 专业xxx 班级xxx 学号xxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 完成日期2014年5月
目录 1 摘要 (3) 2 引言 (3) 3系统总体设计 (3) 4硬件电路设计 (5) 5 制作与调试 (6) 5.1 硬件电路的布线与焊接 (6) 第一步：电路部分基本焊接 (6) 第二步：机械组装 (6) 第三步：安装光电回路 (7) 5.2 调试 (7) 整车调试： (7) 6 结论及建议 (7) 7 附录 (8)
1 摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进。LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一 个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。 关键词：红外反射式传感器，自寻迹小车，闭环控制 2 引言 随着素质教育的越来越被重视，很多学校都把制作智能小车作为首选课题，智能小车生动有趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力，而且智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题。 我们制作的是一款由数字电路来控制的智能循迹小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。 3 系统总体设计 本系统的整体框图如图1所示。它包括传感器电路、电压比较电路、电 机驱动电路、电源电路。
基于单片机的智能循迹小车
第1章绪论 1.1课题背景 目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆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。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪06年代。当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备: (1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作; (2)摄像机，用来获得道路图像信息; (3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。 智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。上一层技术是下一层技术的基础。三个层次具体如下: (1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及 驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/
智能循迹小车实训报告
实训报告课程名称：单片机实训 完成日期：2014 年 7 月 10 日
任务书 实训（习）题目： 智能小车的功能设计与实现 实训（习）目的： （1）、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力； （2）培养针对课程需要。锻炼学生查阅有关手册、图标及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力； （3）对课程的方案分析、选择、比较、熟悉单片机系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。 实训（习）内容： 安装智能小车及相关功能设计、调试 实训（习）要求： 1. 本实训要求由一个团队完成，团队人员不超过8个人。 2. 通过所学知识并利用智能小车、计算机、 keil软件、烧写软件等完成实训项目，并拟定实训报告。 3. 能正确组装和调试智能小车。 4. 实训完成后，根据实训内容撰写实训报告书一份。 实训报告应包括的主要内容（参考） 1 系统硬件组成与工作原理 1.1 控制器与最小系统 1.2 显示模块与按键模块 1.3 报警模块 1.4 电机与驱动模块的工作原理与接口 1.5循迹模块的工作原理与接口 1.6 避障模块的工作原理与接口 2 功能方案及软件设计 2.1 功能设计 2.2 软件设计 （结合某一赛道、障碍设置说明程序设计思路，给出流程图、程序代码） 3功能调试与总结 3.1 功能调试 排版要求：正文小4宋体；段首缩进2字，行间距固定值18磅。内容展开可以
按3级标题形式，如：按1 ……、1.1 ……、1.1.1 形式（如果需要）。每个1级标题另起一页，1级标题三号黑体居中，题序和标题之间空两个空格，不加标点，段前、段后均为1行，固定值22磅。2级标题：四号黑体左起，四号黑体，段前、段后均为12磅。三级标题：小四号黑体左起，段前、段后均为6磅。 图名、表名五号黑体，英文、数字字体为Times New Roman 页边距：上、下、左3厘米，右2厘米，A4纸打印。 1系统硬件组成与工作原理 1.1.1控制器与最小系统 最小系统：要使一块单片机芯片工作起来最简陋的接线方式就是单片机的
基于Arduino智能寻迹小车开题报告
云南农业大学 本科生毕业设计开题报告 设计题目:基于Arduino的智能寻迹小车控制系统设计毕业设计起止时间： 年月日～月日(共 17 周) 专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 指导教师： 报告时间： 云南农业大学教务处制 200 年月日
1. 本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段： 第一阶：20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronic 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统，该系统只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。 第二阶段：从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目开始在这个领域的探索。在美洲，美国成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC）。在亚洲，日本成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会。 第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是，美国卡内基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车（Navlab1—Navlab10）的研究，取得了显著的成就。 相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于20世纪80年代。而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家，并且存在一定得技术差距，但是我们也取得了一系列的成果，主要有： （1）中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。 （2）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。 可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。因此，对智能小车进行深入细致的研究，不但能加深课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，为将来打下坚实的基础。 2．本人对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析
基于单片机的循迹小车实验报告
课程设计报告 （嵌入式技术实践(二)） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于P89V51RB2单片机寻迹小车 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 2013年06月07日
目录 第1章绪论 (4) 1.1 引言 (4) 1.2 课题任务要求 (4) 1.3 本论文研究的内容 (4) 第2章系统总体设计 (5) 2.1 小车的机械特性 (5) 2.2 智能小车寻迹基本原理 (5) 2.3 智能小车测速基本原理 (5) 2.2 智能小车遥控基本原理 (5) 第3章系统硬件设计 (7) 3.1 控制器的选择 (7) 3.1.1 概述 (7) 3.1.2 P89V51RB2开发工具特性 (7) 3.2 硬件电路设计 (7) 3.2.1 系统电源电路 (7) 3.2.2 电机驱动模块 (8) 3.2.3 光电编码器 (9) 3.2.4 红外线检测电路 (9) 3.2.5 超声波蔽障/测距.................................................................. 错误！未定义书签。 3.2.6 LCD显示设计...................................................................... 错误！未定义书签。第4章系统软件设计 (13) 4.1 编译环境 (13) 4.2 模块的驱动 (13) 4.2.1 红外线传感器模块 (13) 4.2.2 电机模块的驱动 (14) 4.2.3 转速捕获 (16) 4.2.4 LCD1602显示模块 (17) 4.2.5 按键模块 (21) 4.2.6 超声波模块模块 (23) 第5章系统调试分析 (26) 5.1 系统设计中的注意事项 (26) 5.1.1 外部因素 (26) 5.1.2 内部因素 (26) 5.2 硬软件总体调试 (26)
智能寻迹小车
智能寻迹小车 摘要: 本文介绍了一种基于51单片机的小车寻迹系统。该系统采用两组高灵敏度的光电对管，对路面黑色轨迹进行检测，并利用单片机产生PWM波，控制小车速度。测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径。 关键词: 智能小车;光电对管;寻迹;脉冲宽度调制 在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。笔者通过论证、比较、实验之后，制作出了简易小车的寻迹电路系统。整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。 总体方案 整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图1所示。 图1 智能小车寻迹系统框图 传感检测单元 小车循迹原理 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。 红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理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，当红外光遇到白色地面时发生漫
发射，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，则小车上的接收管接收不到信号。 传感器的选择 市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示: 图2 ST168检测电路 ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。 R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要;可变电阻R2可限制接收电路的电流，一方面保护接收红外管;另一方面可调节检测电路的灵敏度。因为传感器输出端得到的是
智能寻迹小车实训报告
目录 1、引言 1.1智能小车的设计意义和作用 (3) 2、系统总体设计 (4) 3、硬件设计 3.1循线模块 (5) 4、软件设计 4.1软件调试平台 (7) 4.2系统软件流程 (8) 4.3系统软件程序 (9) 5、调试及性能分析 (12) 6、设计总结 (13) 7、作品实物图 (14) 8、参考文献 (15)
1、引言 1.1智能小车的设计意义和作用 智能小车是移动式机器人的重要组成部分,介绍一种基于AT89S52单片机的智能小车。通过不断检测各个模块传感器的输入信号,根据内置的程序分别控制小车左右两个直流电机运转,实现小车自动识别路线,寻找光源,判断并避开障碍物,检测道路上的铁片、发出声光信息并计数显示,智能停车等功能。 作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。智能小车要实现自动寻迹功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，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(avg—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作出判断和相应的执行动作。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。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。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和速度。 2、系统总体设计 AT89S52单片机作为总的控制核心，利用传感器，在循线信号、寻光信号、检测障碍物信号等的输入作用下，控制电机采取相应的动作，从而调整小车做合
基于单片机89c51循迹小车原理与程序
自循迹小车 第一章引言 1.1 设计目的 通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在嵌入式系统中的应用。进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。 1.2 设计方案介绍 该智能车采用红外对管方案进行道路检测，单片机根据采集到的红外对管的不同状态判断小车当前状态，通过ｐｉｄ控制发出控制命令，控电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。 1.3 技术报告内容安排 本技术报告主要分为三个部分。第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明，主要内容是对整个技术方案的概述；第二部分是对硬件电路设计的说明，主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理等；第三部分是对系统软件设计部分的说明，主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。
第二章技术方案概要说明 本模型车的电路系统包括电源管理模块、单片机模块、传感器模块、电机驱动模块. 在整个系统中，由电源管理模块实现对其他各模块的电源管理。其中，对单片机、光电管提供5V电压,对电机提供6V电压 路径识别电路由3对光电发送与接收管组成。由于路面存在黑色引导线，落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的路面不同，进而在光电接收管两端产生不同的电压值，由此判断路线的走向。传感器模块将当前采集到的一组电压值传递给单片机，进而根据一定得算法对舵机进行控制，使小车自动寻线行走。 单片机模块是智能车的核心部分，主要完成对外围各个模块的管理，实现对外围模块的信号发送，以及对传感器模块的信号采集，并根据软件算法对所采集的信号进行处理，发送信号给执行模块进行任务执行，还对各种突发事件进行监控和处理，保证整个系统的正常运作。 电机驱动采用L293驱动芯片，该芯片支持2路电机驱动同时支持PWM 调速
智能寻迹小车实验报告
DIY 达人赛 基于STC89C52 单片机智能寻迹小车 实 验 报 告 参赛队伍: 队员： 2014 年 4 月
一、引言 我们所处的这个时代是信息革命的时代，各种新技术、新思想层出不穷，纵观世界范围内智能汽车技术的发展，每一次新的进步无不是受新技术新思想的推动。随着汽车工业的迅速发展，传统的汽车的发展逐渐趋于饱和。伴随着电子技术和嵌入式技术的迅猛发展，这使得汽车日渐走向智能化。智能汽车由原先的驾驶更加简单更加安全更加舒适，逐渐的向智能驾驶系统方向发展。智能驾驶系统相当于智能机器人，能代替人驾驶汽车。它主要是通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机，对汽车前后左右一定区域进行不停地扫描和监视。计算机、电子地图和光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算，并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息，代替人的大脑发出指令，指挥执行系统操作汽车。 1、来源汽车的智能化是21 世纪汽车产业的核心竞争力之一。汽车的智能化是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技。 2、智能汽车国外发展情况 从20 世纪70 年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。目前日本、欧美已有企业取得实用化成果。与国外相比，国内在智能车辆方面的研究起步较晚，规模较小，开展这方面研究工作的单位主要是一些大学和研究所，如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、长安大学、沈阳自动化所等。我国从20 世纪80 年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992 年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。先后研制出四代无人驾驶汽车。第四代全自主无人驾驶汽车于2000 年 6 月在长沙市绕城高速公路上进行了全自主无人驾驶试验，试验最高时速达到75.6Km/h。 3、我们的小车 我们做的是基于STC 8 9 C52单片机开发，主要是研究3轮小车的路径识别及其遥 控运动。
智能循迹避障声控小车设计__毕业设计
智能循迹避障声控小车设计 摘要 系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹，小车可以前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声音控制小车的启停。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。 关键词：P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction. KEYWORD:P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed
51单片机循迹小车开题报告
一、研究课题的目的和意义 1）研究目的： 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。 此项设计以AT89S52单片机为控制核心，逐步实现小车的循线行走功能。2）研究意义： 1、加深课堂上的学习 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。 2、从理论转为实际运用 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、研究内容 1）系统设计： 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
毕业设计 智能循迹避障小车设计
单片机系统课程设计轮式移动机器人的设计 学院：通信与电子工程学院 班级：电子131 姓名：初清晨 学号： 2013131013 同组成员：孟庆阳张轩 指导老师：王艳春 日期： 2015年12月24日
组员分工 1、组长：张轩，实物焊接，报告整理，程序设计 2、组员：孟庆阳，实物焊接，仿真测试，报告整理 3、组员：初清晨，实物焊接，报告整理，仿真测试
目录 摘要 0 第一章绪论 0 1.1智能小车的意义和作用 0 1.2智能小车的现状 (1) 第二章方案设计与论证 (2) 2.1 主控系统 (2) 2.2 电机驱动模块 (2) 2.3 循迹模块 (3) 2.4 避障模块 (3) 2.5 机械系统 (4) 2.6电源模块 (4) 第三章硬件设计 (5) 3.1 AT89S52单片机的简介 (5) 3.2总体设计 (8) 3.3驱动电路 (9) 3.4信号检测模块 (10) 3.5主控电路 (10) 第四章软件设计 (10) 4.1主程序框图 (10) 4.2电机驱动程序 (10) 4.3循迹模块 (11) 4.4避障模块 (15) 结束语 (19) 致谢 (20) 附录一循迹加红外避障综合程序 (22) 附录二实物图 (25)
摘要 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快，智能度越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、循迹、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示，无需人工干预。因此，智能电动小车具有再编程的特性，是机器人的一种。 本设计采用AT89S52单片机加电机驱动电路和红外遥控及循迹模块还有红外接收一体化传感器设计而成，采用模块化的设计方案，运用红外遥控器控制小车的前进、后退、左转、右转、启动和停止。 关键词：智能小车；STC89C52单片机；L9110；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Abstract：Based infrared detection of black lines and the road obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode 第一章绪论 1.1智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。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。 随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，
51单片机循迹小车程序
／*功能：寻迹小车 使用芯片:AＴ89S5２或者STC89Ｃ５2 或A T89S51 ＳTC89Ｃ51 晶振：1２MHZ 编译环境：Keiｌ 作者：ＭＨ～?*/ ＃include ＜reｇ51、ｈ＞／/ 引用标准库得头文件 ＃inｃlｕde
红外自动循迹小车实验报告
摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位，并能显示小车停止的时间。 本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外对管LTH1550实现，信号经三极管9012放大，经LM339电压比较器比较之后将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。同时还可以将小车的停留时间通过四位数码管显示。 关键词：STC89C51单片机；红外对管LTH1550；红外传感器；寻迹
一、系统设计任务与要求 小车从上坡处开始行驶，到达坡顶停留5秒，由数码管显示停留时间，然后继续行驶，到达坡底开始沿黑线行驶，直到终点宽黑线停止。 二、方案分析与论证 总体方案设计： 根据题目，我们设计了以下方案并进行了综合的比较论证，自动寻迹电动小车系统由小车主体部分、微控制器模块、寻迹传感器模块、电机驱动模块、显示模块、电源模块构成。 2.1 总体方案论证与比较 方案一：采用数字电路来组成小车的各部分系统，实现各部分功能。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，设计困难。 方案二：采用单片机来作为整机的控制单元。黑线检测采用红外对管对光源信号进行采集，再经过三极管放大，电压比较使输出转化为数字信号送到单片机系统处理。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。 方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方案二来实现。方案二的基本结构图如下： 图１总体系统结构框图
单片机课程设计-自动循迹小车
河北科技师范学院 单片机原理及应用课程设 计 自动寻迹小车的设计 学院名称：机电工程学院 专业名称：电气工程及其自动化 学生姓名：王举 学生学号：0415150122 指导教师：马继伟刘盛韬 2017年9月22日
摘要 本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。小车以AT89C52为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用红外光电传感器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,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。 关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车
1任务要求 （1）总体流程： 设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。系统方案方框图如图1所示。 图1 系统方案方框图 （2）控制系统总体设计： 自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2 所示。 图2控制系统的结构框图 2系统工作原理 这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。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。单片机就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。 2.1主控制电路模块：用AT89C52单片机、复位电路，时钟电路 整个系统主要由主控中心（单片机）、复位电路、时钟电路、按键控制电路、数码管显示电路及LED模仿交通信号灯电路等功能模块组成。遇到特殊情况时可以通过按键电路控制实时交通实际情况，系统框图如图3所示。
寻迹小车实验报告
自动寻迹小车设计报告 一、系统设计 1、设计要求 （1）自动寻迹小车从安全区域启动。 （2）小车按检测路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯、等功能 2.小车寻迹的原理 这里的寻迹是指小车在白色地板上寻黑线行走，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。单片机就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15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。3、模块方案
根据设计要求，本系统主要由控制器模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块等构成。 控制器模块：控制器模块由AT89C51单片机控制小车的行走。 寻迹传感器模块：寻迹传感器用光电传感器ST188检测线路并反馈给单片机执行。ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。检测距离:4--13mm 直流电机及其驱动模块：直流电机用L298来驱动。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 4.系统结构框图： 二、硬件实现及单元电路设计 1、微控制器模块的设计
在本次设计中我们采用了AT89C51位主控制器。它具有智能化，可编程，小型便携等优点。 2.光电传感器： 本次试验我们采用了ST188光电传感器，ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。检测距离:4--13mm。其连接电路图如下： 3.直流电机及其驱动模块 在直流电机驱动问题上，我们采用一片L298来驱动直流电机。其连接电路图如下：
- 基于单片机循迹小车的设计
- 基于51单片机的自动寻迹小车控制设计
- 基于单片机的智能循迹小车
- 51单片机_循迹小车项目报告(完整)
- 根据MSP430单片机循迹小车
- 单片机寻迹小车
- 基于单片机的智能循迹小车
- 51单片机循迹小车开题报告
- 基于51单片机的智能循迹避障小车+C源程序
- 51单片机根据黑线循迹小车程序
- 基于单片机循迹小车的设计
- 51单片机循迹小车程序
- 单片机的循迹小车程序
- 单片机的循迹小车程序
- 基于单片机的循迹小车实验报告
- 基于stc89c52单片机的寻迹小车.
- 基于单片机89c51循迹小车原理与程序
- 基于单片机的寻光、寻迹小车
- 基于51单片机的智能循迹避障小车+C源程序文件
- 基于51单片机循迹小车的设计