本实训基于stc89c52单片机的循迹小车汇总
循迹小车设计说明书课题名称：智能循迹小车
学院（系）：电子工程学院
专业：应用电子技术
班级：1753班
指导教师：姚老师
分组成员:王强软件 (XX)
周聪硬件 (XX)
薛研露调试 (XX) 起讫时间：2016年4月27日～2016年5月4日
基于STC89C52单片机的智能循迹小车设计
摘要
智能循迹小车是一种在控制系统的作用下,可以准确沿既定路线自动行驶的系统。本设计中,采用STC89C52单片机为主控制芯片,结合直流减速电机、传感器、电源电路及其他外围电路,设计实现了小车沿黑色轨迹行走的智能循迹小车,其中小车循迹功能由红外式光电传感器完成。
针对学生的能力和财力情况，只能制作有基本寻迹功能的智能小车。因此本设计的控制核心采用价格便宜、性能良好的8位CPU单片机芯片——STC89C52，驱动部分采用学校里经常教到直流减速电机，传感部分采用对光的暗亮程度比较敏感的红外式光电传感器。
关键词：机械设计；STC89C52；直流减速电机；红外光电传感器等
目录
摘要....................................................................................................................... I 第1章绪论 (2)
1.1 引言 (2)
1.2 主要机械结构分析 (2)
第2章结构设计 (5)
一、结构设计 (5)
二、程序设计 (8)
第3章结论 (13)
参考文献 (15)
第1章绪论
1.1 引言
机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。机器人在单线生产生活中的应用越来越广泛，整在替代人发挥着日益重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高薪技术，集成了多学科的发展成果，代表高技术的发展前沿，是当前科技研究的热点方向。
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，机器人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。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域，机器人都有着广阔的发展空间与应用前景。机器人正朝着智能化和多样化方向发展。同时，机器人设计到的技术也不断扩展，如多传感器信息融合、；路径规划、机器人视觉、智能人机接口等，产生了一系列研究课题。
目前，国内对机器人的研究不断深入，已经开发出各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人，推出了各种样机，如移动机器人、微型机器人、水下机器人、军用机器人、服务娱机器人、仿人机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，是智能机器人与一般自动化装备的重要区别。智能机器人从外观上已远远脱离了最初的工业机器人所具有的形状和局限，更加符合各种不同应用环境的特殊要求，其功能和智能程度大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
其中智能车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演重要的角色，是以后的发展方向。
智能小车的巡线功能在生产生活中都有着广泛的用途。例如：可以用在大的生产车间的物流系统中，按照预先设定的路线来传输货物；可以用在赛车比赛中能够按照轨道行驶，从而更加安全；还可以用在导航系统中等等。
1.2 主要机械结构分析
目前智能小车的主要完成寻迹功能，是由机械结构和控制单元两个部分组成，而机械结构由一个由底盘、控制板、传感器支架、左右驱动轮、直流减速电机等组成，所以主要机械结构有车后驱动轮的驱动方式选择与安装、传感器
的安装、电机的选择与安装以及机械设计原则，这四大部分组成。
1、车后驱动轮的驱动方式选择与安装
1.驱动方式选择
小车采用的是后左右两轮驱动的设计，而前轮起舵机的作用，并没有参与驱动功能，驱动功能就只由车后左右两轮来实现，同时又考虑到小车拐弯时的作用力也来自于车后左右两轮，所以，驱动方式必须采用左右两轮单独驱动。
而影响小车转弯的重要因素是差速，小车转弯不灵活、转弯时振动较大都有可能是受差速的影响，必须要在调试过程中自己把握，不宜过松也不宜过紧，最好的标准是小车在拐S弯时，能灵活自如。考虑到小车的检测性能，所以使用双轮反向这种差速转向方式。
2、传感器的的选择与安装
智能小车的传感器大都会选择以下三种传感器：
1.采用光敏电阻组成光敏传感器。光敏电阻原理简单，使用方便，价格低廉，但受光照强度影响很大，可靠性不高。
2.采用角度传感器。实用角度传感器来测量车体水平方向和竖直方向的角度，感测到的倾角信号经编码后传感给单片机，由单片机控制电动机的运行。角度传感器灵敏度合适，响应速度好，但使用复杂，价格高昂，且不易购买。
3.采用红外光电传感器。光电传感器原理简单，实现方便，价格低廉，可集发射器和接收器于一体。使用这类光电传感器电路简单，工作性能稳定，能完成需要的信号检测功能。
综上分析，本设计选择方案三。
传感器的抖动对检测稳定性的影响很大，前瞻增大后传感器的抖动很大地影响了检测的稳定性能，所以必须加固传感器的安装，以此来保证检测的稳定性。
保证检测的稳定性，则必须保证车的稳定性，因此，必须将车身尽量压低，降低车的重心。
采用三只TCRT5000型号的红外光电传感器，呈一字排布。这种方法检测连贯简单，程序控制算法简单，使小车控制稳定。
电路图如下图所示：
3、电机的选择与安装
智能小车的减速电机是由一个普通电机和减速齿轮箱组成，齿轮箱在减速的同时可以增加扭矩。
常用的减速电机有两种：
1.L型直流减速电机，只有一边有轮轴，即只有一边可以安装轮子。如图
1-3所示：
图1-3
这种电机不能加测速模块，只能作为动力电机使用，但是可以在轮子上面安装霍尔元件或者光电测速元件。
2. T型直流减速电机，两边都有轮轴，即两边都可以装轮子。如图1-4所示：
图1-4
这种电机可在轮子的对面的电机轴上安装光电码盘，可用于侧速。但是有一点请注意，不是所有底盘板都支持这种T型测速。
所以，综上所诉，选择第一种电机。
电机在安装时必须考虑到啮合角和差速。
啮合角没有调整好，会导致点击声音特别大，同时不仅会影响电机的声音强度，而且更会直接影响了电机对整车的驱动性，因此啮合富不应太松也不宜太紧，这在调试过程中应准确去把握。
4、机械结构的设计原则
机械结构在设计时，必须遵循重量适当、降低重心、加固安装这三个原则。
1）重量适当。在小车运动时是很重要的，这影响到了小车的运动性能，以及爬斜坡的抓地力。众所周知，小车的车身过重，会影响到小车在运动时的动能；车身过轻，则会影响到小车在爬斜坡的抓地力，直接导致小车的车轮会打滑。这点应在调试时适当去把握。
2）降低重心。这不仅能更好地增加小车的抓地力，而且更能保证检测的稳定性能。
3）加固安装。这直接决定了小车的质量高低，所以在安装时，必须加固装。
第2章结构设计
一、结构设计
通过查阅资料，浏览范文，以及根据设计任务及扩展功能，确定此设计小车是以STC89C52单片机为检测和控制核心，由轨迹探测模块、后轮驱动兼转向模块及电源模块等四大模块组成。如下图所示：
首先必须将各个模块按照其功能组成一个有机的整体，系统各模块之间是紧密结合在一起完成工作的，各个模块通过单片机组成一个完整的硬件系统，通过各自不同的功能，使智能小车进行前进转向，达到实现运动控制的目的。
1、检测与控制核心
单片机是整个系统的核心，实现各模块传输的信息的处理，调用相应的子程序，实现控制信息处理，控制电机正反转等。
系统采用STC的8位微控制器STC89C52单片机作为核心控制单元用于智能小车运动系统的控制。在选定智能车系统采用红外式光电传感器检测后，路径信号经STC89C52的I/O口输入处理后，用于小车的运动控制决策，由P0口输出电机控制信号单片机接线图如下图所示：
2、轨迹探测模块（检测方式）
利用红外接收装置，判断有外界控制信息的输入，并与单片机相连，传递相应控制信息。
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．判断信号可通过单片机控制驱动模块修正前进方向，以使其保持沿着黑线行进。
所用的黑线宽度大约为1cm，判断黑线的方案采用红外光电传感器作为传感器，三个红外光电传感器并排放置于小车的前部进行线路跟踪——正常行驶时，中间红外光电传感器应位于黑色轨道上，而左右两个红外光电传感器应位于白色轨道上。
电开关脱离轨道时，等待外面任意一只检测到黑线后，做出相应的转向调
整，直到中间的光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶。
3、后轮驱动兼转向模块
驱动包括电机和电源
电机选择。由于直流电机转动力矩大，响应快速，体积小，重量轻，较大的起动转矩使其有从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，又可用变速齿轮改变其速度来达到本系统要求，价格较低等特点，所以使用两个直流电机，由单片机发出信号控制其正传反转，实现智能小车前进和转向结合。
电机控制。由于L293D芯片的驱动方式比较简单，直接驱动两只直流电机。
电源选择。用4节五号电池串联6V直流电源。在不超过单片机工作电压范围的情况下，又能驱动直流电机。且这个电源结构简单，价格便宜，容易得到。
转向和动力结合的智能小车是使用两个独立的电动机各自带动一个轮胎位于两侧，通过两个轮胎速度的改变实现小车的转向，控制所用程序较少，控制器控制起来简单（这种转向方式类似于坦克的转向方式）。
电路图如下图所示：
4.小车的组装
根据“车后驱动轮的驱动方式选择与安装”，则可看出如果动力轮抓地力不够，那么车的转弯不会那么灵活，因此需要提高动力轮的摩擦力，而如果把驱动等必备部件安装在动力轮上面，那么既能解决抓地力的问题（三样东西的重量够大，尤其是电池），也能解决前面搭载平台的问题。
因此把电池放在最下面，然后用一块亚克力板，使用铜柱把驱动吊装在亚克力板下面（两套铜柱足够），把最小系统支撑在亚克力上面（两个足够，也可以用四个），最后用长铜柱把整块结构支撑在导向轮上面，注意，不要挂到轮子。这样的话，在前面安装了传感器之后，重心基本是在底盘中心上，同时后轮有足够的重量来保证抓地力。
二、程序设计
小车程序：
/*功能：循迹小车
使用芯片：AT89S52 或者STC89C52 或AT89S51 STC89C51
晶振：12MHZ
编译环境：Keil4
作者：wangqiang*/
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//=================电机驱动=====================
sbit dianji_r = P3^0; //右边电机控制口，低电平转
sbit dianji_l = P3^7; //左边电机控制口，低电平转
//=============循迹感应接口====================== sbit xjmk_r = P3^2;// 右边寻迹模块检测口INT0
sbit xjmk_l = P3^3;// 左边寻迹模块检测口INT1
void check_righet();//右边时候检测到黑线测试程序
void check_left();//左边时候检测到黑线测试程序
void delay_50us(uint t);
void delayms(uint Ms);
uchar r_count;//右边传感器检测到的次数计数单元
uchar l_count;
uint time;
//*************主程序****************
main()
{
time=50;
dianji_r=0;//上电时右侧电机运行
dianji_l=0;//上电时左侧电机运行
EA=1;
EX1=1;
EX0=1;
IT1=0;
IT0=0;
xjmk_r=1;//置IO为1，准备读取数据
xjmk_l=1;
_nop_();
r_count=0;
l_count=0;
while(1)
{
_nop_();
// check_righet();//调用右边寻迹检测传感器
// check_left();//
if(r_count>=1)
{
delayms(time);
dianji_r=0;
dianji_l=0;
r_count=0;
_nop_();
}
if(l_count>=1)
{
delayms(time);
dianji_r=0;
dianji_l=0;
l_count=0;
_nop_();
}
}
}
void init0int() interrupt 2
{
l_count=5;
dianji_l=1;
dianji_r=0;
if(r_count>0)
{ EX0=0;
delayms(20);
if(time>=20)time-=19;
EX0=0;
}
return;
}
void init1int() interrupt 0
{
r_count=5;
dianji_r=1;
dianji_l=0;
if(l_count>0)
{ EX1=0;
delayms(20);
if(time>=20)time-=19;
EX1=1;}
return;
}
//********************************************** //函数名称：void check_left()
//功能：左边边时候检测到黑线测试程序
void check_left()
{
if(xjmk_l==0)//检测右边的传感器是否感应到黑线
{
delay_50us(1);//延时，去除机械振动
_nop_();
if(xjmk_l==0)//再次检测
{
delay_50us(1);//延时，去除机械振动
if(xjmk_l==0)
{
l_count++;
xjmk_l=1;
}
}
}
}
//***************************************************** //函数名称：void check_righet()
//功能：右边时候检测到黑线测试程序
void check_righet()
{
if(xjmk_r==0)//检测右边的传感器是否感应到黑线
{
delay_50us(1);//延时，去除机械振动
if(xjmk_r==0)//再次检测
{
delay_50us(1);//延时，去除机械振动
if(xjmk_r==0)
{
r_count++;
xjmk_r=1;
}
}
}
}
//***************************************************** //函数名称：void delay_50US(unsigned int t)
//功能：延时50*t(us)
void delay_50us(uint t)
{
uchar j;
for(;t>0;t--)
{
for(j=19;j>0;j--);
}
}
/*===========设定延时时间:x*1ms=================*/ void delayms(uint Ms)
{
uint i,TempCyc;
for(i=0;i { TempCyc =70; while(TempCyc--); } } 第3章结论 通过这两个星期设计，我们查了很多相关智能小车的资料，基本上清楚了当今移动机器人的发展现状，以及未来的发展方向。刚开始时没有头绪，认为机器人是离我们很遥远的，是和我们生活交集并不大的高科技产物，但是后来才发现，其实机器人在我们的生活中无处不在，各种智能机器人已经活跃在我们的生活中。时下盛行的机器人足球赛我一直很关注，现在从运动控制角度分析后，才有一种恍然大悟的感觉。 本设计采用的是STC89C52单片机制成移动机器人，这主要是因为该单片机的稳定性比较好。还可以采用其它系列的单片机。如采用凌阳单片机，就可以简化编程，但其稳定性不是很好。通过设计发现模电数电知识有待提高，对三极管的认识很重要。 本文设计的移动机器人结构简单，较容易实现，总体设计合理，对研究移动机器人的控制过程很有益。设计出来的移动机器人符合ITS的基本要求，是主流的智能化的信息融合技术设计理念，功能强大，模块化设计，可移植性强，功率较低，有很广泛的应用领域和发展前景。同时，性格决定命运，气度影响格局，态度决定高度，细节决定成败。我们应该有正确的认识，只有我们有丰富的知识和经验的积累，才能成功。而且，此设计要求较强的动手能力，将理论转换为实际的操做，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。知识和经验需要我们在做课题时不断的积累，做课题时一定要合理分工，严格按要求完成，否则到比赛时就后悔莫及。学会看英文文档，我们用到的芯片资料都是英文的，要学会找重点，找我们需要的东西，别人翻译的文档有可能错误或没说清楚。编程软件也是英文的，如果是没人教，就得自己看资料学习。 智能小车是移动机器人的一种，从最简单的模型入手，体会到了运动控制的过程，利用我们熟悉的单片机作为控制芯片，找到了移动机器人与我们所学知识的结合点。 总的来说，此次设计完成了规定的各项要求，进一步学习并实践了程序编写、调试，电路板的制作，元器件的焊接等多种实用技术，成功设计出一个自动寻迹小车。既学习了不少新的知识和技术，由亲身体验软件设计、开发的过程，个人觉得收获颇丰。在实验室焊接小车的电路板时也发现不少问题。我感觉到即使是一个简单的电路，要想很轻松的焊好，也不是很容易的事情。有时是“虚焊”的原因，有时可能是阻值选错。这使握深深感受到理论与实际间的 差距和自身的不足。通过这样的设计，提高了我的动手能力。每天在实验室除了焊接线路板，还可以上机编程，不但让我熟悉了相关的专业软件也使我软件调试知识提高了。从网络上找到了很多的资料，其中不少新颖的思路值得一试。这次设计使我受益终身。 参考文献 [1]楼梦麟．变参数土层的动力特性和地震反应分析[J]．同济大学学报，1997 [2]李刚．船用齿轮箱结构设计方法[M]．北京：机械工业出版社，2007 [3] 王秋爽，曾兆龙单片机开发基础与经典设计实例北京机械工业出版社 2008 [4]华成英童诗白模拟电子技术基础第四版高等教育出版社 [5]吴锤红 MCS-51微机原理与接口技术厦门大学出版社 [6]张毅刚单片机原理及应用 2003年12月第一版高等教育出版社 [7]杨江新单片机程序设计及应用从基础到时间，北京，电力电子出版社， [8]李华MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社，2003 [9]王晓明电动机的单片机控制，北京航空航天大学出版社，2002 [10]杨子文单片机原理及应用西安电子科技大学出版社 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； 本科毕业设计（论文） 基于单片机的智能循迹小车设计 学生学院信息工程学院 专业测控技术与仪器 （光机电一体化方向）年级班别20 级（1）班 学号 学生姓名 指导教师 20 年6月 摘要 自循迹智能小车也是智能行走机器人的一种，智能小车可以适应不同的环境，不受外界温度、湿度、空间以及重力等各种恶劣条件的影响，在人类无法进入或者生存的环境中完成人类无法完成的任务。本课题是智能循迹小车系统的设计，智能小车的设计涉及传感器技术、电路涉及、程序设计、控制设计等多个方面的知识，是一项综合设计。设计目标是小车能沿着规划好的黑线行走，不偏离道路。。 智能循迹小车以木板车架为承载，包括单片机模块：STC89C52芯片；驱动模块：L298N驱动模块和两个直流电机；循迹模块：红外光电传感器和LM324运算放大器。红外光电传感器判断是否寻找到黑线，并将产生的电平信号发送至LM324运算放大器，再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块控制小车在黑线上实现前进后退左转右转。 关键词：智能小车，自动循迹，单片机，红外传感器 Abstract Self-tracing smart car is also a kind of intelligent walking robot, intelligent car can adapt to different environments, from outside temperature, humidity, space and gravity and other adverse conditions, in the human can not enter or survive the environment to complete the human Unable to complete the task. This topic is the design of intelligent tracking car system, intelligent car design involves sensor technology, circuit involved, programming, control design and other aspects of knowledge, is a comprehensive design. The design goal is that the car can walk along the planned black line without departing from the road. The The following steps: STC89C52 chip; drive module: L298N drive module and two DC motors; tracking module: infrared photoelectric sensor and LM324 operational amplifier. Infrared photoelectric sensor to determine whether to find the black line, and the resulting level signal sent to the LM324 operational amplifier, and then return to the microcontroller, the microcontroller according to the requirements of the program to make the appropriate judgment to the motor drive module control car on the black line Turn forward and turn right. Key words: intelligent car, automatic tracking, single chip, infrared sensor 宁波大学 创新性开放实验报告题目基于光电传感器的自动寻迹小车 学号： 姓名： 专业： 指导教师： 目录 光电感应智能车............................................................................................. 错误！未定义书签。 一、硬件系统…………………………………………………………………………………错误！未定义书签。 （一)硬件框图 (3) 1、电源模块 (4) 2、寻迹模块 (4) 3、驱动模块 (5) 4、测速模块 (6) 二、软件系统 (7) （一）主程序流程图 (7) 1、电机驱动 (8) 2、舵机驱动 (10) 参考文献 (13) 光电感应自动寻迹智能车 【摘要】如果把自动寻迹小车成比例的扩大数倍，就成为真正有意义上的智能车，可以运用于军事、民用领域，对未来汽车行业的发展有一定的借鉴意义。通过光电传感器来寻找轨迹，以所编写的程序为软件支持，通过单片机计算生成相应的控制参数，驱动电机来使小车按照轨迹运动。其中小车在直线行驶过程控制参数保持不变，匀速行驶，而在小车要转弯之前则要先减速以防止小车过弯时冲出赛道，弯道过去之后在加速行驶以减少行驶时间。 【关键词】红外传感器；PID控制；自动寻迹 一、硬件系统 （一）智能小车的整体结构图 智能车通过单片机来接受和发出参数状态信号，电源模块是给智能车各个模块提供电压以使模块可以正常运作，寻迹模块则是包含着参数输送给单片机的作用，驱动模块是小车动起来的根源，测速模块是为了控制车速以使智能车平稳的沿着车道运行。 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。 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。 /*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 基于STC89C52单片机红外智能循迹小车 实验报告册 学院：电气工程学院 协会：电子科技协会 班级：电气1206 班 姓名：蔡申申 学号：201223910625 联系方式：151 **** **** 摘要 本报告论述了自己参加第八届河南工业大学科技创新大赛——基于STC89C52RC单片机红外智能循迹小车的方案论证、制作过程、调试过程。设计采用STC89C52RC单片机为核心控制器件，采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号，单片机获取路面信息后，进行分析、处理，最后控制减速电机转动实现转向。实验表明：该系统抗干扰能力强、电路结构简单、制作成本低，运行平稳、可靠性好。 关键词：STC89C52单片机、反射式光电对管、PWM调速 减速电机 目录 摘要 (2) 1 绪论 (4) 1.1 智能循迹小车概述 (4) 1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (4) 1.1.2 智能循迹分类 (4) 1.1.3 智能循迹小车的应用 (5) 2 智能循迹小车总体设计方案 (5) 2.1 整体设计方案 (5) 2.1.1 系统设计步骤 (5) 2.1.2 系统基本组成 (5) 2.2 整体控制方案确定 (6) 3 系统的硬件设计 (6) 3.1 单片机电路的设计 (6) 3.1.1 单片机的功能特性描述 (6) 3.1.2 晶振电路 (7) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 光电传感器模块 (8) 3.2.1 传感器分布 (8) 3.3 电机驱动电路 (9) 3.3.1 L298N引脚结构 (9) 3.3.2 电机驱动原理 (9) 4 系统的软件设计 (10) 4.1 软件设计的流程 (10) 4.2 本系统的编译器 (10) 5 系统的总体调试 (11) 5.1 硬件的测试 (11) 5.2 系统的软件调试 (11) 结论 (11) 致谢 (11) 参考文献 (12) 附录A 原理图与模块电路图 (12) 附录B 程序代码 (13) 附录C 硬件实物图 (15) 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。 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/ 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 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 循迹小车实训报告 目录 一、项目目标 (3) 二、项目内容 (3) 三、项目原理 (3) 四、项目原理图和实物图 (3) 1、电路原理方框图 (4) 2、实物图 (4) 3、总共装图 (4) 五、项目模块 (5) 1、寻迹模块 (5) 2、显示模块（1602液晶/数码管） (5) 3、提示音模块 (5) 4、FPGA模块 (5) 5、单片机控制模块 (6) 六、项目程序 (7) 1、循迹程序（部分） (7) 2、FPGA程序（部分） (8) 七、总结 (9) 一、项目目标 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、项目内容 任务描述：完成任务分析、功能设计，硬件系统设计、制作与装调，软件系统设计及整机调试等工作任务。 具体内容： 1、自行设计、制作寻迹电路板； 2、采用制作的寻迹电路板、控制板与提供的小车车体搭建寻迹小车； 3、用C 语言和VHDL 语言编写程序。 三、项目原理 这是一种基于STC89C52RC 单片机的小车寻迹系统。该系统采用四组高灵敏度的光敏感应，对路面黑色轨迹进行检测，并利用单片机产生的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。 四、项目原理图和实物图（高菊、谢鹏飞完成） 1、电路原理方框图 单片机 显示(液晶或数码管) 蜂鸣器 寻迹板（4路） FPGA 小车行驶 状态数据 寻迹信号 启动信号 显示寻迹状态 电机驱动 寻迹信号 显示小车 行驶状态 左 右 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： 课程设计报告 课程名称嵌入式系统原理与设计 课题名称智能循迹小车 专业通信工程 班级1101班 学号 姓名 指导老师 2014 年 1 月 5 日 1.系统总设计 1.1 功能说明 本课题是基于MSP430单片机循迹智能小车的设计与实现，小车系统以MSP430单片机为系统控制处理器，采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据检测到的 信号的不同状态判断小车的当前状态，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的控制。 1.2 任务分配情况 参与此次项目制作的一共七人，分别是：振凤，志成，肖新加，戴小敏，小林，鹏华和莹任务分配情况如表1所示： 产品名称：智能循迹小车 技术参数： L298N基本参数： 类型：半桥输入类型：非反相输出数： 4 电流输出/同道：2A 电流峰值输出：3A 工作温度：-25~135°C 器件型号：L298N 产品的使用方法： 用六节干电池9V直流电压作为供电电源，接通电源，在有黑线的跑道上行走。注意事项：1、所用电源不能超过9V，以免电压过大，把电机烧坏。 2、小孩使用时，应在大人的陪同下使用，以免被小车的尖锐部分弄伤。 3、轻拿轻放，以免损坏小车器件。 4、长期不使用时，应把电池取出。 生产日期：20xx年xx月xx日 2.硬件设计 此次项目中硬件部分的设计主要包含以下模块：电源模块，红外循迹模块，电机驱动模块和MSP430f149单片机。 2.1 电源模块 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 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 . ... .. . 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： 哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208] 电子实习报告学院：计算机科学与技术 专业班级：计算机11-5 学生姓名：陈秀秀 学号: 指导教师：沈永滨 完成时间： 成绩： 一. （1 （2 （3 二. 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。 1）行驶直线的控制：利用红外传感器的左右最外端俩个探头检测黑线，全白说明在道中间，没有偏离轨道，走直线；一旦右侧探管检测到黑线，说明小车外侧探 头已跑出轨道，让车左拐；同理一旦左侧检测到黑线，说明左测探头已经出线，执行右拐命令。 2）拐直角弯的控制：当车前探头检测到黑线，执行直走，让车中心探头去检测，一旦车中心探头检测到黑线开始左拐，直到车位探头检测到跳出左拐命令，继续开始执行循迹，通过设置车中间探头与车尾探头的间距，便可以实现拐弯的角度，进而顺利入弯。 注意事项： 焊接顺序，先贴片后插件。 芯片及其它元件正方向： 芯片：有小圆点的一端为正方向标志； 电解电容：引脚较长的一端为正，带白色阴影的一端为负，在PCB上表现为有阴影的一端为负，空白的一端为正； LED：有绿线或绿点的一端为反向端，在PCB板上表现为有尖的一端； 二极管：有黑线的一端为反向端； 三.实习的具体实现 1．系统概述 小车的硬件主要包括51单片机最小系统以及3大模块：即电源模块、电机驱动模块、红外循迹模块。 系统工作框图如下： 2．单元电路设计与分析（原理图及器件安装图附后） 1）电源模块 供电系统的原理图如下 作为动力电源。7805与7806要公地。 2）电机驱动模块 驱动芯片比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。 L298内部的原理图如下： OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连，OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连，单片机通过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。 L298控制表 注意：X表示状态不定L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源， 6V为逻辑电源， 12V为动力电源。J4接入逻辑电源，J6接入动力电源，J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端，J3与J5分别与两个电机的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从 基于单片机的智能循迹小车本科 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 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。 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，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。电子实习报告智能循迹小车
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