51单片机-循迹小车项目报告材料(完整)

简易教程前言往届全国大学生电子设计竞赛曾多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目，此次，笔者在通过多次论证、比较与实验之后，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，利用小车的底盘、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。

系统分为检测、控制、驱动三个模块。

首先利用光电对接收管和路面信号进行检测，然后经过比较器处理，对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。

智能小车能在画有黑线的白纸“路面”上行驶，这是由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，小车可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”---黑线，最终实现简单的循迹运动。

个人水平有限，有错误不足之处，还望各位前辈同学多多包含，指出修正，完善。

谢谢！李学云王维2016年7月27号目录前言 (1)第一部分硬件设计 (1)1.1 车模选择 (1)1.2传感器选择 (1)1.3 控制模块选择 (2)第二部分软件设计及调试 (3)2.1 开发环境 (3)2.2总体框架 (3)2.3 舵机程序设计与调试 (3)2.3.1 程序设计 (3)2.3.2 调试 (3)2.3.3 程序代码 (4)2.4 传感器调试 (5)2.4.1 传感器好坏的检测 (5)2.4.2 单片机能否识别信号并输出信号 (5)2.5 综合调试 (7)附录1 (9)第一篇舵机(舵机及转向控制原理) (9)1.1概述 (9)1.2舵机的组成 (10)1.3舵机工作原理 (11)1.4舵机使用中应注意的事项 (12)1.5如何利用程序实现转向 (12)1.6舵机测试程序 (13)附录2 (14)第二篇光电红外传感器 (14)2.1传感器的原理 (14)2.2红外光电传感器ST188 结构图 (15)2.3传感器的选择 (15)2.4传感器的安装 (16)2.5使用方法 (16)2.7红外传感器输入输出调试程序 (17)一、课题任务及要求用360°连续舵机设计一个自动循迹小车，可以自动行驶并检测到地面黑色轨迹，沿着黑色轨迹行驶.二、小车行驶基本原理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”。

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。

循迹小车的实验报告循迹小车的实验报告引言：循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人，能够通过感知地面上的黑线，实现自主导航。

本次实验旨在探索循迹小车的工作原理及其应用，并对其性能进行评估。

一、实验背景循迹小车作为一种智能机器人，广泛应用于工业自动化、仓储物流、智能家居等领域。

其基本原理是通过光电传感器感知地面上的黑线，根据传感器信号控制电机的转动，从而实现沿着黑线行进。

二、实验过程1. 实验器材准备本次实验所需器材有循迹小车、黑线地毯、计算机等。

通过连接计算机和循迹小车，可以实现对小车的控制和数据传输。

2. 实验步骤（1）将黑线地毯铺设在实验场地上，并保证地毯表面光滑清洁。

（2）将循迹小车放置在地毯上，确保其底部的光电传感器与黑线接触。

（3）通过计算机控制循迹小车的启动，观察小车是否能够准确跟踪黑线行进。

（4）记录小车在不同条件下的行进速度、转弯半径等数据，并进行分析。

三、实验结果1. 循迹性能评估通过实验观察和数据记录，我们发现循迹小车在较为平整、光线充足的黑线地毯上表现较好，能够准确跟踪黑线行进。

然而，在黑线不明显、光线较暗的情况下，小车的循迹性能会有所下降。

2. 行进速度与转弯半径根据实验数据分析，循迹小车的行进速度受到多种因素的影响，包括地面摩擦力、电机功率等。

在实验中，我们发现增加电机功率可以提高小车的行进速度，但同时也会增大转弯半径。

3. 应用前景循迹小车作为一种智能机器人，具有广泛的应用前景。

在工业自动化领域，循迹小车可以用于物料搬运、装配线操作等任务；在仓储物流领域，循迹小车可以实现货物的自动分拣、运输等功能；在智能家居领域，循迹小车可以作为家庭服务机器人，提供家居清洁、送餐等服务。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了循迹小车的工作原理和应用前景。

循迹小车的循迹性能受到地面条件和光线影响，需要进一步优化。

在实际应用中，循迹小车可以广泛应用于工业自动化、仓储物流和智能家居等领域，为人们的生活和工作带来便利。

循迹小车设计报告学校：定西师范高等专科学校产品名称：循迹小车日期：二〇一一年八月十八日摘要：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AT89C51 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白色轨迹进行检测,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白色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。

循迹小车的电路系统包括电源模块、单片机模块、传感器模块、电机驱动模块。

一、工作原理：1.利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测路面上的轨迹将轨迹信息送到单片机2.单片机通过输入的信息分别控制小车左右两个电机的转速，用来控制小车的方向3.最终完成智能小车可以按照路面上的白色轨迹运行二、设计方案该车采用红外传感器对白色路面进行道路检测，把采集到的信号传给AT89C51单片机，AT89C51单片机根据收到的信号判断小车当前状态，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。

三、硬件模块设计：3.1 电源模块：电源采用自制直流稳压电源，通过对220V的交流电压的变压，整流、滤波、稳压，分别输出12V和5V的直流电压。

用来给小车各模块供给所需电压。

电源电路如图：3.2电机驱动模块：电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。

是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。

其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。

L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。

5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB 接控制使能端，控制电机的停转。

基于51单片机的循迹小车系统设计摘要80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

在生活中但凡涉及到自动控制的地方都会出现单片机的身影，单片机的应用有利于产品的小型化、智能化,并且能够提高生产效率.这里介绍的是如何用AT89C52单片机来实现小车的循迹功能，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。

本系统以设计题目的要求为目的,采用AT89C52单片机为控制核心，利用红外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，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，和寻光功能。

整个系统的电路结构非常简单,可靠性能很高。

实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

关键词：80C51单片机;电动小车；pwm调速；光电检测；自动调速系统Car tracking system based on microcontrollerAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer。

Its easily using and multi—function suffer large users。

In life，whenever it comes to automatic control of the local microcontroller will appear figure, microcontroller applications in favor of product miniaturization，intelligent，and can improve productivity. Here is how to use AT89C52 microcontroller to achieve the car tracking feature, which is designed to determine the combination of scientific research and design class topic.This system design requirements of the subject for the purpose of using AT89C52 microcontroller core，the use of infrared sensors to detect the black line on the road，the automatic tracking control of electric cars，fast low traffic speeds，as well as automatic parking, and can automatically record time ，mileage and speed, and look for the light function.The circuit structureof the entire system is very simple, very high reliability. The test results meet the requirements，the paper focuses on the hardware design and test results of the system analysis.Keywords:80C51 microcontroller；Electric car Pwm speed； A photodetector；Automatic Speed Control System。

巡迹小车实验报告摘要：1.实验背景与目的2.实验设备与材料3.实验步骤与方法4.实验结果与分析5.实验结论与展望正文：一、实验背景与目的随着科技的快速发展，智能小车在物流、仓储等领域的应用越来越广泛。

为了提高小车的路径规划和自主导航能力，研究者们开展了许多实验。

本次实验旨在通过设计一款具有自主寻迹能力的小车，验证其路径跟踪精度和速度，为进一步优化和应用提供参考。

二、实验设备与材料1.小车底盘：采用常见的Arduino 开发板和直流电机驱动，配以车轮组件；2.电子元件：包括Arduino 开发板、电机驱动模块、电池、开关、传感器等；3.软件工具：使用Arduino IDE 编程环境进行程序开发。

三、实验步骤与方法1.搭建小车底盘：根据电路图和设计方案，将电子元件连接到Arduino开发板上，并将电机驱动模块与车轮组件相连；2.编写程序：利用Arduino IDE 编写程序，实现小车的路径跟踪功能；3.测试实验：将小车放置在预设的轨迹上，运行程序，观察小车是否能准确地跟踪轨迹。

四、实验结果与分析实验结果显示，小车能够准确地跟踪预设轨迹，且路径跟踪精度和速度均达到了预期目标。

通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：1.小车底盘设计合理，能够满足路径跟踪的需求；2.程序设计有效，实现了小车的自主寻迹功能；3.实验结果表明，小车在实际应用中具有较高的可行性和可靠性。

五、实验结论与展望本次实验成功地设计并实现了一款具有自主寻迹能力的小车。

实验结果表明，小车具备较高的路径跟踪精度和速度，为进一步研究和应用提供了有力支持。

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：XXX2017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。

循迹小车实验报告循迹小车实验报告引言：循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人，能够根据环境中的光线变化来调整行进方向。

本实验旨在通过搭建一个循迹小车模型，探索其原理和应用。

一、实验材料和方法本次实验所需材料包括Arduino开发板、直流电机、光电传感器、电池组等。

首先，我们将Arduino开发板与直流电机、光电传感器等器件进行连接，确保电路正常。

然后，将循迹小车放置在一个光线变化较大的环境中，例如黑白相间的地面。

最后，通过编写程序，使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向，并实现自动循迹。

二、实验过程和结果在实验过程中，我们首先对光电传感器进行了校准，以确保其能够准确地感知光线的变化。

然后，我们编写了一段简单的程序，使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向。

当光线较亮时，循迹小车向左转；当光线较暗时，循迹小车向右转。

通过不断调试程序，我们成功实现了循迹小车的自动循迹功能。

在实验过程中，我们还发现了一些有趣的现象。

例如，当循迹小车行进到黑白相间的地面上时，光电传感器能够准确地感知到黑白色块的变化，并根据信号进行相应的调整。

这说明循迹小车的循迹原理基于光线的反射和吸收，具有一定的环境适应性。

三、实验结果分析通过本次实验，我们深入了解了循迹小车的原理和应用。

循迹小车通过光电传感器感知环境中的光线变化，从而判断行进方向，实现自动循迹。

这种智能机器人在工业生产、仓储物流等领域具有广泛的应用前景。

然而，循迹小车也存在一些局限性。

首先，其循迹能力受到环境光线的影响较大，当环境光线较弱或过强时，循迹小车的准确性会受到一定的影响。

其次，循迹小车只能在特定的地面上进行循迹，对于其他类型的地面可能无法正常运行。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择和调整。

四、实验总结通过本次实验，我们对循迹小车的原理和应用有了更深入的了解。

循迹小车作为一种基于光电传感器的智能机器人，具有自动循迹的功能，可以在工业生产、仓储物流等领域发挥重要作用。

寻迹小车摘要：以C8051F单片机作为微空机器，设计出一种寻迹小车，通过红外传感器检测黑带信号，利用单片机输出PWM脉冲控制两组直流电机正反转和转动的速度，使小车沿着还带行走。

关键词：寻迹，检测，传出信号。

1.方案论证与选择1.1电机驱动芯片的选择方案一：采用内部集成H桥式芯片L298驱动电路。

方案二：采用分立元件的H桥驱动电路。

由于采用内部集成H桥式芯片每一组PWM波用来控制一个电机的速度，而另外两个I/O口可以控制电机的正反转，控制比较简单，电路也很简单，一个芯片内包含有8个功率管，这样简化了电路的复杂性，所以采用方案一。

1.2传感器的选择方案一：采用发光二极管发光，用光敏二极管接收。

当发光二极管发出的可见光照射到黑带时，光线被黑带接收，光敏二极管检测到信号，呈现高阻抗，使输出端为低电平。

当发光二极管发出的可见光照射到地面时，它发出的可见光反射回来被光敏二极管检测到时，起阻抗迅速降低，此时输出端为高电平。

但是由于光敏二极管受环境中可见光影响较大，电路中的电压不太稳定。

方案二：利用红线发射管发射红线，红外线二极管进行接收。

采用四组红外光敏耦合三极管发射和接收红外信号，外面课见光对接收的信号影响较小。

接收的红外信号转化为电压信号经过LM393进行比较，产生高电平或低电平输出，信号返回给C8051F单片机.方案三：采用光敏电阻接收可见光检测。

四组光敏电阻用于检测可见光信号。

当光敏电阻检测到黑带时，输出端为低电平，当光敏电阻没有检测到黑带时，输出端为高电平，信号返回给单片机，通过单片机控制电机的转向。

光敏电阻易受环境的影响，电压稳定性较差。

综上比较，本设计才用方案二。

2.硬件设计2.1元器件明细表：(1) C8051单片机×1(2) 298带散热片×1(3) 7805带散热片×2(4) TCR5000 ×8(5) LM393 ×4(6)定位器×9(7) 1602显示屏×1(8)开关×1(9)电容：470uF ×110uf ×2104 ×4（9)电阻：EN4007 ×8150Ω×125.1K ×8200Ω×1(10)发光二极管×11(11)三极管×1(12)蜂鸣器×1(13)其他：导线，排线，排针，杜邦头，杜邦针2.2单元电路设计：2.11单片机最小系统电路2.12驱动电路2.13寻迹电路2.14电源电路2.15显示屏电路2.16蜂鸣器电路2.17指示灯电路VDD +5150VSS3、软件设计主控芯片为C8051F120，编程由C语言实现，程序流程如下：4.系统测试4.1单元电路的检测：4.11驱动电路的检测5V、12V、接地分别接好，使能1使能2接口接5V，A口接5V，B口接地，C口接5V,D口接地，然后用万用电表测01和02，03和04的输出电压是否为12V（可有小偏差），然后交换A,B接口，测01和02,03和04的输出电压是否反向，最后断开使能1和使能2接口，测01和02,03和04的输出电压是否为0V.4.12寻迹电路的检测先把电路接通，用照相机观察TCRT5000是否发光，再把万用表调到20V档位，正接线柱接输出，负接线柱接负极，看电压表示数是否5V（可有小偏差），用白纸挡上四个TCRT5000后，看电压是否有明显变化，最好低电压为1V以下。

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2、实物图2.1寻迹板（正面）2.2寻迹板（反面）2.3FPGA板2.4工装图五、项目模块1、寻迹模块寻迹板送过来的4路检测信号送到FPGA板，FPGA将此4路信号送出至4个LED灯显示状态（检测至黑线亮，否则灭）；同时将此4路信号送到单片机。

2、显示模块（1602液晶/数码管）显示模块可以采用1602液晶，也可采用数码管来显示。

2.1 小车启动小车启动时，显示“Start”/“1”。

2.2 小车左拐小车左拐时，显示“Left”/“2”。

竭诚为您提供优质文档/双击可除51循迹小车程序实验报告篇一：智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、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。

本次设计采用sTc公司的89c52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，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298n芯片和两个直流电机构成，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。

关键词智能小车单片机红外光对管sTc89c52L298n1绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。

在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。

2设计任务与要求采用mcs-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。

3方案设计与方案选择3.1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。

3.1.1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。

由于以前自己开发板使用的是ATmeL公司的sTc89c52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。

sTc89c52是一种低损耗、高性能、cmos八位微处理器，片内有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。

3.1.2传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。

阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。

方案二：使用光电传感器来采集路面信息。

竭诚为您提供优质文档/双击可除51循迹小车程序实验报告篇一：智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、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。

本次设计采用sTc公司的89c52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，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298n芯片和两个直流电机构成，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。

关键词智能小车单片机红外光对管sTc89c52L298n1绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。

在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。

2设计任务与要求采用mcs-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。

3方案设计与方案选择3.1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。

3.1.1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。

由于以前自己开发板使用的是ATmeL公司的sTc89c52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。

sTc89c52是一种低损耗、高性能、cmos八位微处理器，片内有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。

3.1.2传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。

阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。

方案二：使用光电传感器来采集路面信息。

一、实验目的1. 熟悉红外循迹传感器的工作原理和特点；2. 掌握红外循迹小车的搭建方法；3. 理解红外循迹小车的工作原理；4. 通过实验验证红外循迹小车的性能。

二、实验原理红外循迹小车是一种利用红外传感器检测地面颜色变化来实现循迹的小车。

红外循迹传感器主要由红外发射管和红外接收管组成。

当红外发射管发射的红外线照射到地面时，如果地面是黑色，红外线会被吸收，传感器接收到的光强会减弱；如果地面是白色，红外线会被反射，传感器接收到的光强会增强。

通过检测红外接收管接收到的光强变化，可以判断地面颜色，从而实现循迹功能。

三、实验器材1. 红外循迹传感器模块；2. 51单片机；3. 步进电机驱动模块；4. 电池；5. 电机；6. 连接线；7. 平面黑线；8. 平面白线；9. 实验平台。

四、实验步骤1. 搭建红外循迹小车电路：将红外循迹传感器模块、51单片机、步进电机驱动模块、电池、电机等连接起来，确保电路连接正确。

2. 编写程序：编写51单片机程序，实现对红外循迹传感器数据的读取、处理和电机驱动的控制。

3. 调试程序：将编写好的程序烧录到51单片机中，调试程序，确保小车能够按照预期循迹。

4. 实验验证：将小车放置在实验平台上，将地面铺设成黑线和白线交替的模式，观察小车是否能够按照黑线行驶。

五、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车能够按照地面上的黑线行驶，实现循迹功能。

2. 实验分析：（1）红外循迹传感器模块在接收到的光强变化时，会产生高低电平信号，通过读取这些信号，可以判断地面颜色；（2）51单片机根据红外循迹传感器模块的信号，计算出小车与黑线的距离，从而控制步进电机驱动模块，使小车按照黑线行驶；（3）在实验过程中，发现红外循迹小车的循迹性能与地面材质、光线等因素有关，需要根据实际情况调整红外循迹传感器模块的安装角度和距离。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了红外循迹传感器的工作原理和特点，掌握了红外循迹小车的搭建方法，并验证了红外循迹小车的性能。

小车走翘翘板摘要本次设计的简易智能电动车采用简单的人工智能技术，使用AT89C52作为小车的检测和控制核心。

根据题目设定的行进及具体要求，分别采用红外传感器进行寻迹行驶、黑带采集及变速行驶，采用霍尔元件对小车行驶过程中的速度进行测量，并在终点进行行驶路程的测量，采用直流减速电机对小车实行较精确定位，由LCD显示出各项功能知识。

由数码管进行行驶时间显示，由蜂鸣器及LED构成声光提示电路。

最后，小车的运行过程中的各种自动化过程由单片机通过编程实现。

关键词：AT89C52 红外传感器减速电机光电管霍尔元件一、方案比较1．轨迹探测模块设计与比较方案一：用光敏电阻组成光敏探测器。

光敏电阻的阻值可以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，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。

因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。

将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。

方案二：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，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。

单片机就是通过接收到的高低电平为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

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。

经测试，此种方法简单可靠。

经反复对比后，采用方案二。

1、控制电机方案比较方案一：利用步进电机的准确定长步进性能方便的实现调速和方向的偏转，且能准确的测量速度、路程以及时间，简化编程和硬件连接的工作量。

但是步进电机在与机械配合的小车改装上难度极大，非短时间所能完成。

该方案实现较困难。

方案二：用玩具小车上自带的双直流电机，只需对后轮电机进行简单改造，加上一个齿轮减速装置即可，两电机分别负责小汽车的驱动和转向的功能，依据外围红外反射传感器所采集到的信息可以补足直流电机定位不准的缺点，同时红外反射传感器的使用还能实现比较准确的寻迹行驶，用较好的控制算法及特色硬件来提高小车的整体性能，可具有很高的性能/价格比。

寻迹小车的设计与制作实训报告课程名称：C51程序设计EDA技术专业班级：应电0935班指导老师：方跃春谭刚林小组成员：黄春桥汤政孙巍明阳毅一、实训项目要求与目的实训要求：1、学会单片机的功能设计与任务分析，能进行不同功能模块的电路的设计和控制程序的编译。

2、掌握单片机软硬件系统和基于单片机的电子产品设计方法及简单人工智能的实现方法。

3、熟悉电子信息类企业项目完整的运作过程及管理规范，能制定单片机控制类电子产品的设计方案；具备团队协作能力、沟通能力、创新能力和组织能力。

实训具体内容：1、自行设计、制作寻迹电路板；2、采用所制作的寻迹电路板、控制板（即单片机_FPGA综合实训板）与实验室提供的小车车体（也可用自己的小车车体）搭建寻迹小车；3、编写C语言程序，使小车寻迹行驶和遇停止标志自动停止功能。

4、完成综合设计报告。

5、完成除寻迹行驶、遇停止标志自动停止功能之外的发挥功能（发挥功能考核时加分）。

二、方案设计（光敏电阻法）1、任务分析：寻迹小车是指制作的小车在地板白纸上循黑线前进，提供了两种常用寻迹检测电路设计方法，而我们采用的是光敏电阻法，采用二极管和光敏电阻，该方案的缺点就是易受到外界光源的干扰，有时检测不到黑线。

本次设计我们运用了前期做的FPGA板作为小车控制电路板，路面黑线检测使用的是光敏电阻检测法，通过单片机的作用控制小车的驱动模块，控制前进和转向。

遇到障碍物自动停下。

通过小组合作，完成各部分电路硬件系统的设计、制作和装配调试，如寻迹板的设计与制作，小车与各模块的搭建，软件系统设计如C语言程序代码的撰写，再做一个整的调试。

2、功能说明：寻迹电路检测黑线，利用光敏照到板上反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，导致光敏电阻值产生变化，通过电压比较器将光敏电阻变化量转变成脉冲量。

用单片机_FPGA板作为控制板，主要是根据寻迹信号控制前进方向和转向。

编写进C语言程序进行控制，直流电机驱动。

整个电路分为三部分，分为检测、控制、驱动。

实践设计报告（嵌入式技术实践二）学院：电气工程与自动化学院题目：基于51单片机的循迹小车专业班级：自动化131班学号：19学生姓名：***指导老师：***2014年6月30日目录第一章引言 (3)1.1 设计目的 (3)1.2 设计方案介绍 (3)1.3 技术报告内容安排 (3)第二章技术方案概要说明 (4)第三章硬件电路的设计 (5)3.1 单片机最小系统 (5)3.2 传感器电路 (5)3.3 电源电路设计 (6)3.4 舵机及电机驱动电路设计 (8)第四章软件系统的实现 (9)4.1 主程序设计 (9)4.2 程序设计 (9)第五章结论 (11)第六章致谢 (12)参考文献 (13)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，从而发出控制命令，控制舵机和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。

基于51单片机的循迹小车设计报告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、舵机控制模块。

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、舵机提供5V电压，对电机提供6V电压。

路径识别电路由2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。

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，逐步实现小车的导盲行走功能。

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：智能导盲小车采用后轮驱动，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器，当小车左边的传感器检测到黑线时，说明小车车头向右边偏移，这时主控芯片控制左轮电机减速，车体向左边修正同理当小车的右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机减速，车体向右边修正当黑线在车体的中间，中间的传感器一直检测到黑线，这样小车就会沿着黑线一直行走。

可编辑修改精选全文完整版创新制作循迹小车制作报告班级：学号：姓名：一、设计方案路面检测模块电路检测路面信息，区分黑色与白面，并形成相对应的高电平与低电平提供给单片机；单片机对路面循迹模块提供的高低电平进行分析，并形成相应的对策（直行、左转、右转和停止等），并将其转化成对应的电压输出给电机驱动模块；电机驱动模块根据单片机提供的电压信号驱动对应的电机，得到与对策相同的执行动作；电源模块电路为三个模块提供所需要的电。

电路框图如下图所示：电路框图二、路面检测模块工作原理一对光电开光的发射管不停的发射红外光，经过路面发射回来的被接受管接收到。

因为白色路面和黑线对光的反射不同，所以正对白色路面的光电对管的接收管接收到更多的红外光，而正对黑线的光电对管的接收管收到较少的红外光。

经过光电开关的接收电路将接收到红外光的多少转化为正相关的电流大小，并进一步转化成接收电路的输出电压（A点电压）的较小值和较大值。

输出电压的较小值和较大值进一步与一个居中的基准电压分别进行比较，对应比较器的输出端（C点）分别为高电平还是低电平，并进一步输出给单片机，同时对应指示发光管的不亮与亮。

路面循迹模块电路如下图所示：D1路面循迹模块电路三、单片机最小系统单片机最小系统包括了时钟电路和复位电路。

时钟电路为单片机工作提供基本时钟，复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。

单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号下严格地按时序进行工作。

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。

时钟信号的产生是在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。

只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自己振荡器。

复位电路由一个按键、电解电容和电阻组成，它是使CPU 和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

设计报告课程：机器人工程设计名称：智能循迹小车小组成员：学号：专业：机械电子工程日期： 2012/2/5指导老师：成绩：1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小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1-1所示。

图1-1 系统方案方框图2.系统设计方案2.1小车循迹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。

2.2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、直流电压电源模块、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2-1 所示。

图2-1控制系统的结构框图主控制电路模块：用STC89C52单片机、复位电路，时钟电路其他模块见表2-1所示。

表2-1 其他模块构成电机及驱动模块寻迹传感模块电源模块电机驱动红外发射/接受头6V直流电直流电机LG9110 5号电池两个两个两对四个3.系统方案3.1 寻迹传感器模块本寻迹采用简单的红外探头。

白色的为红外发射探头，通电后连续的发射红外光线；黑色的为红外接收探头，接受反射回来的红外光线。

当寻迹时，红外接收头接收到黑线反射的红外光，电阻变小，对应P1端变为低电平。

将信号送入单片机进行处理。

3.2控制器模块采用STC89C52单片机作为主控制器。

它是一个低功耗，高性能的8 位单片机，片内含32k 空间的可反复擦写100,000 次Flash 只读存储器，具有4K 的随机存取数据存储器（RAM），32 个I/O口，2个8位可编程定时计数器，且可在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。

基于51单⽚机的蓝⽛循迹⼩车51单⽚机课程设计做了辆蓝⽛⼩车，下⾯是对课程设计内容的⼀些总结基于51单⽚机的蓝⽛循迹⼩车硬件模块L298N具体如图所⽰:⼯作原理简介：可以直接驱动两路 3-16V 直流电机，并提供了 5V 输出接⼝（输⼊最低只要 6V），可以给 5V 单⽚机电路系统供电。

输⼊电压最好是7v以上，输⼊电压低了会导致⼀系列问题，在后⾯有具体实践总结具体应⽤：可以⽅便的控制直流电机速度和⽅向，也可以控制 2 相步进电机，5 线 4 相步进电机。

管脚应⽤可以参考如图所⽰：①板载5V输出使能：如果跳线帽接上，则5v端⼦可以输出电压，若跳线帽没有街上，则12v输⼊端⼦没有作⽤，只能5v输⼊⼝输⼊（如果不接上直接废了，5v 输⼊基本不能使电机模块正常⼯作）②AB通道使能：端⼦接在上⾯表⽰AB通道⼀直保持⾼电平，处于使能状态，并且电压和5v输⼊端⼝电压相同；若处于没有使能状态，直接影响到输⼊端，让其⽆法⼯作！③单⽚机IO控制输⼊ + 马达AB输出 ：顾名思义，四个IO输⼊端⼝和单⽚机四个IO⼝相连，然后通过电机驱动模块（双H桥电路）马达AB输出，以获得更⼤的驱动直流减速电机的能⼒，带动电机转动！B站直接搜L298N电机驱动模块，有视频详情介绍问题以及解决⽅案下⾯是⼀些使⽤L298N驱动电机的⼀些问题以及解决⽅法总结问题：1.直流减速电机不能正常转动，⼀个轮⼦只能单⽅向转动2.使能端⼝帽摘下来后，pwm信号输⼊问题3.供电问题解决：1.起初⽤4节南孚电池供电，⽤万⽤表测电压⼩于4.8v（电池快没啥电了），更换四节电池后⽤万⽤表测得4.9v+，上⾯出现的问题解决了2.输⼊端电压⼩于7v（⽤得四节南孚电池6v不到供电），使能电压和5v输⼊端⼦的电压相同，经测量5v端⼝电压只有3.8v左右，故使能电压就只有3.8v左右了，对PWM输出使能有⼀定影响3.L298N电机驱动中有稳压降压模块，如果供电⾜够⼤（⼤于7v），那么稳压降压模块会发挥作⽤，使得5v输⼊端⼦、使能端⼦、马达电机都能有稳定的5v⾼电平输出。