智能小车寻迹论文
绪论
在当前的这个环境，随着不断进步的生产技术，各个企业对自动化技术的要求也是越来越高。智能车辆或者与智能车辆相关的产品已经开始成为各种自动化系统的关键设备，这其中主要包括了物流、运输等系统。所以，智能车辆被越来越多的人们所关注，同时，也有越来越多的国家开始对智能车辆的开发和设计进行积极的研究。
智能小车是一个典型的高科技综合系统。智能小车包含了多种高新科技的系统，而这些系统又运用了更多的高新技术，其中包括了对环境的探测、传感，对运行路线的决策、计算，以及信息通讯和自动控制行驶等多种功能。简单的来讲，智能小车就是将双腿变成了的多个轮子的移动机器人。所以，智能小车在机械和电路的设计方面，都要比其他智能机器人的运行也更稳定，也更加简单。另外，由于智能小车的优点就在于控制简便，运行稳定，所以对智能小车的行驶的速度与方向之间的配合就有比较严格的要求。首先，小车可以通过传感器来获取当前道路状况，然后将传感器获取到的数据传输到处理器，处理器再结合小车当前的行驶状态，迅速地进行计算，对小车的行驶的方向和行车的速度进行快速的调整改变，进而对目标道路进行迅速准确的跟踪。
1.开发概述
1.1 研究现状
移动机器人出现于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[1]。从此，移动机器人作为机器人学中的一个重要分支,从无到有，数量开始不断的增多。
在目前的环境下，由于企业的生产技术在不断进步，对自动化技术的要求也在一直的加深，在未来工业生产和日常生活中，智能小车系统将会扮演重要的角色，智能小车将会在人们的视野中出现地越来越频繁。
1.2 选题意义
随着科技的不断发展，人们也越发的开始关注一些研发人工智能产品的情况。智能小车可以在各种条件恶劣的情况下代替人们进行一些复杂的任务，例如排雷防爆，矿区检测，狭窄的地方进行货物搬运等。正是由于这种智能小车设备有非常多的运用前景，所以对智
能小车的进行寻迹避障的研究设计就是目前首要的目标，因为小车需要正确的在规定的路线中行进并执行相应的任务。
1.3 研究任务
本设计是一种以STC15芯片为控制核心的自动寻迹小车系统。L298驱动电路通过单片机产生的PWM波来控制小车速度。利用LDC1000传感器对路面铁丝轨道进行分析检测,并将路面检测到的信号实时反馈给单片机，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铁丝轨迹自动行驶[4]。本设计还附带了按键功能，可以对LDC1000阈值及小车的启停等功能进行设置。
1.4 基本要求
设计并制作一个可以自动循迹的小车。循迹传感器自选，在规定的平面跑道自动按顺时针方向循迹前进。跑道的标示为一根0.9cm左右的细铁丝，用透明胶带将其粘贴在跑道上。跑道尺寸见图1，跑完一圈不得超过10分钟，小车运行时必须保持铁丝在车身垂直投影下，实时显示小车运行时间和距离。
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一角硬币
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图1 铁丝轨道图
1.5本文工作及内容安排
第一章介绍了小车系统研究现状，阐明了系统实现的目的和意义，概述了本文的主要工作。
第二章主要简单介绍了各个模块的论证方法，对系统有个整体框架。
第三章介绍了电机驱动模块、LDC1000传感器模块和电源模块的硬件部分。
第四章介绍了软件系统设计，电机驱动程序控制，LDC1000传感器程序控制，PID算法，行驶距离的计算。同时阐述了在主函数与中断中，将各个模块整合的方法。
第五章介绍了此设计的最终测试的方法与测试的结果。
2.模块方案论证
2.1 概述
本设计基于闭环测量、控制的原理，通过传感器实时监控小车的运动状态，然后将检测信号传输到处理器。同时，处理器对检测的信号进行计算，并产生合适的脉冲宽度调制（PWM）信号，直流电机的转动是通过驱动电路接收到的PWM信号进而实现控制的。最后实现小车的前进后退、左右拐弯、自动探寻道路并定位，同时必要信息等功能。
2.2 模块的论证
根据题目设计要求，本设计是小车通过金属丝轨道进行自动循迹的系统，其中系统整体包括小车的设计，电机驱动模块，传感器模块，运行距离处理模块，微处理器模块，按键模块，显示模块和电源模块。
2.2.1小车的比较与选择
根据设计要求，小车需要通过多个弯道，对车辆的平衡性，稳定性有较高的要求，采用两轮驱动的小车，转弯角度可以很好的控制，但是驱动力弱，平稳性差。采用四轮驱动的小车，驱动力强，平稳性好，能在复杂的路况上有很好的表现。虽然两轮驱动的小车更加利于在弯道的控制，但是不适用于所有的路况，所以我们将小车设计为四轮驱动。
2.2.2电动机的比较与选择
作为小车的主要动力装置，电动机的选择主要有无刷直流电机和步进电机两种。
步进电机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连续移动的控制方式[5]。所以步进电机对速度和移动距离的控制更加精确，但是移动速度相对缓慢，而无刷直流电机的速度快，但是控制困难。考虑到小车对于速度的要求大于控制的要求，所以我们选择无刷直流电机，在控制方面通过将程序的控制算法做得更加完善来弥补无刷直流电机控制的不足。
2.2.3电机驱动芯片的比较与选择
电机驱动电路主要是通过控制电动机的正转和反转来控制小车的前进和后退，以及小车左转和右转，所以电机驱动也是智能小车的模块中重要的组成之一。而对于电机驱动的选择有两种方案。
方案一：采用由H桥（分立的三极管元件组成）构成的驱动。此种方案对直流电动机的方向和速度的控制利用PWM波调速的电路实现。可是采用的H桥是由分立的元件组成的电机逻辑驱动，驱动电路的稳定性容易变差，并且价格也不便宜。
方案二：采用双桥电机驱动的芯片——L298。L298是一款由双桥结构的直流、步进电机驱动器，并且集成度较高。同时，L298芯片还可以实现对两个直流电机进行同时驱动和控制。
通过比较两种方案，L298电机驱动电路相对于由分立元件三极管组成的H桥的驱动，具有使用元件少,可靠性不仅高，而且控制和操作可以更加模块化,并且L298芯片的价格低。所以，作为循迹小车的驱动芯片，L298芯片更加适合。
2.2.4传感器的比较与选择
低成本的OHMIC开关传感器在灰尘等恶劣环境下不可靠，FSR压力传感器分辨率有限、不适合遥感、成本稍高，高端一些的超成波传感器不适合短距离传感，电容式传感器灵敏度高可针对被选择物的选择性不高，HALL传感器存在精度问题、需要磁体和校准，光学传感器在恶劣环境下不可靠，这些传感器都或多或少存在这样和那样的缺点[7]。而由德州仪器生产的LDC1000性能优越，无论低成本PCB线迹，或者是普通的金属块，甚至是人体的传感，LDC1000可以迅速检测并将数据传输到处理器显示出精确的结果。所以我们选择LDC1000作为循迹小车的金属传感器。
2.2.5处理器芯片的比较与选择
关于处理器则有多种选择方案。首先，采用传统的C51单片机。C51单片机通用灵活，价格低廉，使用方便，但此C51的芯片是比较老的芯片，对于大量的数据处理能力较弱。第二，采用更加高级的STM32芯片。STM32芯片集成了绝大部分工控领域所需要的功能模块，官方也提供了大量的库函数，工作速度快，处理数据能力强。最后，采用STC15单片机芯片。STC15单片机计算性能强劲，可以简单灵便的对软件进行编程，可用软件编程实现各种逻辑控制功能，而且可以实现最多6路PWM输出，自带晶振，更加利于控制小车的驱动。更加重要的是，STC15单片机加密性强，超强的抗干扰能力，可以试用于各种恶劣的环境，并且功耗更低。
综合考虑，由于使用STM32芯片会造成资源浪费，所以我们选择更加适合小车控制的STC15单片机作为小车的处理器芯片。
2.3 小车功能实现的设计与分析
如何设计小车的运动方式是非常重要的。因为小车的运动方式就决定了小车对铁丝轨道的探测，前进的控制，以及显示小车行驶距离和时间等基本要求。
整个系统是一个基于单片机的闭环控制系统。首先，小车需要沿着设定好的路线前进，而且是铁丝构成的道路，所以小车就必须可以识别到目标道路，这就需要传感器可以不断的进行探测。同时，小车还应该具有可以实时监测是否偏离轨道，并可以纠正小车前进方向的功能，这部分功能就需要把传感器接收到的信号实时发送给处理器，处理器经过计算后发出指令控制电机驱动，智能控制小车的前进后退左右运动，进而实现精确巡线行走。
我们最终确定的系统框图如图2所示。
图2 系统框图
3.硬件部分设计
3.1电机驱动模块
直流电动机实质上的工作原理是一台装有换向装置的交流电动机。直流电动机中转子转动的原因是由于带电导体在磁场中受到了电磁力的作用，并且形成了电磁转矩，从而推动转子，使得电动机得以运行。
直流电动机有如下两个个特点：
1、外加电压是通过电刷和换向器再加到线圈，而不是直接加到线圈。
2、电磁转矩的方向不变。这一现象是因为电枢导体中的电流是随着其所处磁极极性的改变方向。
电机的驱动芯片选用L298作为驱动芯片。工作稳定电机驱动信号由单片机提供，信号经过光耦隔离后，传至PWM控制芯片L298N，通过L298N的输出脚与两个电机相连。
小车电机驱动模块电路图如附录1所示，电机驱动模块PCB硬件图如附录2所示。
3.2 LDC1000传感器模块
LDC1000芯片是采用四线制SPI的连接方式，而单片机芯片对LDC1000芯片的连接、控制以及读取数据是通过SPI连接（SDI、SDO、SCLK、CSB）实现的。在SPI通信的过程中，LDC1000扮演下位机的角色。而像Q表那样测试线圈的电感量并不同于LDC1000芯片的电感检测。LDC1000芯片是可以检测与相连的测试线圈和外部的金属物体之间的空间位置关系，所以LDC1000在各种环境条件下都可以很好的检测到外部金属，因为LDC1000可以很容易就可以实现非接触式的电感检测，只需要外接一个自制线圈或者PCB线圈就可以了。
LDC1000原理图如附录3所示。
3.3 电源模块
电源是小车系统的动力组成，电源主要是给单片机芯片和外围电路提供5V电压，同时为小车的电动机提供12V电压。要想小车的控制和行驶稳定，电源的设计就需要考虑到
可以达到直流稳压3.3V、5V和±12V，并且电路纹波要小，尽量排除电源对芯片控制的干扰。
电源原理图如附录4所示，电源PCB硬件图如附录5所示。
4.软件部分设计
4.1 大体思路
4.1.1C语言简介
单片机的程序编程，应用系统可以使用C语言，也可用汇编语言。因为他是最为接近机器语言，所以直接，简洁，紧凑和高执行效率的单片机汇编语言程序的操作效率高。但不同的单片机汇编语言有差异，在一个单一的单片机应用开发不能直接应用到其他单片机上，很不容易移植，程序的可读性相当差。此外，但较大规模的应用系统，应用软件开发的工作量是非常大的。C语言编写的，与此相反，良好的便携性，并非常接近自然语言，可以用少量语言完成相同的功能，入门易，编程效率高，程序的可读性高。也可以将汇编语言嵌入C语言程序中，以满足有特殊要求的性能或操作。因此，在嵌入式系统中的应用程序开发，C语言逐渐成为主要的编程语言。
4.1.2单片机简介
单片机作为一种集成的电路芯片，使用的是超大规模的集成电路技术。单片机不仅包括了有数据处理能力的中央处理器cpu、只读存储器rom、随机存储器ram、多种I/O接口、计时器/定时器以及中断系统等功能，有一些单片机还包括了脉宽调制电路、显示驱动电路、A/D转换器、模拟多路转换器等功能。把这些电路集成到一块硅片上就构成了一个小但是完全的微型计算机系统。单片机在工业控制领域应用广泛，发展迅速。
4.1.3基于单片机在循迹小车系统中的应用介绍
单片机的全称是单芯片微型计算机，它的芯片上集成了包括CPU，RAM，ROM，各种I/O 接口和定时计数器的硬件。单片机就其组成而言，就是一个计算机，它拥有的指令可以运用于许多控制技术，同时还具有多种硬件的支持。因为它具有多个优良的特性，所以自问世以来它就被人们广泛应用。目前，单片机广泛应用于鼠标、机械键盘等电脑外设，手环、跑鞋等智能穿戴设备以及各种家用电器中。
基于单片机的循迹小车系统不仅结构模块化，同时制作起来也非常方便。通过金属传感器探测到小车与轨道的相对位置，将数据传输到单片机芯片，芯片实时分析并计算小车行驶的方向，并且校正小车轮胎运行的速度，达到小车智能循迹的功能。
另外，现在的人越来越离不开智能化的机器和设备，如：不管是人类对太空的探索，替代单调简单的重复性工作，还是在各种恶劣的环境中进行操作等都可以借助于智能化的可运动行走的设备。因此，智能小车作为最常用最普遍的的行走智能设备，未来必定会在工业和生活得到越来越多的使用，这样不仅高效，而且可靠。
本文在分析目前市面上已经出现的智能小车的设计基础之上，充分的将单片机硬件与软件结合，以及将金属探测系统的自身特点、功能特性和设计的要求相结合，实现了利用金属轨道这一载体来导引小车运动。同时我们也充分借鉴了目前优秀的算法，形成一套准确度高，具有优良特性的自动循迹小车系统。
4.1.4软件部分总述
小车进入轨道并开始工作后，金属探测器就开始不停地扫描，同时，将扫描的数据结果发送到处理器，而处理器一旦检测到传输过来的数据有变化，就计算并执行子程序，把相应的处理信号和PWM波传输到电机驱动，电机驱动再来控制电动机来改变小车当前的运行状态。同时小车启动后就开始计时和计算行驶距离并显示。为了方便编写和调试，我们采用了模块化的编程方法，整个程序分为若干子程序，最终可以实现以下目的；
（1）通过按键控制启停以及相关参数设置；
（2）搜寻铁丝并计时、测量距离然后实时显示；
（3）实时纠偏并调整行驶方向；
主程序流程图如图3所示：
图3 主程序流程图
4.2 电机驱动程序控制
电机驱动通过脉冲宽度调制(PWM)来实现小车的转向。脉冲宽度调制在功率变换与控制等很多领域里都有广泛的应用，其利用的是通过处理器输出的数字信号对模拟电路进行控制的技术。脉冲宽度调制是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过使用较高分辨率的计数器，方波的占空比被调制成用来对一个具体的模拟信号的电平进行编码。把电流源或电压用重复脉冲序列（通(ON)或断(OFF)）加到模拟负载上去的。
而通过改变单片机程序中的I/O 口输出PWM 波的占空比可以调整转速。占空比是在一个周期中，高电平脉冲与总脉冲的百分比。在一个周期中，占空比越大，就说明高电平的开始
初始化
参数设置
前进、计时
距离计算与显示
小车是否偏
移轨道 Y 判断偏移方向并矫正电机转
动方向
N
继续运行
比例越高，而最大电压与占空比的乘积就是输出在电机两端的电压。所以，占空比越大，输出到电机两端的电压也就越大，电动机转动的速度也就越快。
电机驱动软件程序详见附录6。
4.3LDC1000传感器模块
LDC1000是利用电磁感应的原理进行电感的检测的。若在一个线圈中加上一个交变电流，就会产生一个交变磁场在线圈周围。如果这个时候有金属物体进入到这个磁场之中，就会在金属物体表面产生一个电流方向与线圈电流的方向相反的涡流(感应电流)。由于两种电流的方向相反，所以涡流产生的感应电磁场就会与线圈的电磁场方向相反。涡流不仅与金属体磁导率、电导率以及金属导体表面到线圈的距离等参数有关，而且线圈的几何形状、几何尺寸同样会影响到涡流的大小。
LDC1000的技术主要有以下几个优势：
1、拥有极高的分辨率，在位置传感应用中可达到微米级的分辨率。同时可以通过16位共振阻抗和24位电感值。
2、设备使用寿命长，可靠性高。拥有非接触传感技术，可免于收受到尘土和油污等不导电的污染物的影响。
3、在某些PCB版无法放置的地方，允许传感器与电子设备分开安放，具有更高的灵活性。
4、采用成本更低的传感器和传导目标，不需要磁体。
6、系统的功耗在标准工作时不足8.5mW，待机模式下的功耗更低。
5、可以以压缩后的导电油墨或者金属薄片为目标，为创造性的创新系统设计带来无限的可能。
4.3.1 LDC1000参数的计算
LDC1000的电感检测的原理是利用了电磁感应的技术。如果在一个PCB线圈中加上一个交变电流，就会产生一个交变磁场在线圈周围。如果这时有一个金属物体进入到这个电磁场中，就会在金属物体表面产生一个电流方向与线圈电流的方向相反的涡流。同时，线圈的电磁场方向与涡流产生的感应电磁场相反。
__[_(1)](_)
P P p P P R MAX R MIN R R MIN Y R MAX Y ?=?-+? ()()()inf 21
2SENSOR L d L M d f C π=-=??
?Linf 传感线圈的电感
?M(d)互感
?fSENSOR 传感器振荡频率
?Y=Proximity Data/215,Proximity Data 从寄存器0x21和0x22读取
LDC1000的两个重要参数就是阻抗RP 和电感L ，与被探测金属的距离有关。
同时，在应用中Rp 的范围不同的，所以需要配置合适的Rp 范围。这是由于不同的测试距离和测试对象均会产生不同的损耗。LDC1000中可用于配置的有两个寄存器，它们分别为Rp_Min 和Rp_Max 。在应用中Rp 值的合理配置非常重要，如果设置的Rp 范围过小，那么Rp 就会被钳位。如果设置的Rp 范围过大，真实的Rp 无法完全利用，在LDC1000的内部，就会浪费大量的ADC 的资源。
4.3.2确定Rp_Max 值
增大LDC1000的外部线圈与金属物体之间的距离，这样使涡流的损耗最小。
测试此时线圈的等效并联谐振阻抗Rp ，LC 谐振组件与LDC1000断开测试Rp 。这里需要使用阻抗分析仪。在用户手册的table 7中找最接近Rp 值乘以2的值。注意，Rp_Max 寄存器虽然有8bit ，但是table 7中只有32个值，所以只能使用0x00到0x1F 的范围。例如用阻抗分析仪测试出Rp 是18k ，那么18k*2=36k ，而table 7中与这个值最接近的是38.785k 。
4.3.2确定Rp_Min 值
减小LDC1000的外部线圈与金属物体之间的距离，这样使涡流的损耗最大。
测试此时线圈的等效并联谐振阻抗Rp，LC谐振组件与LDC1000断开测试Rp。这里需要使用阻抗分析仪。在用户手册的table 9中找最接近Rp值除以2的值。注意，Rp_Min 寄存器虽然有8bit，但是table 9中只有32个值，所以只能使用0x20到0x2F的范围。
上述方法中，金属物体与LC的距离是应用场景中的最大和最小的距离。所以说这个最大和最小距离需要等设备的结构设计完成之后才可以决定。
LDC1000传感器软件程序详见附录7。
4.4PID算法
PID一般分为增量式PID和位置式PID。在小车里一般用增量式，因为位置式PID对小车来说有非常大而且没有必要的计算量，这是由于位置式PID的输出是跟过去的所有状态有关。所以处理器进行计算时，要对每一次的控制误差进行累加，这会严重增大处理器的计算负担。而且小车的PID控制器的输出而是一个增减多少的量，而不是绝对数值。所以通过增量PID算法控制的PWM波，是计算PWM需要比上一个状态增加多少或者减小多少，而不是输出PWM的实际值，这样将会减轻处理器的负担，同时对PWM的控制也会更加高效准确。
PID算法程序详见附录8。
4.5 行驶距离的计算
该设计采用光电测速模块，所用的测速码盘有20个小孔，所转一圈可以采集到20个脉冲，我们将轮胎的周长设计为20cm。所以，每采集到一个脉冲，小车也就向前运行了1cm。在单片机中，我们将这个脉冲传输到I/O口，通过单片机程序就可以计算出行驶的距离。
4.6 主函数与中断
整个程序使用模块化将各个模块的函数整合，并且采用中断使得各个程序有序的运行并使芯片保持高效的处理能力，并且程序提供了用户接口，使用户可以根据自身情况改变相应的参数。同时，单片机芯片通过循环程序实时处理按键和显示，与小车运行时的计算能力可以同时进行，保证芯片可以高效的运行。
在整合各个函数模块的过程中，中断的处理至关重要。在中断函数中，必须要考虑到时间的计算，同时，各个模块处理的优先级和中断的开关，是需要综合考虑到小车运行的实际情况的。而在此设计中的程序，是可以很好的同时处理时间，金属探测，小车方向控
制，速度控制，参数显示等功能，并且每一个功能独立且不会互相干扰，达到高效处理和运算的目的。
中断函数详见附录9，主函数详见附录10。
5.综合测试方法、数据及结果分析
5.1测试方法
按照题目要求搭建实验环境，在地板上用铁丝铺设了如图1的轨道，并且考虑到各种可能发生的情形采取相应措施并进行测试。测量仪器如下：
（1）秒表（误差0.01S）：测量时间，结合电机上的码盘测量速度；
（2）钢卷尺（误差1mm）：测量车道、硬币的几何尺寸；
（3）万用表：测量电池电压和信号电压，用于现场调试。
5.2测试数据
小车设置好相关参数后开始正常行驶，探测铁丝并沿着铁丝跑完全程。表1为秒表测得结果和LED显示结果。
秒表测得时间LED显示时间
第一次测试29s 28s
第二次测试30s 29s
第三次测试28s 28s
平均值29s 28.3s
表1 秒表测得结果和LED显示结果
5.3结果分析
小车上的LED显示器显示的时间与秒表测得的时间平均误差为0.7s，小车全程的行驶时间不会超过1min。小车行驶中车身平稳，转弯灵活，而且巡线精准。
智能循迹小车详细制作过程
（穿山乙工作室）三天三十元做出智能车 基本设计思路： 1.基本车架（两个电机一体轮子+一 个万向轮） 2.单片机主控模块 3.电机驱动模块（内置5V电源输出） 4.黑白线循迹模块 0.准备所需基本元器件 1）.基本二驱车体一台。（本课以穿山乙推出的基本车体为 例讲解） 2）.5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红 色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40 个。 3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一 个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110 驱动芯片2个。 4）.5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三 对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。 一、组装车体
（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了） 二、制作单片机控制模块 材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。我实物图中就没焊复位）
三、制作电机驱动模块 材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。 这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。
基于stm32的智能小车设计毕业设计
海南大学 毕业论文（设计） 题目：基于stm32的智能小车设计学号：20112834320005 姓名：陈亚文 年级：2011级 学院：应用科技学院（儋州校区） 学部：工学部 专业：电子科学与技术 指导教师：张健 完成日期：2014 年12 月 1 日
摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制
Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control
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
智能循迹小车程序
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智能小车寻迹模块设计方案
智能小车寻迹模块设计方案 本文设计方案以MSP430单片机为系统的控制核心，采用反射式光电传感器模块寻迹，实现智能小车的自动寻迹行驶。在实验中采用与白色相差很大的黑色引导线作为智能小车的既定路线，系统驱动采用控制方式为PWM 的直流电机。 详细介绍了反射式光电传感器寻迹模块的工作原理，寻迹模块的电路图以及在以MSP430单片机为控制核心的基础上如何实现智能寻迹小车的自动寻迹行驶。并简要介绍了系统的电路图。该技术可用于无人生产线、服务机器人、仓库等领域。 0 引言 智能小车又称轮式移动机器人，能够按预设模式在特定环境中自动移动，无需人工干预，可用于科学勘测、现代物流等方面。针对路面采用黑色标记线条作为路径引导线的应用场合，反射式光电传感器是常用的路径识别传感器。反射式光电传感器因信号处理方式和物理结构简单的特点而被广泛应用于结构化环境 和低成本产品中，虽然存在检测距离近、预测性差的弱点，但通过合理设计和选择反射式光电传感器并结合合适的信息处理软件能够满足上述简单环境场合应用。随着汽车ECU 电子控制的发展，在汽车上配备远程信息处理器，传感器和 接收器，通过这些器件的协调控制可以实现汽车的无人驾驶。本文提出基于 MSP430单片机的控制装置，通过反射式光电传感器寻迹，MSP430单片机处理反射式光电传感器检测到的信号，从而控制智能车的转向，实现智能小车的自动寻迹。 1 系统总体设计方案 在小车车体的前端贴近地面的地方安装有4 组寻迹模块，如图1所示，单 片机通过判断4个寻迹模块发送来的信号进行自动循迹。寻迹模块在遇到黑线时发送低电平信号，遇到空白的地方发送高电平信号，单片机通过判断高低电平即可作出相应的操作。通过4组寻迹模块发送的信号组合，可将小车行驶状态分成如表1所示7种状态。
智能循迹小车
目录 1.第一章绪论 1.1循迹小车的发展现状 1.2 选题意义 1.3本设计的工作 1.3.1设计要求 1.3.2设计思路 2.第二章硬件部分简介 2.1 具体方案论证与设计 2.2 主控芯片的简介 2.2.1 光电反射式传感器（ST178） 2.2.2低功率低失调双比较器LM393 3.第三章光电循迹小车的原理 3.1原理 3.2 传感器电路 3.2.1红外反射式光电传感器原理 3.2.2黑线检测电路
3.3核心控制电路 3.3.1模数转换电路（比较器电路） 3.3.2数字逻辑电路 3.4驱动电路 3.5 拓展功能“防撞” 3.6PCB制板 3.7作品展示 3.8原件清单 4.第四章结论 5.参考文献 6.课程设计心得
绪论 1.1循迹小车发展现状与趋势 智能汽车作为一种智能化的交通工具，体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，是未来汽车发展的趋势。寻迹小车可以看作是缩小化的智能汽车，它实现的基本功能是沿着指定轨道自动寻迹行驶。就目前智能小车发展趋势而言：相比价格昂贵、体积大、数据处理复杂
的传感器CCD反射式光电传感器以其价格适中、体积小、数据处理方便等更具有发展优势。 1.2 选题意义 汽车电子迅猛发展，智能车产生和不断探索并服务于人类的趋势将不可阻挡。智能车的研究将会给汽车这个产生了一百多年的交通工具带来巨大的科技变革。人们在行驶汽车时，不再只在乎它的速度和效率，更多是注重驾驶时的安全性，舒适性，环保节能性和智能性等。各国科学家和汽车工作人员以及汽车爱好者都在致力于智能车的研究，研究的成果有很多都已应用于人们的日常生活生产之中，例如在2005年1月美国发射的“勇气”号和“机遇”号火星探测器实质上都是装备先进的智能车辆。因此，研究智能车的实际意义和取得的价值都非常重大。本课题利用传感器识别路径，将赛道信息进行识别处理，利用主控芯片控制小车的行进进而完成循迹。 1.3本设计的工作 1.3.1设计要求 要求：设计并制作一个简易光电智能循迹电动车，其行驶路线示意图如图1-1：（其中粗黑些为光电寻迹线）要求智能循迹小车从起点出发，沿粗黑色引导线到达终点后立即停车但行驶全程行驶时间不能大于90s。
基于语音识别的智能小车设计-毕设论文
基于语音识别的智能小车 摘要 随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近二三十年来，语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着越来越广泛的应用。本设计是语音识别在控制领域的一个很好实现，它将原本需要手工操作的工作用语音来方便地完成。 语音识别按说话人的讲话方式可分为孤立词(Isolated Word)识别、连接词(Connected Word)识别和连续语音(Continuous Speech)识别。从识别对象的类型来看，语音识别可以分为特定人(Speaker Dependent)语音识别和非特定人(Speaker Independent)语音识别。本设计采用的识别类型是特定人孤立词语音识别。 本系统分上位机和下位机两大方面。上位机利用PC上MATLAB强大的数学计算能力，进行语音输入、端点监测、特征参数提取、匹配、串口控制等工作，根据识别到的不同语音通过PC串口向下位机发送不同的指令。下位机是单片机控制的一个小车，单片机收到上位机传来的指令后，根据不同的指令控制小车完成不同的动作。 该设计对语音识别的现有算法进行了验证和实现，并对端点检测和匹配算法进行了些许改进。本设计达到了预期目标,实现了所期望的功能效果。 关键词：MATLAB，语音识别，端点检测，LPC，单片机，电机控制
SMART CAR GASED SPEECH RECOGNITION ABSTRACT With the development of computer technology,pattern recognition,signal processing technology and acoustic technology etc, the speech recognition system that can meet the various needs of people is more possible to achieve.The past three decades, the voice recognition in the field of computer, information processing, communications and electronic systems, automatic control has increasingly wide range of applications. Speech recognition by the speaker's speech can be divided into isolated word (Isolated Word) identification, conjunctions (Connected Word) and continuous speech recognition (Continuous Speech) identification. Identifying the type of object from the point of view, the voice recognition can be divided into a specific person (Speaker Dependent) speech recognition and non-specific (Speaker Independent) speech recognition. This design uses the identification type is a specific person isolated word speech recognition. This design is of a good implementation of speech recognition in the control field, it does the work that would otherwise require manual operation by the voice of people easily.This system includes two major aspects:the host system and the slave system. The host system use the MATLAB on the computer which has powerful mathematical computing ability to do the work of voice input, endpoint monitoring, feature extraction, matching, identification and serial control,then it send different commands through the PC serial port to slave system according different recognised voice. The slave system is a car controlled by a single-chip micro-controller.It controls the car do different actions according different instructions received.
智能寻迹小车以及程序
寻迹小车 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模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将ST168输出电压与2.5V进行比较，再送给单片机处理和控制。 传感器的安装 正确选择检测方法和传感器件是决定循迹效果的重要因素，而且正确的器件安装方法也是循迹电路好坏的一个重要因素。从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹的可靠性，具体位置分布如图3所示。
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
智能寻迹小车以及程序
智能寻迹小车以及程序
寻迹小车 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。
智能循迹小车分析方案
智能循迹小车设计 专业：自动化 班级：0804班 姓名： 指导老师： 2018年8月——2018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 智能小车毕业论文完整 版 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 学士学位论文 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 姓名： @@@@ @@@ 2011年 06月 智能小车引导控制系统 的设计与实现 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 指导老师： @@@ 姓名： @@@ @@@ 2011年 06月 智能小车引导控制系统的设计与实现 摘要：面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等)，为了有效的避免人员伤亡，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片，设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。实际应用表明，该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源，自主识别路线，自主行进接近火源并灭火，最终完成灭火的任务。 关键词：单片机小车引导控制传感器 Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task. Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors 智能寻迹小车 作者：李毅卢仁义吴甜解放军炮兵学院(安徽合肥230031) 时间：2008-06-18 来源:电子产品世界 浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制 关键词：51单片机智能小车光电对管寻迹脉冲宽度调制 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 智能循迹/避障小车研究 工作报告 一、智能循迹小车程序结构框图 二、Proteus仿真图 三、软件程序设计 一、智能循迹小车程序结构框图 经过几天在网上的查找，对智能循迹/避障小车有了大致的了 解， 一般有三个模块： 1、最基本的小车驱动模块，使用两个二相四线步进电机对小车的两个后轮分别进行驱动，前轮最好用万向轮，能使小车更好地转弯； 2、小车循迹模块，在小车底部有三个并排安装的红外对管，对黑色与白色的反射信号不同，经单片机处理后对小车进行相应处理； 3、避障模块，我写的程序中对于避障模块是用中断来处理的（即安装在小车车头的红外对管检测到有障碍物后，就会向单片机的P3_2口输出一个高电平或是低电平，这时中断程序将对小车进行预先设定好的避障处理），但是在程序结构框图中，我不太会表示中断处理方式，所以就用查询的方式画了。 N Y N Y 二、Proteus 仿真图 我用Proteus 大概地仿真了小车的运行状态。图中的两个二相四线步进电机就代表小车的左右轮（假定步进电机顺时针转动方向为小车前进方向），网上有很多种驱动芯片，在仿真时我只使用L298N 芯 片来驱动步进电机。用三个单刀双制开关模拟用于小车循迹的三个红外对管的输出信号，经一个与门与三极管开关连接到P3_3口，中断程序对P1_0, P1_1, P1_2三个口进行检测，并做出相应处理。同时因为避障模块的优先级高于循迹模块，所以将外部中断0用于避障，外部中断1用于循迹。P1_3口则用于检测小车是否到达终点。 1、小车驱动模块： 使用一片298芯片驱动一个二相四线步进电机，电机的电压为12V。 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 摘要 随着社会各行各业的迅速发展，根据人类的需求出现了各种各样的智能机器人、智能车。智能小车又称为移动式机器人，是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，伴着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来 ~ 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 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智能小车毕业论文完整版
智能寻迹小车
智能循迹小车设计
智能小车本科毕业论文
智能寻迹小车设计报告
智能循迹避障声控小车设计__毕业设计