毕业论文（设计）论文题目：自动寻迹、避障智能小车设计
学生姓名：XXX
学号：XXXX
所在院系：电气信息工程学院
专业名称：电子信息科学与技术
届次：XXX
指导教师：XXX
淮南师范学院本科毕业论文（设计）
诚信承诺书
1.本人郑重承诺：所呈交的毕业论文（设计），题目《
》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容；
2.毕业论文（设计）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源；
3. 毕业论文（设计）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；
4.本人已被告知并清楚：学院对毕业论文（设计）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业论文（设计）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；
5.若在省教育厅、学院组织的毕业论文（设计）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应责任。
学生（签名）：
日期：年月日
目录
1 绪论 (2)
1.1 课题研究的背景 (2)
1.2 课题研究的主要内容 (3)
2 系统方案确定及主要元件的选择 (3)
2.1 系统方案确定 (3)
2.2 主要元件的选择 (4)
3 系统硬件部分设计 (6)
3.1 主控器AT89C51 (6)
3.2 复位电路 (8)
3.3 时钟电路 (9)
3.4 寻迹模块 (9)
3.5 避障模块 (10)
3.6 声控模块 (11)
3.7 H桥电机驱动 (11)
3.8 电源模块 (13)
3.9系统的整体电路 (13)
4 系统软件部分设计 (14)
4.1 系统使用的软件简介 (14)
4.2 软件调试平台 (15)
4.3 系统程序流程设计 (17)
4.4 系统仿真实现 (17)
结论 (20)
参考文献 (20)
自动寻迹、避障智能小车设计
学生：XX(指导教师：XX)
(淮南师范学院电气信息工程学院)
摘要:智能小车是移动式机器人的重要组成部分，本设计通过实时检测各个模块传感器的输入信号，利用红外对管检测黑线实现寻迹,通过光电传感器实现避
障，采用存储空间较大的AT89C51作为主控制芯片，小车电机驱动采用L298N
芯片，根据内置的程序分别控制小车左右两个直流电机运转，实现小车自动
识别路线，能较有效的控制其在碰上障碍物时能转弯角度及寻迹行驶。且添
加可声控模块，实现对小车的声音控制。本设计结构简单，较容易实现，在
一定程度上体现了智能化的科技。
关键词：智能小车；AT89C51；光电传感器；L298N
Design of smart car for Automatic tracking,obstacle
avoidance
Student: XXX(Faculty Adviser：XXX)
(College of electrical and Information Engineering, Huainan Normal University) Abstract:Intelligent vehicle is an important part of mobile robot, the design of each module through the input signal real-time detection sensor, the detection line to realize
tracing by using infrared, photoelectric sensor to achieve obstacle avoidance, use
large storage space AT89C51 as the main control chip, motor vehicle driver using
L298N chip, respectively, to control the car about two DC motor with built-in
procedures, to achieve automatic car identification route, can the hit obstacles can
turn angle and tracing running effectively controlled. And add sound control module,
the realization of the voice control car. The design has simple structure, easy
realization, to a certain extent intelligent technology.
Keywords: Smart car; AT89C51; Photoelectric sensor; L298N
1 绪论
1.1 课题研究的背景
从工业革命开始，人们就开始了机器人的研究发展，近一个世纪机器人在机械领域，电力电子，冶金，交通，航空航天，国防事业等多方面得到了迅猛的发展。智能化机器人的不断发展，使得人们的生活方式也得到了不断的改善。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。
目前，在不断改进生产技术，不断提高自动化技术的环境下，智能车的发展得到了空前的发展，且已在众多行业中得到广泛应用，智能车及相关产品的开发已日渐成熟。而且，在世界经济多元化的环境下，很多国家都在积极开展研究和开发智能车。在二十世纪高新技术不断发展的时代，移动机器人是成为机器人技术的一个重要分支[1]。从1966年开始，斯坦福研究院Nils Nilssen和charles Rosen等人经过6年的研究，终于开发出一种自主式的移动机器人，且完成了机器人系统的自主推理、规划和控制。自此时以来，从无到有的移动机器人产生了，伴随着智能车数量的不断增加，移动机器人越来越受到人们的关注，且人类的生活水平也得到了一个提升。
一个拥有感知环境、规划决策，自动驾驶等功能的综合系统，构成了今天的智能车。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[2]，是典型的高新技术综合体。在原有车辆系统的基础上，智能车添加了一些高新智能技术设备，如1）用于完成来自外部传感器所获取的道路信息的预处理、分析、识别等工作的计算机处理系统;
2）传感器，用来获得道路实时状况信息的智能车眼睛;
随着微电子技术的不断发展，单片机不但集成程度越来越高，已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、A／D 转换器、D／A 转换器等多种电路，而且体积越来越小，功耗越来越低，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统[3]。这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，目前的机器人技术发展异常迅速，已经出现了各种各式的用于各种用途的机器人了，机器人的设计与制造已经不是很高难度的事情了，已经具有普及性了。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践的过程中，
熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用算法实现小车的智能控制。灵活的运用所学的相关学科的理论知识，结合实际电路设计的具体实现方法，达到理论和实际的统一。在此过程中，加深对理论知识的理解和认识。且该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、娱乐等许多方面。尤其是在玩具机器人研究方面具有很好的发展前景[4]。所以本设计与实际相结合，现实意义很强境感知、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、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
1.2 课题研究的主要内容
其实智能车，就是一个机器人，其可以分为三大结构：传感器检测、机械执行、中央处理器。智能车通过感知导引线和障碍物，可以实现自动循迹、避障等功能，且可以通过一套完整的控制策略，改善小车的行驶状况，达到更加稳定的状态。
要完成上述的功能设计，传感检测部分可以采用能够感知清晰的图像的摄像头，或者选用人们常用的红外传感器来感测路况。而智能小车的机械部分，可以采用四轮车（带有舵机）、或者三轮车（前轮为万向轮），电机则只需使用直流电机即可。对于主控芯片CPU，我们选择简单易用的51单片机或高级复杂额ARM等芯片，通过配合软件编程，可以很好的实现自动寻迹、避障的功能。
2 系统方案确定及主要元件的选择
2.1 系统方案确定
本次设计的智能小车实现的基本功能如下：
❖实时检测路径，并按照指定路线行驶；
❖实时检测障碍物，并躲过继续行驶；
❖通过声音传感器，来对小车实现声控；
为此以AT89C51为主控芯片，主要包括避障模块、电源模块、声控模块、电机驱动模块等，系统框图如图2.3所示。通过寻迹及避障传感器来采集周围环境信息来反馈给CPU，通过主控的处理，来控制电机的运转，从而实现寻迹与避障，达到智能行驶。且本设计添加了声控效果，通过声音传感器来对小车发出指令，让其行驶与停止。
为了能够更好地完成本次设计任务，我们采用三轮车，其前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万
象轮，起支撑的作用，并通过软件程序控制，与硬件架构相结合，从而实线自动寻迹、避障的功能。
图2.1 系统总体框 2.2 主要元件的选择
2.2.1 主控器
按照题目要求，控制器主要用于控制电机，通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理，并将处理信号传输给控制器，然后控制器做出相应的处理，实现电机的前进和后退，保证在允许范围内实线寻迹避障。
方案一：可以采用ARM 为系统的控制器，优点是该系统功能强大，片上外设集成度搞密度高，提高了稳定性，系统的处理速度也很高，适合作为大规模实时系统的控制核心。而小车的行进速度不可能太高，那么对系统处理信息的要求也就不会太高。若采用该方案，必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。
方案二：使用51单片机作为整个智能车系统的核心。用其控制智能小车，既可以实现预期的性能指标，又能很好的操作改善小车的运行环境，且简单易上手。对于我们的控制系统，核心主要在于如何实现小车的自动控制，对于这点，单片机就拥有很强的优势——控制简单、方便、快捷，单片机足以应对我们设计需求[5]。51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，功耗低、体积小、技术成熟，且价格低廉。
综合考虑，本设计选择选用AT89C51单片机做控制器。
2.2.2 供电单元
方案一：采用单电源供电，通过单电源同时对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少机身的重量，操作简单，其缺点是，这样会使单片机的波动变大，影响
AT89C51
单片机主控芯片
声控模块
机械设施
传感器采集 电源模块
单片机的性能，稳定性比较弱。
方案二：采用双电源供电，通过两个独立的电源分别对单片机和直流电机进行供电，此方案的优点是，减少波动，稳定性比较好，可以让小车更好的运作起。
2.2.3 驱动电机选择
方案一：采用直流电机，优点在于硬件电路设计简单。当外加额定直流电压时，转速几乎相等，调速性能较好，且性价比高。对于小车的行驶，能够很好的控制。
方案二：采用步进电机，步进电机可以实现精确的转角输出，只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动，便于控速，但是软件程序的编写较直流电机稍显复杂。
表2.1 电机性能对比
对比项直流电机步进电机
调速性能较好较差
位置控制精度较差好
控制难易程度简单较难
价格低中
综合考虑，本智能车设计决定采用直流电机作为智能车的动力电机。
2.2.4 电机驱动器
方案一：如果电机的开启和关闭控制通过继电器的来控制的话，该方案的优点是电路较简单的[6]，但响应速度很慢，且易损坏，使用寿命短，可靠性不是很高。
方案二：采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。但数字电阻元件比较昂贵，且电阻网络实现的调速很有限。更主要的问题在于一般的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅回降低效率，而且实现很困难。
方案三：采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路
结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的H型桥式电路(如图2.2)。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速，这是一种普遍使用的PWM技术。该电路由于在饱和截止模式下工作，效率很高，H桥电路保证速度和方向的简单控制。
图2.2 H型桥式电路
H桥电路的调速特性好，且调速范围宽，过载能力强，且能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转。因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。
2.2.5 传感器
本设计外围传感部分采集包括三大部分：寻迹部分，声音部分，避障部分。寻迹采用红外对管ST188，其采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体组成，采用非接触式检测方式，且检测距离可调范围较大。避障采用集成模块E18-D50NK，声音传感器则采用由电压比较器LM393及驻极体话筒构成的声音传感器模块。
3 系统硬件部分设计
3.1 主控器AT89C51
AT89C51单片机拥有4K bite ROM(Read Only Memory），且具有低电压、高性能8位微处理器的工作特性[7]。
单片机中的EEPROM存储器可以循环擦写100次。该装置选用了Atmel的高密度
非易失性存储器制造技术制造，兼容现代MCS-51工业标准的指令集和输出管脚。TMEL 公司的89C51是一种高效的微控制器，因其将8位CPU和FLASH存储器组合在一个芯片中，故其简单、方便、易使用。89C2051单片机是它的一种精简版。89C单片机制造成本低，且灵活度高，故被广泛应用于嵌入式控制系统中。
1
图3.1 AT89C51单片机
AT89C51实物图和引脚图如图3.1，其主要特性如下表3.1：
表3.1 AT89C51特性
AT89C51主要特性
1 兼容MCS-51的指令集和输出管脚
2 拥有4Kbite可编程可擦除只读存储器
3 可循环擦除/写入1000次
4 10年的数据保留时间
5 全静态工作频率0Hz-24MHz
6 三级程序存储器锁定
7 128×8位内部RAM
8 32可编程I/O线
9 两个16位定时器/计数器
10 5个中断源
11 可编程串行通道
1引用网络图片
12 闲置和掉电模式-低功耗
13 拥有片内振荡器和时钟电路
由于AT89C51单片机要能正常工作必须要有时钟和复位电路等构成单片的最小运行环境，为此本系统的最小控制电路如图3.2所示：
图3.2 单片机最小系统
3.2 复位电路
在单片机系统中，复位电路是非常关键的，当程序跑飞（运行不正常）或死机（停止运行）时，就需要进行复位。MCS-5l 系列单片机的复位引脚RST（第9 管脚）出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST一直保持高电平，那么单片机就无限循环复位[8]。
复位模式基本包括上电自动复位和开关复位。这两种复位方式如图3.3所示,在上电瞬间，电容两端电压不能突变，且电容负极和reset相连，此时电压全部加在电阻上，rest 引脚电压为高电平，芯片复位。随后，5V电源开始给电容充电，电阻上的电压逐渐降低至接近0V，芯片正常工作。
图3.3 复位电路图3.4 晶振系统
在并联电容器两端的复位按钮，在复位按钮不压在电路上电复位芯片，在正常工作时，按下按钮，RST引脚的高水平，手动复位的效果。复位按钮并联在电容的两端，当复位按钮未被按下的时候电路实现上电复位，在单片机正常工作后，通过复位按钮使RST引脚出现高电平，达到复位的效果。通常，在RST引脚上输入10ms以上的高电平，就可以使单片机复位[9]。图中所示的复位电阻和电容只是常用值，实际可以根据需要采用同一数量级的电阻和电容代替。
3.3 时钟电路
时钟电路是用来产生AT89C51单片机工作时所必须的时钟信号，AT89C51本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，AT89C51在唯一的时钟信号的控制下严格的按时序执行指令进行工作，时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。通常时钟由于两种形式：内部时钟和外部时钟[10]。
我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号，如图3.4所示。AT89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器。
电路中的C1、C2的选择在30PF左右，但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。晶振频率为在1.2MHZ~12MHZ之间，频率越高单片机的速度就越快，但对存储器速度要求就高。为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO电容，采用的晶振频率为12MHZ。
3.4 寻迹模块
小车循迹，我们通常采用红外检测的方法，红外检测法是通过黑线和白色对红外线
的吸收效果不同，当红外光线射到白色底板时，会发生漫反射反射到智能车的接受管上，而射到黑线则会被吸收不会产生发射，智能车红外接收管就接收不到。故，整个智能车通过红外接收管是否接收到红外线来判断黑线和白线的[11]，从而实现循迹。但需要主要的是，红外传感器的检测距离有限，一般在3cm之内。红外光电传感器由1个红外发射管（发射器）和1个光电二极管（接收器）所构成。
本次设计，红外光电传感器我们采用是的ST188，其是由发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管构成，它使用的非接触式检测方式，且检测距离范围较大，一般为4~13mm。
寻迹传感器红外光电对管ST188实物及内部结构图如下图所示：
图3.5 ST188结构与实物图
3.5 避障模块
本设计避障模块选用的是集成模块E18-D50NK，该传感器是一中红外光电管。这是一种集发射与接收于一体的光电式传感器，其检测距离可以根据我们的需要进行调节。
此传感器探测距离远，抗干扰性强，且价格低廉，容易使用，已在机器人行业中得到广泛应用，是我们避障功能设计的最佳选择。该传感器实物图如图3.6：
图3.6 E18-D50NK传感器图3.7 声音传感器该传感器原理：前方无障碍输出高电平(1)，有障碍输出口（黄色）电平会从高电平变成低电平(0)，工作原理已经标在图上了。背面图有一个电位器可以调节障碍的检测距离。
3.6 声控模块
通过声音传感器（如图3.7）检测当前是否有语音命令，来控制小车的行驶与停止，从而达到声控的效果。声音传感器的阈值，我们可以通过人工设置，来调节阈值的大小，从而降低外界的干扰，保证系统的正常检测。
3.7 H桥电机驱动
图3.8中所示为一个典型的直流电机控制电路。因其形状酷似H字母，故人们称其为“H桥驱动电路”。H桥驱动电路，由4个三极管和一个电机构成[12]。只有导通对角线上成对的三极管，才能使电机正常运转。
图3.8 H桥驱动电路
根据不同三极管对的导通情况，电流的流向也不同，可能从左至右，也可能从右至左，由于流过电机的电流方向的不同，故电机的转向也会不同。
如图3.9所示，当Q1管和Q4管这对三极管导通时，电流则会由电源正极经Q1从左向右流过电机，最好经Q4回到电源负极。如图中电流指向所示，此流向的电流则会驱动电机沿顺时针方向转动。若Q2和Q3这条对角线上的三极管导通时[13]，电流从右向左流过电机，此时则会驱动电机沿另一方向转动。
图3.9 桥电路驱动电机顺时针转动图3.10 H桥驱动电机逆时针转动
而L298N内部集成了H桥式驱动电路，从而我们采用L298N电路来驱动电机。通过单片机给予L298N电路PWM信号来控制小车的速度，起停，保证小车的循迹、避障等功能，为整个小车的运行垫底基础。其引脚图如3.11驱动原理图如图3.12。
图3.11 L298N引脚图
图3.12 电机驱动电路
3.8 电源模块
本设计需要双5V电源为整个系统供电，电源模块以芯片LM7805为核心设计成输出+5V直流电压的稳压电源电路。
该电源模块是有电源变压器变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。电源变压器将交流220V变为9V左右交流电压，然后通过整流桥将交流电变为脉动的直流电压。由于此脉动直流电压还包含较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，C13、C14分别为输入端和输出端滤波电容，并利用三端稳压集成芯片LM7805进行稳压[14]，当输出电较大时，7805应配上散热板。
具体电路如下图所示：
图3.13 7805稳压电源
3.9系统的整体电路
通过以上各个单元模块电路设计，综合起来得到本次设计的系统整体电路图如下图所示。
图3.14 整体电路图
4 系统软件部分设计
4.1 系统使用的软件简介
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）[15]。它具有强大的EDA工具软件的仿真功能，且还具有仿真单片机及其他外围器件的功能。目前，最好的仿真单片机及外围器件的工具就属Proteus。在近几年，Proteus软件在国内得到广泛推广，受到来自各界人士的青睐。
Proteus具有以下优势：
❖丰富的器件库：27000种以上的元器件，可以很容易地创建新元件；
❖搜索器件智能化：通过模糊搜索，即可快速找到我们所需的器件；
❖智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单、快速，大大节约绘图时间；
❖支持总线结构：使用总线器件、总线布线使电路设计简明明了；
❖输出高质量的图纸：通过个性化设置，生成印刷质量的BMP图，可以很容易地提供给Word，PowerPoint和其他文件所使用。
❖完善的电路仿真功能、单片机协同仿真功能、实用的PCB设计平台；
它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应[16]。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。
4.2 软件调试平台
Keil for C51是美国Keil Software公司出品的C语言软件开发系统[17]。在功能上、结构性、可读性、可维护性上，相比与汇编，C语言都具有明显的优势，故易学易用，在国内外得到广泛使用。。Keil提供了一个完整的开发环境，其中包括C编译器、宏汇编器、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。如果你用C语言编程，那么Keil将是你最好的选择，即使不用C语言而选用汇编语言编程编程，其易于使用的软件仿真环境以及强大的综合调试工具也会使你事半功倍。
C51开发中除必要的硬件外，同样离不开软件。一般，我们通过机器汇编，把我们写的源程序变为C51可以执行的机器码。此外还有一种较为繁琐的方法，那就是手工汇编。伴随着C51开发技术的不断提升，现在已不再使用汇编语言来开发，而是开始使用高级语言来开发。目前，针对最流行C51开发项目，研发出了Keil for 51软件平台和支持在线调试的串口烧写。
Keil编译步骤如下：
1）在Keil系统中，每做个独立的程序，都视为工程（或者叫项目）。首先从菜但的“工程”中“新建工程...”，建立我们将要做的工程项目。
2）Keil环境要求我们为Test 工程选择一个单片机型号；我们选择Atmel 公司的89C51。“确定”后工程项目就算建立了。如图4.1所示:
图4.1 Keil MCU选型
3）立了工程项目，肯定要实施这个工程，现在就为工程添加程序。点击“文件”中的“新建”，新建一个空白文档；这个空白文档就是让我们编写单片机程序的场所。在这里你可以进行编辑、修改等操作。
4)根据题意，在文档中写入下列代码；最后编译调试，生产HEX文件,如图4.3。
5)通过51单片机的下载软件下载生成的HEX文件，就可以运行了。
图4.2 HEX文件的生产
基于51单单片机的自动循迹 小车毕业论文 目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 1 绪论 (3) 1.1 研究背景 (3) 1.2 自动循迹小车的国外研究现状 (3) 1.3 本课题设计的主要工作及结构安排 (4) 2 自动循迹小车系统方案设计 (5) 2.1 自动循迹小车基本原理 (5) 2.2 总体方案设计 (5) 2.2.1 系统总体方案的设计 (5) 2.2.2 方案选择与论证 (5) 3 系统硬件设计 (8) 3.1 自动循迹小车硬件设计 (8) 3.2 单片机控制器模块设计 (8) 3.3 稳压电路模块 (10) 3.4 电动机驱动模块 (12) 3.5 循迹电路设计 (13) 4 系统软件设计 (15) 4.1 系统软件流程图 (15) 4.2 程序设计 (16) 4.2.1 计时程序设计 (16) 4.2.2 主程序设计 (16) 5 系统扩展 (18)
5.1 避障功能扩展 (18) 5.2 遥控功能扩展 (19) 6 系统调试 (21) 结束语 (23) 参考文献 (24) 附录A 总电路图 (25) 附录B 仿真电路图 (26) 附录C 小车实物图 (27) 附录D 循迹避障遥控源程序 (28) 1 绪论 1.1 研究背景 目前，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，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务如物料运输和装卸等，可采用智能循迹小车完成相应的任务。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，以轮子作为移动机构、能够实现自主行驶的机器人，我们称之为智能小车，又称轮式机器人，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。在工业生产中，可以代替人类完成恶劣环境下的货物搬运、设备检测等任务；在军事上，可以在危险地带代替人类完成侦查、排雷等任务；在民用上，可以作为导盲车为盲人提供帮助；在科学研究方面，可以代替人类完成外星球勘探或者矿藏勘探等。因此对智能小车的研究具有非常大的意义。 1.2 自动循迹小车的国外研究现状 国外智能小车始于上世纪50年代，它的发展历程大致可以分为以下三个阶段：第一阶段：1954年美国Barrett Electronic公司研究开发出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
单片机的应用与开发 智能循迹避障小车 作者：*** 摘要：利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。 关键词：智能小车STC89C52单片机 L298N 红外对管 第一章绪论 1.1单片机的简介 一．微型计算机（Single Chip Microcomputer） 微型计算机的主要特点：CPU集成于一个芯片中。 单片机（Micro Controller Unit）是把组成微型计算机的各功能部件：CPU、RAM、ROM、定时/计数器、中断控制器、并行和串行接口均集成在一个芯片中。其一个芯片就构成了一个比较完整的计算机系统。 微型计算机与单片机是微电子领域的两个分支。微型计算机的特点是运算速度快、存储容量大，适合于信息管理、科学计算等领域；而单片机的特点为体积小、价格低，适合于仪器、设备的控制，常常嵌入到仪器、设备中。故单片机也称作微控制器（Microcontroller）。 二．单片机的生产与发展 （1）.单片机的生产： 目前世界上单片机的生产公司有上百家，如Intel、Philips、Microchip、Motorola、Siemens、NEC、AMD、Zilog、TI、Atmel等。但在国内广泛应用的只有Intel 系列和Microchip PIC系列， （2）.单片机的发展： 第1阶段（1976~1980）：单片机发展初级阶段。集成了8位CPU、RAM、ROM、定时器、并行口（无串行口）等部件，但性能低，寻址范围小（≤4KB），中断系统、定时器也简单。典型机型：Intel MCS-48系列。 第2阶段（1980~1983）：高性能单片机阶段。此阶段的单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统，多个16位定时/计数器，片内ROM、RAM的容量加大，寻址范围达64KB。典型机型：Intel MCS-51系列。 第3阶段（1983~80年代末）：16位单片机和高性能8位机并行发展阶段。此阶段Intel推出16位单片机MCS-96系列，其他公司也推出了各种16位单片机。同时高性能8位单片机的性能更为完善。 第4阶段（90年代）：单片机在集成度、功能、速度、可靠性等方面全面发展，如采用Flash ROM，加入了一些特殊功能部件（AD转换器，
自动避障循迹小车毕业论文 自动避障循迹小车毕业论文 目录 1 绪论 (1) 1.1智能小车的研究与意义 (1) 1.2智能小车的现状 (3) 1.2.1国外移动机器人研究 (3) 1.2.2国移动机器人的状况 (4) 1.2.3小车避障现状综诉 (4) 1.2.4智能小车的现状 (4) 1.3论文研究容与主要结构 (5) 1.3.1基于单片机控制的智能循迹避障小车 (5) 1.3.2文章主要结构 (5) 2 方案选型设计 (6) 2.1车体设计 (6) 2.2电机驱动设计 (6) 2.2.1电机选择 (6) 2.2.2驱动选择 (7) 2.2.3H桥式电路工作原理 (9) 2.2.4PWM调速技术 (9) 2.3循迹模块 (9) 2.3.1光电传感器的工作原理 (9) 2.3.2光电传感器的分类和工作方式 (9) 2.3.3光电传感器的选择 (10) 2.4避障模块 (11) 2.4.1超声波测距的原理 (11) 2.4.2超声波传感器的分类 (12) 2.4.3超声波测距特点 (12) 2.4.4超声波模块选择 (13)
2.5显示模块 (14) 2.5.1数码管的结构及工作原理 (14) 2.5.2数码管的选择 (15) 2.6控制系统模块 (15) 2.6.1单片机的发展 (15) 2.6.2AT89C52单片机的简单介绍 (17) 2.7电源模块 (17) 3 硬件设计 (18) 3.1总体设计 (18) 3.1.1小车总体概述 (18) 3.1.2小车总体设计框图 (19) 3.2驱动电路设计 (19) 3.3信号检测模块电路设计 (21) 3.3.1循迹模块信号检测电路 (21) 3.3.2壁障模块和显示信号检测电路 (22) 3.4显示模块电路设计 (24) 3.5主控电路设计 (27) 3.5.1单片机最小系统设计 (27) 3.5.2主控电路图 (30) 4 软件设计 (31) 4.1主程序设计 (31) 4.1.1主程序框图 (31) 4.1.2主程序流程图 (32) 4.2循迹模块程序设计 (33) 4.3显示模块程序设计 (33) 4.4避障模块程序设计 (34) 5 制作安装与调试 (35) 5.1小车的安装 (35) 5.2小车的调试 (35) 5.3智能小车的功能 (36)
毕业论文（设计）论文题目：自动寻迹、避障智能小车设计 学生姓名：XXX 学号：XXXX 所在院系：电气信息工程学院 专业名称：电子信息科学与技术 届次：XXX 指导教师：XXX
淮南师范学院本科毕业论文（设计） 诚信承诺书 1.本人郑重承诺：所呈交的毕业论文（设计），题目《 》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容； 2.毕业论文（设计）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源； 3. 毕业论文（设计）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况； 4.本人已被告知并清楚：学院对毕业论文（设计）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业论文（设计）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5.若在省教育厅、学院组织的毕业论文（设计）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应责任。 学生（签名）： 日期：年月日
目录 1 绪论 (2) 1.1 课题研究的背景 (2) 1.2 课题研究的主要内容 (3) 2 系统方案确定及主要元件的选择 (3) 2.1 系统方案确定 (3) 2.2 主要元件的选择 (4) 3 系统硬件部分设计 (6) 3.1 主控器AT89C51 (6) 3.2 复位电路 (8) 3.3 时钟电路 (9) 3.4 寻迹模块 (9) 3.5 避障模块 (10) 3.6 声控模块 (11) 3.7 H桥电机驱动 (11) 3.8 电源模块 (13) 3.9系统的整体电路 (13) 4 系统软件部分设计 (14) 4.1 系统使用的软件简介 (14) 4.2 软件调试平台 (15) 4.3 系统程序流程设计 (17) 4.4 系统仿真实现 (17) 结论 (20) 参考文献 (20)
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。这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，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80C51单片机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，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，自动寻迹和寻光功能。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，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。 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）新型显示芯片的采用。 关键词：80C51单片机；光电检测器；PWM调速；电动小车。
ABSTRACT 80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: (1) Reduce the speed by program the engine； (2) Efficient application of the sensor; (3) The adoption of the new display chip. Key words:80C51 single chip computer; light electricitydetector; PWM speed adjusting;Electricity motive small car.
摘要 本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。该技术已经应用于无人驾驶机动车，无人工厂，仓库，服务机器人等多种领域。 本设计采用STC89C52单片机作为小车的控制核心；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；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，其中软件系统采用C程序，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。 关键词：单片机；自动循迹；驱动电路
Abstract This paper discusses the intelligent tracing electric trolley control process. Automatic tracing is used to make the car indentify route automatically , and choosing the right route, based on the automatic guide robot system. Intelligent tracing electric trolley is an advanced technology to realize automatic tracing navigation. It is out of human management but under the designed mode that use of the use of a transducer, single chip, motor drive and automatic control .This technology has been applied in unmanned vehicle, unmanned factory, warehouse, service robot and many other fields. During the design of Intelligent tracing electric trolley, STC89C52 single clip is used as the control core; at the same time with TCRT5000 reflective infrared transducer switch to identify the black guide line at the central of the white road, which used as the car tracing module, it can gather the signal and transfer it into digital signal that can be recognized by single chip. And the driving chip L298N constitute the double H bridge constitute of driving chip L298N can control direct current motor. Among which the software system is using C program. In a nutshell, the design of the circuit has the advantages of simple structure, easy implementation, and high reliability. Key words：single chip microcomputer; automatic tracing; driving circuit II
中国矿业大学 本科生毕业设计 姓名：**** 学号： *** 学院：徐海学院 专业：自动化 设计题目：自动避障循迹小车 专题： 指导教师： ** 职称：教授 ** 2012 年 6 月徐州
中国矿业大学毕业设计任务书 专业年级**学号**学生姓名 ** 任务下达日期：** 毕业设计日期：** 毕业设计题目： 自动避障循迹小车 毕业设计主要内容和要求： 利用AT89C52芯片，L298N芯片制作自动避障循迹小车 1、学习AT89C52单片机的基本工作原理 2、学习简单的小车设计和制作 3、完成小车的设计和制作 4、对小车进行调试 指导教师签字：
郑重声明 本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业设计的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业设计的知识产权归属于培养单位。 本人签名：日期：
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字： 年月日
评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成绩：评阅教师签字： 年月日
目录 摘要............................................................................................................... I ABSTRACT........................................................................................................... I I 1.绪论.. (1) 1.1课题背景 (1) 1.2国内外的研究现状分析 (1) 1.3课题研究的目的和意义 (2) 2.系统方案设计 (3) 2.1循迹原理 (3) 2.2系统总体框图 (3) 2.3轨迹检测模块 (4) 2.3.1传感器模块 (4) 2.3.2检测放大器方案 (4) 2.4MCU控制模块 (6) 2.5电机及驱动模块 (7) 2.5.1转向和动力 (7) 2.5.2电动机模块 (7) 2.5.3调速系统 (8)
2.5.4电机驱动模块 (9) 2.6电源模块 (9) 2.7显示模块 (10) 2.8系统工作原理 (10) 3.硬件设计 (11) 3.1电源模块设计 (11) 3.1.1 智能车电源设计要点 (11) 3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 (11) 3.2单片机最小系统设计 (12) 3.3前向通道设计 (14) 3.4后向通道设计 (20) 3.4.1 后向通道简介 (20) 3.4.2 后轮电机驱动模块设计 (21) 4.软件设计 (25) 4.1系统总体流程图 (25) 4.2PWM调速简介以及实现 (26) 4.3程序的模块化设计 (27) 4.3.1 小车循迹原理流程图 (27) 4.3.2 定时器中断程序流程图 (29) 4.3.3 部分程序设计 (30)
摘要 本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。小车以AT89C52 为控制核心，利用车前三个红外探头检测周围信息，以及循迹模块对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够自动避障和沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动避障寻迹的目的。 关键词：AT89C51；直流电机；红外探头；循迹模块
Abstract The design is based on single chip microcomputer control automatic tracing system, including system hardware and software design method of car. The car takes AT89C52 as the control core, using the front three infrared probe detection of peripheral information, and tracking module on pavement black locus were detected, and the pavement detection signal feedback to the microcontroller. Single chip signal gives the analysis judgment, to control the drive motor to adjust the car steering, so that the car can automatically avoid obstacles and along the black path automatic driving, realize automatic obstacle avoidance tracing purposes. Key words: AT89C51; infrared sensor; tracking module
岳阳职业技术学院 毕业设计 （2012届） 题目 学院岳阳职业技术学院 专业电子信息工程技术 班级 09-01 学号 学生姓名刘春云 指导教师谭正龙 上交日期 目录 摘要 (3) 第一章绪论 (3) 1.1智能小车的意义和作用 (3)
1.2智能小车的现状 (4) 第二章方案设计与论证 (5) 2.1 车体设计 (5) 2.2 电机驱动模块 (5) 2.3 循迹模块 (6) 2.4 避障模块 (7) 2.5 机械系统 (7) 2.6电源模块 (8) 第三章硬件设计 (8) 3.1总体设计 (8) 3.2驱动电路 (9) 3.3信号检测模块 (10) 3.4主控电路 (11) 第四章软件设计 (12) 4.1主程序模块 (12) 4.2电机驱动程序 (12) 4.3循迹模块 (13) 4.4避障模块 (15) 第五章制作安装与调试 (18) 结束语 (18) 致谢 (19) 参考文献 (19) 摘要：利用红外对管检测黑线,以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机控制。本系统采用存储空间较大的AT89C52作为主控制芯片，电动车电机驱动采用L298N芯片；结合GP2A25光电开关，能较有效的控制其在特定位置转弯角度及行驶出错处理；采用LD-5461AS数码管来显示系统分阶段运行的时间，能够较准确较清晰地显示两个数码管位的显示，三者的结合使电动车更加智能化，自动化，可视化。该系统无论在结构和技术上都具有较好的科学性。 关键词：智能小车；STC89C52单片机； L298N；超声波传感器；红外对管 第一章绪论 1.1智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人
智能循迹避障小车 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STC89C52单片机为控制核心, 用L298N驱动小车的两个直流电动机，用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用红外对管对路面黑色轨迹和障碍物进行检测,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,及时控制驱动直流电机以调整小车转向,从而使小车能够避开障碍物沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。 关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car (Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China) Abstract：This design is a kind of automatic tracing based on single-chip microcomputer control system used, including trolley systems hardware and software design method. Car STC89C52 single chip microcomputer to control the core, L298N driving two DC motors for car, monolithic integrated circuit PWM wave, controlling car speed. Using infra-red tube black track and detect obstacles on pavement and pavement detection signal back to the MCU. MCU on the collected signals analysis, control drive DC motors to adjust the car turning in a timely manner, so as to enable the car to avoid the obstacles along the black path automatically, achieve the purpose of car automatic tracing. Keywords: Smart Car; STC89C52 MCU; L298N; Infrared Emitting Diode
智能循迹避障小车设计 本文是基于单片机控制的一款智能循迹避障小车，由传感模块、电源模块、驱动模块、调试模块和单片块组成。利用单片机控制、电源驱动电路、红外对管和超声波检测黑线与障碍物，当右侧传感器检测到黑线时，小车往右侧偏转，左侧的传感器检测到黑线时，小车往左侧偏转，并能控制电动小车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。 标签：避障；循迹；智能小车 1 1.1 总体设计思路 本系统采用集成设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块判断黑线路经，然后由STC单片机通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。 1.2小车循迹避障部分设计思路 小车循迹避障部分是能够采集周围环境障碍物的信息，并返回至单片机进行处理，其组成部分包括：环境信息采集电路、放大电路、单片机控制电路。 路线采集电路一般有脉冲调制的反射式红外发射接收器和信号放大器组成，脉冲调制的反射式红外发射接收器根据不同颜色对光的反射程度不同，将路线信息送至放大器，放大器可作为比较器可作简单的滤波，放大器将从脉冲调制的反射式红外发射接收器返回的信号转化为单片机可识别的电平信号后送入单片机。STC单片机可根据接收的信息判断路线的信息，实现对左右两侧直流电机工作状态的控制，以实现左右转向，最终实现循迹功能。 2 小车的硬件电路设计 2.1 单片机的选型 选择一款8051系列速度快、功耗低、抗干扰性好的单片机。它的高效寻址方式、大容量Flash、EEPROM、A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器（PWM）等功能特点，较好的实现了强大的功能与超低功耗的结合。而且在功能同样的情况下，管脚较少封装体积小，价格比其他型号便宜，因此具有很好的性价。 2.2 微处理器模块电路 微处理器用STC单片机构成的最小系统组成，其包括晶振、一个复位电路和一个小车运行模式选择按键。其中晶振大小为16MHz，复位开关为微动开关，
智能循迹小车硬件设计 摘要: 关键词:智能车控制系统 目录: 总述: 第一部分:智能车控制系统概述 设计方案模块组成:控制器模块速度检测模块电源电压检测模块路径识别模块数据显示模块电动机驱动模块 每个模块都由硬件，软件两部分组成，硬件构成基本框架，软件则成为小车的灵魂，驱动小车的按照设计目标运行。按照要求，智能循迹小车系统可由控制部分和信号检测两大部分组成。其中，控制部分有电动机驱动模块，控制器模块，显示模块，而信号检测部分则由路径识别模块，速度检测模块，电源检测模块组成。 基本模块方框图如图所示： 控制器模块即控制核心模块（MCU）：使用A T89C51单片机，其作用是对其他模块采集到的信号进行相关处理，并发出正确的控制信号，是整个系统中最重要的部分。 速度检测模块：对小汽车的速度进行测量，经过A/D-D/A 转换得到单片机能识别处理的数字信号，就可以得到小汽车的速度，从而能够在显示器上显示出来。 电动机驱动模块：是小车能够运动的驱动力，通过电动机能够带动小车进行移动，完成规定任务。 路径识别模块:利用光电传感器感测黑色路径，按轨道行驶。 数据显示模块：是人直接获取小车运行情况的中介，观察显示器的值就可知道小车目前的状态。 电源电压检测模块：监测电源电压值，保证小车能够正常运行。 主要技术参数：
1.速度：14060 r/min 2.电流： 3.29 A 3.扭矩：10.9mN.m 4.路径识别 5.检测精度：4mm 6.数据显示：小车速度，电源电压 第二部分硬件电路设计 智能循迹小车系统框图 首先是硬件系统设计，硬件部分是小车的框架，必须先建立这个骨骼，才能对小车有个整体的把握。硬件系统设计的好坏对小车功能的实现有很大的影响，好的设计可以实现小车按给的轨道运行，正确显示数据，达到要求技术指标等，设计欠佳的系统则无法实现这些功能。按照设计要求，检测精度要达到4mm，且能在专门的跑道上自主识别路线，并按路线行驶，这里就涉及到小车如何通过传感器判断自己是否在跑道上，如果偏离跑道，改如何作出动作才能回到正确的路线上继续行驶，如何将自己的速度值检测出来并反馈给单片机，促使单片机发出控制信号，驱动小车行驶。如果出现了路面干扰，如何消除干扰，如何判断电源的电压是否低于标准值，并实时将电压值在LCD上显示出来等等。
资料范本 本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 毕业论文《自动循迹小车》 地点：__________________ 时间：__________________ 说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容
毕业论文（设计） 题目自动循迹小车 院系电气与电子信息工程学院 专业自动化年级 2013级 学生姓名赖德鹏 学号 130650108 指导教师田巧玉 自动循迹小车 专业自动化 学生赖德鹏指导教师田巧玉 【摘要】本设计以LDC1000传感器探测金属为基础，以单片机控制技术为核心，实现小车自动探测金属轨道并正常行驶。同时加入前进距离和时间的记录，用户可通过单片机STC15F2K60S2控制传感器根据不同的金属轨道进行参数矫正。小车使用了L298N电机驱动以便于小车可以不通的速度匀速稳定的前进，最终实现集金属探测，实地矫正，参数的设定与数据显示于一身的智能循迹小车。此设计有体积小，功耗低，适用范围广，用户操作界面设计人性化等特点。 【关键词】金属探测参数可调多功能显示智能控制 Automatic Vehicle Tracking 【Abstract】 This design is based on the LDC1000 sensor to detect the metal, with the single-chip microcomputer control technology as the core, to realize the automatic detection of the metal track and normal driving. At the same time to join the advance distance and time records, the user can be controlled by a single chip microcomputer STC15F2K60S2 sensor based on different metal track parameters. The car uses a L298N motor drive for the car can get stable speed constant progress, and ultimately set the metal
本科毕业论文 题目基于单片机的循迹避障小车的设计与实现 Design and Implementation of Tracked Obstacle Car Based on Microcontrollers 姓名学号 专业计算机科学与技术 指导教师职称/学位讲师/硕士 中国·武汉 二○一七年五月
分类号密级华中农业大学楚天学院本科毕业论文 基于单片机的循迹避障小车的设计与实现Design and Implementation of Tracked Obstacle Car Based on Microcontrollers 学生姓名： 学生学号： 学生专业：计算机科学与技术 指导教师： 华中农业大学楚天学院 二○一七年五月
华中农业大学楚天学院毕业论文（设计） 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 日期：年月日
目录 摘要.................................................................................................................................................................. I 关键词.............................................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................................................ I Key words ........................................................................................................................................................ I 1 绪论. (1) 1.1 研究目的与意义 (1) 1.2 国内外的研究现状 (1) 1.3 本文的主要组织结构 (1) 1.4 本章小结 (2) 2 研究基础 (2) 2.1 系统概述 (2) 2.2 开发工具 (3) 2.2.1 Keil (3) 2.2.2 STC-ISP (3) 2.3 本章小结 (4) 3系统方案设计论证 (4) 3.1 系统方案设计 (4) 3.1.1 主控单元方案 (4) 3.1.2 驱动单元方案 (5) 3.1.3 电源单元方案 (6) 3.1.4 循迹单元方案 (6) 3.1.5 避障单元方案 (8) 3.2 最终方案 (9) 3.3 本章小结 (9) 4 系统硬件设计 (10) 4.1 主控单元设计 (10) 4.1.1 STC89C52单片机 (10) 4.1.2 主控单元功能 (12) 4.2驱动单元设计 (12) 4.2.1 驱动原理 (12) 4.2.2 驱动电路 (12) 4.3 循迹单元设计 (13) 4.3.1 循迹原理 (13) 4.3.2 循迹电路 (14) 4.4 避障单元设计 (15) 4.4.1 避障原理 (15)
1、摘要 本设计是一种基于单片机控制的简易自动循迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。小车以STC89C52单片机为控制核心, 用L298N驱动小车的两个直流电动机，用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用红外对管对路面黑色轨迹和铁片进行检测,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,及时控制驱动直流电机以调整小车转向,从而使小车能够避开铁片沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动循迹的目的。 2、引言 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、探索等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并迅速改变着人们的生活方式。人们在不断探索、改造、认识自然的过程中，试图制造能代替人劳动的机器人，并且取得了一定的成果。机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了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，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等，智能小车则可作为机器人的代表。智能小车，也称轮式机器人，是移动机器人中的一种。集合了传感器技术，和自动控制技术。智能小车就是通过传感采集信号，将采集到的信号进行整理，传输给单片机，通过单片机编程控制小车做出智能反应。 3、主题部分 智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。本次设计对智能小车的控制系统进行了研究，设计实现一个基于路径规划处理的智能小车控制系统。
毕业设计(论文) 课题名称智能循迹避障小车设计 学生姓名XXX 学号00000000000000 系、年级专业XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXX 职称讲师 2016年5月18日
摘要 自从首个工业智能设施诞生以来，智能设施的发展已经扩展到了包括机器、刻板、电子、冶金、交通、宇航、国防等产业领域。近年来智能设施水平迅速上升，大大的改变了大多数人类的生活方式。在人类的智能化技术不断飞速进步的过程中，能够取代手动的机器人在更加人性化的同时也越来越智能化。 本文主要讨论了基于单片机的智能循迹避障小车的设计。智能自动循迹制导系统在驱动电路的基础上，实现自动跟踪汽车导线，而智能避障是使用红外传感器测距系统来实现功能来规避障碍。智能寻光避障小车是一种采用了多种传感器，以单片机为核心，电力马达驱动和自动控制为技术，根据程序预先确定的模式，而不是人工管理来实现避障导航的自动跟踪高新技术。这项技术已广泛应用于智能无人驾驶、智能机器人、全自动工厂等许多领域。 这个设计使用STC89C52单片机[1]作为小车的智能核心，使用红外传感器对智能小车跟踪模块识别引导线跟踪，收集模拟信号并将信号转换成为数字信号，使用C 语言编写程序，设计的电路结构简单，易于实现，时效性高。 关键词：智能化；单片机最小系统；传感器；驱动电路
ABSTRACT From the first level of industrial intelligent facilities since birth, the development of intelligent facilities has been broadened to include machinery, electronics, metallurgy, transportation, aerospace, defense and other fields. Intelligent facilities level rising in recent years, and rapidly, significantly changed the way people live. People in the process of thinking, improvement, learning and intelligence of replace the manual machine is more and more. This paper mainly discusses the intelligent tracking based on single chip microcomputer control process of the obstacle avoidance car. Intelligent automatic tracking is based on the driving circuit of the guidance system, to achieve automatic tracking car line; obstacle avoidance is the use of infrared sensor ranging system to realize the function to evade obstacles. Intelligent tracking obstacle avoidance car is a use different sensor , motor drive for power and automatic control technology to realize according to the procedures predetermined mode, not by artificial management can realize the automatic tracking of obstacle avoidance navigation of high and new technology. The technology has been widely used in unmanned intelligent unmanned line, intelligent robot and so on many fields. Using infrared sensors for car tracking module to identify the guide line tracking, collecting analog signal and converts the signal into digital signal; Using C language to write the program, the design of the circuit structure is simple, easy to implement,timeliness is high. Keywords: Intelligent; Single chip microcomputer minimum system; The Sensor; Driver circuit