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循迹小车报告精讲

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摘要

80C51单片机是一款八位单片机,我做的是的是如何用80C51单片机来实现小车智能循迹。本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用红外对管传感器检测道路上的黑线,控制电动小汽车的自动循迹,快慢速行驶,以及声控启动,并可以自动检测颜色,识别颜色,显示颜色的功能。整个系统的电路结构简单,可靠性能高,实验测试结果满足要求。

采用的技术主要有:

(1)通过编程来控制小车的速度;

(2)传感器的有效应用;

(3)新型显示芯片及模块的采用.

关键词80C51单片机、颜色传感器、PWM调速、电动小车、红外对管、1602显示、12864显示屏。

总体原理图

第一章前言

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。本设计就是在这样的背景下提出的。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实时识别颜色、显示颜色、声控启动。具有自动寻迹功能,可程控行驶速度、准确定位停车。

根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装红外线、颜色传感器,驻极体话筒,实现对电动车的速度、实行状况的实时测量,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。本设计采用STC12C5A60S2系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心,利用红外传感器检测道路上的轨迹,控制电动小汽车的自动循迹,快慢速行驶。80C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。

第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如A/D ﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(Controller Area Network BUS).

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。

第二章方案设计与论证

根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装红外传感器,实现对电动车的速度、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。

一直流调速系统

方案一:串电阻调速系统。

方案二:静止可控整流器。简称V-M系统。

方案三:脉宽调速系统。

旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流,由发电机给需要调速的直流电动机供电,调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压,从而调节电动机的转速。改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变,所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。该系统需要旋转变流机组,至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。且技术落后,因此搁置不用。

V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。它可以是单相、三相或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,可实现平滑调速。V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。它的另一个缺点是运行条件要求高,维护运行麻烦。最后,当系统处于低速运行时,系统的功率因数很低,并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。

采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是,在这里晶闸管不受相位控制,而是工作在开关状态。当晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上,当晶闸管关断时,直流电源与电动机断开,电动机经二极管续流,两端电压接近于零。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。

与V-M系统相比,PWM调速系统有下列优点:

(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速范围较宽,可达1:10000左右。由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。

(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。

(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。

根据以上综合比较,以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向,本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。

脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器,简称PWM变换器。

脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现,但是驱动能力有限。为顺利实现电动小汽车的前行与倒车,本设计采用了可逆PWM变换器。可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器,它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。

二检测系统

检测系统主要实现红外检测,即利用红外传感器对电动车的速度、位置、行车状态进行测量。

1.行车起始、终点及光线检测:

本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2cm宽的黑线),玩具车底盘上沿黑线放置一套,以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪,采用光敏三极管接收灯泡发出的光线,当感受到光线照射时,其c-e间的阻值下降,检测电路输出高电平,经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。

本系统共设计五个红外对管,分别放置在电动车车头的左、中、右三个方向,用来控制电动车的行走方向,当左侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向左转;当右侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向右转;当中间红外对管受到光照时,单片机控制直行。见图2.1 电动车的方向检测电路(a)。

行车方向检测电路(见图2.2 电动车的方向检测电路(b))采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体,红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通,发出一个电平跳变信号。

此套红外光电传感器固定在底盘前沿,贴近地面。正常行驶时,发射管发射红外光照射地面,光线经白纸反射后被接收管接收,输出高电平信号;电动车经过黑线时,发射端发射的光线被黑线吸收,接收端接收不到反射光线,传感器输出低电平信号后送80C51单片机处理,判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。前进时,驱动轮直流电机正转,进入减速区时,由单片机控制进行PWM变频调速,通过软件改变脉冲调宽波形的占空比,实现调速。最后经反接制动实现停车。前行与倒车控制电路的核心是桥式电路和继电器。电桥上设置有两组开关,一组常闭,另一组常开。

图2.1 电动车的方向检测电路(a)

图2.2 电动车的方向检测电路(b)

电桥一端接电源,另一端接了一个三极管。三极管导通时,电桥通过三极管接地,电机电枢中有电流通过;三极管截止时,电桥浮空,电机电枢中没有电流通过。系统通过电桥的输出端为转向电机供电。通过对继电器开闭的控制即可控制电机的开断和转速方向进而达到控制玩具车前行与倒车的目的,实现随动控制系统的纠偏功能。如图2.3 前行控制电路所示。

图2.3前行控制电路

比较器的特点:

⑴工作在开环或正反馈状态。放大、运算电路为了实现性能稳定并满足

一定的精度要求,这些电路中的运放均引入了深度负反馈;而为了提高比较器的反应速度和灵敏度,它所采用的运放不但没有引入负反馈,有时甚至还加正反馈。因此比较器的性能分析方法与放大、运算电路是不同的。

⑵非线性。由于比较器中运放处于开环或正反馈状态,它的两个输入端之间的电位差与开环电压放大倍数的乘积通常超过最大输出电压,使其内部某些管子进入饱和区或截止区,因此在绝大多数情况下输出与输入不成线性关系,即在放大、运算等电路中常用的计算方法对于比较器不再适用。

⑶开关特性。比较器的输出通常只有高电平和低电平两种稳定状态,因此它相当与一个受输入信号控制的开关,当输入电压经过阈值时开关动作,使输出从一个电平跳变到另一个电平。由于比较器的输入信号是模拟量,而它的输出电平是离散的,因此电压比较器可作为模拟电路与数字电路之间的过渡电路。

由于比较器的上述特点,在分析时既不能象对待放大电路那样去计算放大倍数,也不能象分析运算电路那样去求解输出与输入的函数关系,而应当着重抓住比较器的输出从一个电平跳变到另一个电平的临界条件所对应的输入电压值(阈值)来分析输入量与输出量之间的关系。

如果在比较器的输入端加理想阶跃信号,那么在理想情况下比较器的输出也应当是理想的阶跃电压,而且没有延迟。但实际集成运放的最大转换速率总是有限的,因此比较器输出电压的跳变不可能是理想的阶跃信号。电压比较器的输出从低电平变为高电平所须的时间称为响应时间。响应时间越短,响应速度越快。

减小比较器响应时间的主要方法有:

(1) 尽可能使输入信号接近理想情况,使它在阈值附近的变化接近理想阶跃

且幅度足够大。

(2) 选用集成电压比较器。

(3) 如果选用集成运放构成比较器,为了提高响应速度可以加限幅措施,以避免集成运放内部的管子进入深饱和区。具体措施多为在集成运放的两个输入端并联二极管。如图2.4 电压比较器电路所示:

图2.4 电压比较器电路

在本设计中,红外传感器只输出一种高低电平信号且伴有外界杂波干扰,所以我们尝试采用了一种滞回比较器。简单电压比较器结构简单,而且灵敏度高,但它的抗干扰能力差,也就是说如果输入信号因受干扰在阈值附近变化,则比较器输出就会反

复的从一个电平跳到另一个电平。如果用这样的输出电压控制电机或继电器,将出现频繁动作或起停现象。这种情况,通常是不允许的。而滞回比较器则解决了这个问题。滞回比较器有两个数值不同的阈值,当输入信号因受干扰或其他原因发生变化时,只要变化量不超过两个阈值之差,滞回比较器的输出电压就不会来回变化。所以抗干扰能力强。并将其做成模块化,方便可靠。

三显示电路

本设计中用12864以及液晶1602作显示器,并具有双重功能,在小车不行驶时其中一片显示年﹑月,另一片显示时﹑分;当小车行驶时,分别显示时间和汉字。

四系统原理图

简易智能电动车采用80C51单片机进行智能控制。开始由声控启动小车,并复位,当经过规定的起始黑线,由红外光电传感器检测,通过单片机控制小车开始记数调速;系统的自动循迹功能通过红外光电传感器左右侧检测,由单片机控制实现;在电动车进驶过程中,采用定时器PWM脉宽调制技术,以提高系统的静动态性能;采用液晶1602显示行驶时间和制作者。

系统原理图如图2.6所示。

图2.6 系统原理

第三章硬件设计

一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容:一是系统扩展,即单片

机内部的功能单元,如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定时/记数器﹑中断系统等能量不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。二是系统配置,既按照系统功能要求配置外围设备,如键盘显示器﹑打印机﹑A/D﹑D/A 转换器等,要设计合适的接口电路。

一80C51单片机硬件结构

80C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上[2]。如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成,其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

1 微处理器

该单片机中有一个8位的微处理器,与通用的微处理器基本相同,同样包括了运算器和控制器两大部分,只是增加了面向控制的处理功能,不仅可处理数据,还可以进行位变量的处理。

2 数据存储器

片内为128个字节,片外最多可外扩至64k字节,用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等,所以称为数据存储器。

3 程序存储器

由于受集成度限制,片内只读存储器一般容量较小,如果片内的只读存储器的容量不够,则需用扩展片外的只读存储器,片外最多可外扩至64k字节。

4 中断系统

具有5个中断源,2级中断优先权。

5 定时器/计数器

片内有2个16位的定时器/计数器,具有四种工作方式。

6 串行口

1个全双工的串行口,具有四种工作方式。可用来进行串行通讯,扩展并行I/O 口,甚至与多个单片机相连构成多机系统,从而使单片机的功能更强且应用更广。

7 P1口、P2口、P3口、P4口

为4个并行8位I/O口。

8 特殊功能寄存器

共有21个,用于对片内的个功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器,是一个具有特殊功能的RAM区。

由上可见,80C51单片机的硬件结构具有功能部件种类全,功能强等特点。特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器,它实际上是一个完整的1位微计算机,这

个一位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效;而8位机在数据采集,运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起,二者相辅相承,它是单片机技术上的一个突破,这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。

二最小应用系统设计

80C51是片内有ROM/EPROM的单片机,因此,这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可,如图3.1 80C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制,最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点:

(1)有可供用户使用的大量I/O口线。

(2)内部存储器容量有限。

(3)应用系统开发具有特殊性。

图3.1 80C51单片机最小系统

1、时钟电路

80C51虽然有内部振荡电路,但要形成时钟,必须外部附加电路。80C51单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。

本设计采用内部时钟方式,利用芯片内部的振荡电路,在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件,内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式,即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择。电容值无严格要求,但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度

有少许影响,CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值,但在60pF到70pF时振荡器有较高的频率稳定性。所以本设计中,振荡晶体选择6MHZ,电容选择65pF。

在设计印刷电路板时,晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装,以减少寄生电容,更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。为了提高温度稳定性,应采用NPO电容。

2、复位电路

80C51的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声,在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次,然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。

最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。时钟频率用6MHZ 时C取22uF,R取1KΩ。

三模块选择与设计

单片机用与测控系统时,总要有与被测对象相联系的前向检测。因此,前向通道设计与被测对象的状态、特征、所处环境密切相关。在前向通道设计时要考虑到传感器或敏感元件选择、通道结构、信号调节、电源配置、抗干扰设计等。在通道电路设计

题。

1﹑循迹模块的设计

(1)传感器的选择[3]

循迹的首要问题是传感器的选择,下面对传感器的优缺点进行说明(见表3.1)。探测障碍的最简单的方法是使用红外传感器,在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线,红外线是不可见光线。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类:近红外线与远红外线。红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段,如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异,850NM波长的主要用于红外线监控设备,875NM主要用于医疗设备,940NM 波段的主要用于红外线控制设备。EG:红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。(2)传感器的工作方式

本车采用5路红外对管循迹,稳定性高,循迹速度较快,实现较为方便。通过对5路检测数据的对比与分析,计算出左右车轮的速度,通过不同的情况,得到不同的速度,改变行车方向,从而实现循迹。

2、调速模块设计

为顺利实现电动小汽车的左转和右转,本设计采用了定时器PWM调速。定时器PWM调速较为方便,可行性高。

(1)、脉宽调制原理:

这一块只需一个定时器即可,设置一个初始值作为供电周期,另外设计两个变量,存储在一个周期内供电时间,相当于高电平时间,输出一系列高低电平,来控制车速。

3、电源的设计

本设计的电源为车载电源。为保证电源工作可靠,单片机系统与动力伺服系统的电源采用了小巧轻便的干电池(3.7V),使用方便,比较稳定。

4、电机驱动模块的设计

电机驱动采用了现成的L298N,使用方便,稳定性较高。

(1)、电路图

(2)、使用方法

5、声音启动模块的设计

声音模块考虑到采用声音识别模块较贵,超出承受范围,所以采用了较为简单且便宜的机型话筒模块,当声音大到一定程度时,电动机自动启动,车辆开始工作。

6、颜色识别模块的设计

颜色识别采用的是TCS3200模块,识别简单,应用型较高,但是使用比较麻烦,要求距离被测物体仅为1厘米,测量比较困难。

四显示电路设计

本设计中用两片12864以及1602作为显示器,并具有双重功能,在小车行驶时其中一片显示年月和制作者信息,另一片显示颜色.

第四章软件设计

系统软件设计说明

在进行微机控制系统设计时,除了系统硬件设计外,大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。因此,软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。对于本系统,软件更为重要。

在单片机控制系统中,大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括:数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算,然后再输出,以便控制生产。

为了完成上述任务,在进行软件设计时,通常把整个过程分成若干个部分,每一部分叫做一个模块。所谓“模块”,实质上就是所完成一定功能,相对独立的程序段,

这种程序设计方法叫模块程序设计法。

模块程序设计法的主要优点是:

1、单个模块比起一个完整的程序易编写及调试;

2、模块可以共存,一个模块可以被多个任务在不同条件下调用;

3、模块程序允许设计者分割任务和利用已有程序,为设计者提供方便。

本系统软件采用模块化结构,由主程序﹑定时子程序、避障子程序﹑中断子程序显示子程序﹑调速子程序﹑算法子程序构成。

一主程序设计

主程序清单如下:

软件流程如图4.1流程图所示:

4、void main()

5、{

6、uchar i;

7、Delay5ms();

8、Delay5ms();

9、while(HTOUT==0)

10、{

11、pos(1,0);

12、i=0;

13、time1=50;

14、time2=50;

15、init();

16、dinit();

17、while(dis2[i]!='\0')

18、{

19、dat(dis2[i]);

20、i++;

21、}

22、while(1)

23、{

24、start();

25、while(1)

26、 {

27、循迹子函数

28、}

29、}

流程图

二显示子程序设计

程序清单如下:

#include"reg51.h"

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define data P1

sbit RS=P3^5;

sbit RW=P3^6;

sbit EN=P3^4;

sbit PCB=P3^7;

uchar code dis2[]={"?ò°?μ¥???ú"}; void Delay5ms() //@11.0592MHz {

unsigned char i, j;

i = 9;

j = 244;

do

{

while (--j);

} while (--i);

}

void Delay2ms() //@11.0592MHz {

unsigned char i, j;

_nop_();

i = 4;

j = 146;

do

{

while (--j);

} while (--i);

}

void Cmd(uchar cm)

{

RS = 0;

RW = 0;

//EN = 0;

P1 = cm;

Delay5ms();

EN = 1;

Delay5ms();

EN = 0;

}

void Dat(uchar dat)

{

RS = 1;

RW = 0;

// EN = 0;

P1 = dat;

Delay5ms();

EN = 1;

Delay5ms();

EN = 0;

}

void pos(uchar X,uchar Y) {

uchar pos;

if(X==0)

{X=0x80;}

else if(X==1)

{X=0x90;}

else if(X==2)

{X=0x88;}

else if(X==3)

{X=0x98;}

pos=X+Y;

Cmd(pos);

}

void init()

{

PCB=1;

Cmd(0x30);

Delay5ms();

Cmd(0x0f);

Delay5ms();

Cmd(0x01);

Delay5ms();

}

void disp()

{

uchar i;

uchar a=0x01;

Cmd(0x80);

for(i=0;i<16;i++)

{

Dat(a);

a++;

Delay2ms();

}

}

void main()

{

//uchar i;

Delay5ms();

Delay5ms();

init();

//pos(1,0);

//i=0;

disp();

while(1);

/*while(dis2[i]!='\0')

{

dat(dis2[i]);

i++;

}*/

}

三循迹子程序设计

程序清单如下:

if((HIN1==1)&&(HIN2==1)&&(HIN3==1))

{

if((HIN4==1)&&(HIN5==0))

{

time1=60;time2=0; Go();

}

else

time1=25;time2=25; Go();

}

else if((HIN1==0)&&(HIN2==0)&&(HIN3==0))

{

if((HIN4==1)&&(HIN5==0))

{

time1=70;time2=0; Go();

}

else if((HIN5==1)&&(HIN4==0))

{

time1=0;time2=70; Go();

}

else if((HIN5==0)&&(HIN4==0))

{

time1=25;time2=25;

Go();

}

else

{

time1=25;time2=25; Go();

}

}

else if((HIN1==0)&&(HIN2==1)&&(HIN3==0))

{

time1=25;time2=25; Go();

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。

智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车设计 专业:自动化 班级:自动化132 姓名:罗植升莫柏源梁 桂宾 指导老师: 2014年4月——2010年6月

本课题是基于STC89C52单片机的智能小车的设计与实现,小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以 STC89C52单片机为系统控制处理 器; 采用红外传感获取赛道的信息,来对小车的方向和速度进行控制。此外,对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试,并最终完成软件和硬件的融合,实现小车的预期功能。

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,所以作为机电一体化学生,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。 此项设计是在以杨老师提供的小车为基础上,采用AT89C52单片机作为控制核心,实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

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,

循迹小车课程设计报告

南京工程学院 工程基础实验与训练中心 本科课程设计说明书(论文)题目:自动循迹小车 专业: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 起迄日期:2012.6.11~2012.7.6 设计地点:工程中心B208

目录 摘要: (4) Abstract (5) 一、系统方案 (6) 1、课设要求: (6) 1.1、完成基本设计功能: (6) 1.2、发挥部分 (6) 2、总体设计 (6) 3、模块方案比较与论证 (7) 3.1、电源模块: (7) 3.2、电机驱动模块: (7) 3.3、传感器模块: (9) 3.4、显示模块: (10) 3.5、测速模块 (12) 二、循迹小车硬件设计 (13) 1、机械设计 (13) 2、小车各模块分布 (13) 3、小车传感器位置排布 (13) 三、循迹小车软件设计 (14) 1、循迹小车主函数流程图 (14) 2、计算路程模块流程图 (14) 3、循迹模块流程图 (16)

四、程序 (18) 五、开发总结与心得 (18) 1、总体方案论证和确立 (18) 2、各分立模块的制作调试 (18) 3、总车的装配调试 (19) 4、总结与展望 (19) 六、参考文献 (19)

课程设计说明书(论文)中文摘要 摘要: 硬件设计:自动循迹小车控制器采用STC89C52单片机,采用LCD1602液晶显示屏显示当前小车速度和里程等数据;电机正反转采用L298N集成电路模块来驱动,也可以直接采用三极管组成桥式驱动电路来控制。里程检测传感器采用霍尔传感器或光电发射接收对管。跑道标志线采用光电发射接收对管检测并使用软件整形消抖措施,电源采用4节7号充电电池供电(在条件允许情况下单片机与电机可使用独立稳压电源供电)。 软件设计:主程序主要任务一方面扫描光电发射接收对管检测到的信号,然后判断小车转向;另一方面主程序还需要完成速度里程显示任务。采用外部中断0来实现小车速度检测,通过光电接收对管或霍尔传感器检测小车转速,小车每转动一周将会使传感器发出一中断申请信号;采用外部中断1来实现金属块检测,传感器选用接近开关,检测到金属后,接近开关将申请中断。 关键词:单片机液晶显示桥式驱动电路主程序

智能循迹小车设计报告

电子作品设计报告 项目名称:智能小车 学院:机电工程学院 专业:应用电子技术 班级:09应电(1)班 组别:第三组 姓名:杨磊赖焕宁梁广生 指导老师:杨青勇玉宁

目录 摘要: (3) 关键词: (3) 引言: (3) 一、系统设计 (3) 1.1设计要求 (4) 1.2车体方案认证与选择 (4) 二、硬件设计及说明 (5) 2.1原理图设计 (5) 2.1.1稳压电源 (5) 2.1.2基本系统 (5) 2.1.3电机驱动 (5) 2.1.4液晶显示部分 (6) 2.1.5RS485数据总线 (6) 2.1.6循迹部分 (7) 2.2PCB设计 (7) 2.2.1主板PCB (7) 2.2.2循迹板PCB (8) 三、软件设计及说明 (8) 四、系统测试过程 (10)

五、总结 (11) 六、附录 (11) 附录一:系统元器件清单 (11) 附件二:系统测试源程序 (12) 摘要:本组的智能小车是采用凌阳的车架,是以两个电机来驱动小车,主板部 分自行设计。通过接收器MAX1483来采集信息,传送进主控芯片PIC16F886单片机,进行数据处理后,送进驱动芯片L293D以完成相应的操作。采用反射式红外光电传感器ST178来实现小车自动循迹功能,并且整个过程采用液晶显示屏RT1602来显示相应的数据。 关键词:PIC16F886 L293D 反射式红外光电传感器ST178 自动循迹引言: 近现代,随着电子科技的迅猛发展,人们对技术也提出了更高的要求。汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性,操作性等方面都有巨大的优势,在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。智能小车系统涉及到自动控制,车辆工程,计算机等多个领域,是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。本文设计的小车以PIC16f886 为控制核心,用反射式红外光电传感器作为检测元件实现小车的自动循迹前行,并显示等功能。 一、系统设计 本组智能小车的硬件主要有以PIC16f886 作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。其中电机驱动部分和其他部分分别由两个不同的电源分开供电。 小车硬件系统结构示意图如下:

电子实习报告智能循迹小车

电子实习报告智能循迹小 车 Prepared on 24 November 2020

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; 3.掌握常用电子电路的一般设计方法,提高设计能力和实验、动手能力,为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。 4.熟练掌握焊接机能、电子元器件的识别。 5.了解智能循迹小车构成的设计方法。

循迹小车制作报告

综合电子设计与实践 课程实验报告 课题名称:循迹小车的制作 班级:XXXXXX 实验者:XXXXXX 实验时间:XXXXX

摘要 本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。信号检测模块采用红外光对管,用以对黑线进行检测。主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片,单片控制与传统分立元件电路相比,使整个系统有很好的稳定性。信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机,经单片机处理过后对L298N发出指令尽心相应的调整。小车速度由单片机输出的PWM波控制。控制电动小车的速度及转向,从而实现自动循迹的功能。 关键词:智能小车STC89C52单片机L298N 红外光对管 一.绪论 (一)智能小车的作用和意义 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,机器人的感系统,对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达,而基于图像的理解技术还很落后,机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD,目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势,因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是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一种实用有效的方法。机器人要实现自动导引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(A VG—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、CPU、执行部分。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。基于上述要求,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和速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择有PWM功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟PWM输出调制,需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况,本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机,配合软件编程实现 (二)智能小车的现状 现智能小车发展很快,从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能,这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系

智能寻迹小车设计报告

~ 目录 1.项目设计目的 (1) 2.项目设计正文 (3) .项目分析及方案制定 (3) .设计步骤及流程图 (4) 寻迹设计步骤 (4) 流程图 (4) ( .主要模块介绍 (4) LM393的主要特点 (4) LM393引脚图及内部框图 (5) LM393 功能简介 (5) 89C2051 (5) 89C2051简介 (5) 89C2051 主要性能参数 (5) 89C2051 功能特性概述 (6) 。 .电路设计及PCB绘制 (6) 电源电路 (6) 红外收发电路 (6) 电机驱动电路 (7) 单片机最小系统 (7) 整体电路 (8)

PCB板的绘制 (8) . 成品展示 (9) \ 3.项目设计总结 (9) 4.参考文献 (10) 智能寻迹小车 ——CDIO三级项目 王君杰 (电子信息工程 1501 6) 一、项目设计目的 在科技飞速发展的今天,智能化的概念已经渗入到各行各业,自动控制系统也出现在生活的方方面面,早到工厂的机械化生产,近到目前的自动驾驶。越来越多的领域涉及到电控制技术。特别是使用单片机一类的MCU的控制,在生活中越来越常见。因此,基于单片机控制的电路的学习和时间对于我们来说就显得尤为重要。同时,对于单片机作为软件主控单元,结合模电数电的硬件电路支持的综合项目开发,也是作为大学生需要了解并且熟练运用的基础。掌握了这些知识,对于我们以后的职业发展也有着莫大的帮助。 二、? 三、项目设计正文 、项目分析及方案制定 首先对于“智能寻迹小车”这个标题而言,我们可以分为两个部分:小车和智能寻迹。“小车”决定了硬件电路的大致构成:电源、电容、电阻、开关、电机、LED。而“智能”则决定了一些高级电路的选用:MCU、传感器、电机驱动、电位器及一些IC。 其次,假如去掉“智能”两字,仅关注如何做成一个能够行驶的小车,那么电路的搭建将会变得尤为简单。假如做一个“上电即跑”的小车,那么连开关都不需要,仅需要电源(干电池即可),两个电机 (3V/100mA)和两个限流电阻按图一方式连接即可。当然,这样的 小车只能实现向一个方向前进,无法实现跑道的自动识别和转向。 不过,这个电路也是所有行驶工具的基础,所有的行驶工具,都是 在这个电路的基础上按照想要实现的功能进行拓展开发。 接着让我们来到“智能”的环节。所谓智能,也就是需要小车 有人的思想,正如同课题所述——寻迹。智能的小车需要具备自动识别跑道的能力。同时,在采集到跑道信息后要做出相应的处理。在我们这个课题中,也就是需要及时并

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。

循迹小车课程设计报告

智能循迹小车设计与制作 课程设计报告 系别: 专业: 班级: 成员: 指导老师: 时间:二〇一一年6月30日

一、设计目的: 1、学会智能电子产品的功能设计与任务分析,能进行小型电子产品方案设计; 2、掌握基于51单片机、FPGA模数混合硬件系统设计和程序设计; 3、熟悉电子信息类企业项目完整的运作过程及管理规范,培养团队协作能力、沟通能力、创新能力和组织能力。 二、智能循迹小车任务分析 这是一种基于STC89C51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(白色)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。 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 三、智能循迹小车循迹原理 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。利用了简单、应用比较普遍的检测方法—发光二极管+光敏电阻。 发光二极管+光敏电阻,即利用光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白光,当白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。

四、智能循迹小车总体方案 整个电路系统分为检测、控制、显示、驱动四个模块。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,然后显示小车的运行状态,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 五、智能循迹小车各模块方案 1、循迹模块设计 方案1: 用红外发射管:接收管自己制作光电对管循迹传感器。红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色的平面后反射,若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射出的光线则测出黑线继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求,但是工作不够稳定,且容易受外界光线的影响,因此我们放弃了这个方案。 方案2: 发光二极管+光敏电阻组成光敏探测器,光敏电阻的阻值可以根跟随周围 环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时,光线发射强烈,光线照射

智能循迹小车 设计报告

智能循迹小车设计 专业:自动化 班级: 0804班 姓名: 指导老师: 2010年8月——2010年10月 摘要:

本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现,小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器;采用红外传感获取赛道的信息,来对小车的方向和速度进行控制。此外,对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试,并最终完成软件和硬件的融合,实现小车的预期功能。 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,所以作为机电一体化学生,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。 此项设计是在以杨老师提供的小车为基础上,采用AT89C52单片机作为控制核心,实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

循迹小车课程设计

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:单片机课程设计 设计题目:智能循迹小车 院系:测控技术与仪器系 班级:1001104 设计者:陈哲 学号:1100100534 指导教师:周庆东 设计时间:2013/9/2—2013/9/13 哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

开题报告 (一)立项背景 本次的课程设计的主要任务是设计一个能够通过红外对管识别黑线、通过PWM电路模块进行调速跟踪黑色条纹带以及通过LCD液晶模块进行脉冲、速度、PWM的占空比三个参数的显示的智能小车。控制板的设计以16位的MC9S128单片机为控制核心,MC9S12XS128是一款功能强大的16位微控制器,具有非常丰富的片上资源,如:10位精度的ADC,节省了片外AD;强大的定时器,方便对电机进行控制,可以进行浮点型运算。另外还有精密的比较器,大容量的RAM和ROM,可存储大容量的程序。驱动板则以L289N 驱动芯片为核心,应用红外对管和LCD液晶模块,成功的实现小车的循迹、测速、调速和显示功能这四大功能。课题完成了红外对管、单片机、控制板、驱动板选择,采购接口电路的设计和连接以传感器和电路的安装位置和方式的安排,并完成了整个硬件的安装工作。除此之外,还对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试,并最终完成了软件和硬件的融合,基本实现了智能小车要求实现的预期的功能。 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。所以选择“基于单片机的智能小车循迹设计”一题作为尝试。 本次设计主要解决问题是如何实现所要求的四大功能,最后完成硬件实物的组装,并编制相关程序,使其实现功能的融合,做出具有预先要求功能的实物。 (二)课题目的 在我们基本掌握了51单片机的基本使用方法的基础之上,本学期开学初,单片机课程设计给了我们更大的挑战,课题的目的有以下几点。 (1)进一步熟练其他更加高级的单片机的使用方法、提高程序的编写能力 (2)掌握单片机系统外扩器件的连接与使用 (3)学会选择合适的传感器来完成任务 (4)掌握软件和硬件调试的基本技巧与方法 (三)设计思路

循迹避障小车设计报告材料

项目名称:智能小车 系别:信息工程系 专业:11电气工程及其自动化:亮、占闯、康 指导老师:王蕾

目录 摘要: ............................................................................................ ...3关键词: ............................................................................................ .3 绪论: ............................................................................................ (3) 一、系统设 计 (4) 1.1、任务及要求 (4) 1.2车体方案认证与选择 (4) 二、硬件设计及说 明 (5) 2.1循迹+避障模块 (5) 2.2主控模块 (6) 2.3电机驱动模块 (6) 2.4机械模块 (7) 2.5 电源模块 (7)

三、自动循迹避障小车总体设计 (7) 四、软件设计及说 明 (8) 4.1系统软件流程图 (9) 4.2系统程序 (9) 五、系统测试过 程 (12) 六、总 结 (13) 七、附录:系统元器 件 (13) 摘要 本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。信号检测模块采用红外光对管,用以对有无障碍与黑线进行检测。主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片,单片控制与传统分立元件电路相比,使整个系统有很好的稳定性。信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机,经单片机处理过后对L298N发出指令进行相应的调整。通过有无光线接收来控制电动小车的转向,从而实现自动循迹避障的功能。 关键词:智能循迹避障小车,STC89C52单片机,L298N驱动芯片,

51单片机-循迹小车项目报告材料(完整)

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,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,实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

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。

电子实习报告智能循迹小车

电子实习报告智能循迹小车

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 (1) 2 (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; 3.掌握常用电子电路的一般设计方法,提高设计能力和实验、动手能力,为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。 4.熟练掌握焊接机能、电子元器件的识别。 5.了解智能循迹小车构成的设计方法。 6.培养团队的协作和沟通能力。 三、设计的具体实现 1.系统概述 智能移动机器人平台以双电机轮式小车为底层移动平台,单片机为控制核心,通过红外探测模块实现对行车路线的感知,电机驱动模块实现对直流电机的驱动控制,从而完成自动行驶的功能。 如图:

电子实习报告智能循迹小车

电子实习报告智能循迹 小车 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

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; 3.掌握常用电子电路的一般设计方法,提高设计能力和实验、动手能力,为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。 4.熟练掌握焊接机能、电子元器件的识别。 5.了解智能循迹小车构成的设计方法。

智能循迹小车报告

. ... .. . 电子信息专业实验报告 课程电子信息系统综合设计实验MCU部分 实验题目智能机器小车设计实验总分 学生学号 学生学号 学生学号 实验时间地点分组 电子信息学院专业实验中心 . .

目录 一、摘要 二、题目要求 三、软硬件设计方案 四、各部分电路的作用及电路工作原理分析 五、系统调试与实验结果 六、实验结果 七、拓展功能 八、参考资料 九、附录 一、摘要 摘要:智能循迹小车主要由单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹的功能。本次设计我们采用STC89C52单片机作为控制芯片,传感器模块采用红外光电对管和比较器实现,能够识别黑白两色路面,电机模块由L293D芯片和两个减速直流电机构成,组成了智能车的动力系统,电源采用7.2V的直流电池,经过系统组装,从而实现了小车的自动循迹的功能。 关键词智能小车STC89C52单片机L293D芯片红外光对管 二、题目要求 “智能寻迹机器小车设计”,要求采用MCS-51单片机为控制芯片,设计出一个能够识别并沿着以白底为道路色,宽度5mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹行进的智能寻迹机器小车。 三、软硬件设计方案 1、硬件部分 可分为四个模块:单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。 1.1、单片机模块 单片机模块为小车运行的核心部件,起控制小车的所有运行状态的作用。本次小车的设计我们小组采用的是ATMEL公司的STC89C52RC单片机。STC89C52RC是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,片有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。其程序和数据存储是分开的。 STC89C52RC单片机介绍:

电子设计大赛智能小车设计报告

简易智能电动车 学校:辽宁工程技术大学小组成员: 日期:2011年8月4日

摘要 本设计以STC89C52单片机为控制核心。经光敏电阻和红外对射完成循迹,寻光以及躲避障碍物,测距的检测,经比较器LM393进入单片机。单片机通过内部程序完成对小车的控制。 关键字:控制;检测;红外对射;智能小车; The abstract This design to STC89C52 microcontroller as control core. The photoconductive resistance and infrared DuiShe complete follow mark, light and evades obstacles for the detection of comparison, the LM393 into the microcontroller. The internal process of single chip through complete control of the car. Key word: control; Detection; Infrared DuiShe; Intelligent car;

目录 1 方案论证与比较 (1) 2 各模块的选择方案 (1) 2.1电源模块选择方案 (1) 2.2系统控制模块方案 (2) 2.3红外对射模块方案 (2) 2.4恒流源模块 (2) 2.5比较器转换模块 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1电源电路设计 (3) 3.2恒流源电路设计 (4) 3.3电机驱动模块 (5) 3.4循迹检测设计 (5) 3.5测距检测设计 (6) 3.6避障检测设计 (7) 4 系统软件设计 (7) 5 系统调试 (9) 6 结论 (10) 7 参考文献 (11)

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