基于51单片机的智能小车
基于单片机的智能小车的设计
目录
摘要 (3)
第一章引言 (3)
第二章方案说明 (3)
2.1、方案论证 (3)
2.2、总体设计方案概述 (4)
第三章硬件电路设计 (5)
3.1、主控电路 (5)
3.1.1、L7805稳压器 (5)
3.1.2、MAX232芯片简介 (6)
3.2、八路红外传感器模块 (6)
3.2.1、LM324简介 (6)
3.2.2、74HC14D简介 (6)
3.3、L298N电机驱动模块 (7)
3.3.1、L298N简介 (8)
3.4、机械部分 (9)
第四章软件系统设计 (9)
4.1、程序流程图 (9)
4.2、程序设计方案 (9)
参考文献 (12)
第五章结束语 (12)
致谢 (12)
附录1 (13)
1 附录2 ...........................................................................13 外文页 (20)
基于单片机的智能小车的设计
摘要 本文介绍了基于STC89C52单片机的智能小车的设计与实现。
小车主要能够识别黑线并检测障碍物从而实现在固定跑道内行驶并且可自动避障。小车以STC89C52单片机控制器；采用八路红外传感器及其处理模块实现对黑线及障碍物的检测；通过单片机产生PWM 波并通过L298N 来对小车的方向和速度进行控制。
关键字 STC89C52 单片机 红外传感器 PWM L298N
第二章 方案说明
2.1、方案论证
（1）控制系统
方案二：采用STC89C52单片机，该单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节Flash ，512字节RAM ， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM ，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口
[3]
。其完全可以满足本设计对小车功能的要求，并且价格便宜；所以本设计最终选用STC89C52
单片机作为其控制芯片。
（2）避障与寻线传感器
方案一：采用US-100超声波测距模块，该模块可实现2cm~4.5m 的非接触测距功能，拥有2.4~5.5V 的
宽电压输入范围，静态工作电流2mA ，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有GPIO ，串口等多种通信方式，内带看门狗，工作稳定可靠且方向性好但其近距离反射时干扰较大。
方案二：采用八路红外对管及处理模块，该模块可工作在3.3到5V 电压下检测距离在1-6厘米，采用多圈式电阻调节检测距离，且尺寸较小可方便的搭载在小车上，同时其平均价格要比US-100要低；其八路的传感器可分别用作测距与检测黑线；综合上述考虑，本设计采用八路红外对管作为其避障与寻线传感器。
2.2、总体设计方案概述
STC89C 52单片八路红外传感L298N 电机控
图1 总体设计框图
本设计以STC89C52单片机系统为控制中心，通过八路红外传感器模块中的两路传感器检测障碍物，四路传感器检测黑线，检测障碍物的两路传感器分别分布在车头的两端，使其能够检测车前较大范围内的障碍物，尽量减小检测盲区；检测黑线的四路传感器分别分布在小车的四角，从而能够保证小车在跑道内行驶。传感器在接通电源后会不断的发送和接收红外线，接收到的信号经过LM324进行放大然后由74HC14D施密特触发器转换成数字信号输出，而当单片机检测到需要转向的传感器信号时，单片机通过改变PWM波的占空比来调整小车两侧的电机转速，从而使其两侧轮产生速度差，以实现小车的转向。
避障：在小车行驶过程中，若左侧传感器检测到障碍物而右侧传感器未检测到，则小车首先后退之后向右转；同理，若右侧检测到而左侧未检测到，小车先后退之后左转；如果左右均检测到默认小车先后退之后右转。
检测黑线：安装在小车四角的红外传感器负责检测黑线，由于小车是向前行驶所以最先驶出黑线的应该是小车的前端，当左前端传感器检测到黑线时，向单片机发送信号，小车右转；当右前端传感器检测到黑线时，小车左转；当左后端检测到黑线而左前端未检测到时小车先右转再左转，当右后端检测到黑线而左前端未检测到时先左转后右转，当前端两传感器同时检测到黑线时小车先后退之后左转。控制逻辑见表1
表 1
检测
检测到未检测到
检测物
障碍物0 1
黑线 1 0
PWM：脉冲宽度调制(PWM)，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，此处我们主要通过单片机输出PWM波同时通过调节其占空比来实现对小车的控制。
第三章硬件电路设计
3.1、主控电路
2
3 本模块主要是采集信号并进行分析，同时输出PWM 波控制电机速度，从而控制小车前进转弯等动作。其中，此处采用STC89C52单片机作为主控芯片，由9—12V 直流电通过78M05稳压芯片后进行供电；单片机读写口连接了MAX232芯片，并焊接了串口接口，使其能够直接使用USB 转串口线下载程序；除此之外，单片机引脚全部通过排针引出，使得此电路连接其他模块更加方便。复位及时钟电路分别见图2和图3，单片机引脚电路见附录1
3.1.1、L7805稳压器
L7805是我们最常用到的稳压芯片，本设计中采用7节5号干电池进行供电，电容C2、C3对输入到L7805前的直流电进行滤波，之后输入到L7805，经其稳压后输出5V 直流电，给单片机供电。如图4
3.1.2、MAX232芯片简介
MAX232芯片是美信（MAXIM ）公司专门为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v 单电源供电；TTL/CMOS 数据从T1IN 、T2IN 输入，转换成RS-232数据后从T1OUT 、T2OUT 送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN 、R2IN 输入转换成TTL/CMOS 数据后从R1OUT 、R2OUT 输入到单片机的RXD 、TXD 口；此处MAX232主要在下载程序时对由串口发出来的信号进行转换。其电路如图5
3.2、八路红外传感器模块
图2 复位电路
图3 时钟电路
图4稳压电路
红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质，所以我们可以利用红外对管对黑线及障碍物进行检测；此模块拥有两个LM324放大器和两个74HC14D，当红外线在不同颜色物体上的反射光被接收管接收到时会产生不同幅度的电压，经由模块的LM324芯片进行信号放大，之后输入到74HC14D进行高低电平的转换。小车在行驶过程中红外管不断地向外发射红外线，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被接收管接收，模块输出低电平；如果遇到黑线则红外线被吸收，接收管接收不到信号，此时模块输出高电平；单片机通过程序控制不断检测模块输出引脚的高低电平从而实现信号的检测。小车的避障原理与此类似，当红外管不断发出红外线，而在距小车前方6cm无障碍物时，红外线不发生反射，此时接收管接收不到反射光，模块输出低电平；当小车前方6cm
内有障碍物时，红外管发出的红外线将会被反射回来，接收管接受到反射光，模块输出高电平。
3.2.1、LM324简介
LM324内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用, 也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
3.2.2、74HC14D简介
74HC14D是6路施密特触发器件，内含6个独立的出发倒相器，在正逻辑中它们执行波形整形和倒相功能；它也是5V电源供电且不需要外围元件。
4
图5 TTL转换电路
3.3、L298N电机驱动模块
该模块采用了L298N双H桥直流电机驱动芯片，驱动电机部分VIN采用+9V直流电源供电，同时模块上安装了L78M05稳压器对vin的输入进行稳压，逻辑部分VCC采用+5V供电，小车运行时通过单片机向该模块1、2、3、4脚输入控制信息来控制小车电机的转速。其电路如图6 、7、8
图6 电机控制电路[7]
5
3.3.1 、L298N简介
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。输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N 可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46 V。输出电流可达2 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机。控制逻辑见表
2[8]
电机
旋转
方式
控制端
IN1
控制
端IN2
控制
端IN3
控制
端IN4
输入PWM信号改变
脉宽可调速
调速端A 调速端B
M1 正转 1 0 / / 1 / 反转0 1 / / 1 / 停止0 0 / / 1 /
M2 正转/ / 1 0 / 1 反转/ / 0 1 / 1 停止0 0 / / / 1 图7 稳压电路
图8 接口电路
6
7 3.4、机械部分
小车采用了四个直流电机为其提供动力，这使其具有较大动力，可以在较大的坡道上行驶；同时，小车
的四轮底盘设计，使得小车的直线行驶性能较强，不会出现方向跑偏的现象，同时转向时的方向感较好；小车的电路部分均用铜柱及螺丝固定在底盘上，使其具有很好的稳定性；除此之外，在接线方面，各模块之间均采用杜邦线进行连接，主控板上焊接了单片机插座，这些为小车提供了充足的再开发空间。
第四章 软件系统设计
4.1、程序流程图如图9
4.2、程序设计方案
本系统编程部分采用C 语言编写完成，应用模块化的设计方法，各子程序做为实现各部分功能和过程，通过主程序不断对子程序的调用完成PWM 脉宽控制、延时以及电机转动方向控制等部分的设计。
单片机资源分配如下表3： 表3 P1.0 EN1 P1.2 左下方传感器 P2.0 左电机端口2 P2.2 右电机端口2 P2.6 右前方传感器 P1.1
EN2
P1.4 右下方传感器 P2.1 左电机端口1 P2.3 右电机端口1 P2.7 左前方传感器
开始
设置初始值 启动电机 避障
停止
Y
N
Y
N 避线
图9 程序流程图
检测到障碍物？
检测到黑线？
①PWM脉宽控制：本设计中采用定时器0产生定时中断来控制P1.0与P1.1的输出从而生成PWM波。中断程序如下：
void time0(void)interrupt 1
{
i++;
j++;
if(i<=pro_right) {en1=1;}
else en1=0;
if(i==40) {en1=~en1;i=0;}
if(j<=pro_left) {en2=1;}
else en2=0;
if(j==40) {en2=~en2;j=0;}
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
}
②左右转向子程序：通过改变左右PWM波的占空比，来实现电机的速度控制；当小车需要左转弯时，将控制左侧电机的PWM波占空比设置为0，右侧设置为20；当小车需要右转时则相反。
左转弯子程序：
void turn_left(){
pro_right=0;
pro_left=20;
left1=1;
left2=0;
right1=1;
right2=0;
8
}
右转弯子程序：
void turn_right()
{
pro_right=40;
pro_left=0;
left1=1;
left2=0;
right1=1;
right2=0;
}
③小车在遇到障碍物时将首先运行后退程序，之后转向；后退子程序是通过改变电机正反转控制位而实现的。程序如下：
void turn_back()
{
left1=0;
left2=1;
right1=0;
right2=1;
pro_right=20;
pro_left=20;
}
第五章结束语
本系统采用MSC-51系列单片机STC89C52、L298N电机控制芯片和红外传感器来设计智能小车，实现了小车
的自动避障与检测黑线。系统不足之处为避障的检测距离较短。这是由于所选红外传感器的检测距离所限，若要
9
进行提高需更换检测距离更远的传感器即可；除此之外，可见光对于本系统也有影响，不过一般影响不大，但是若要精确的采集数据，可以利用滤波器将红外光之外的其他频率的光线滤除。
参考文献：
[1]徐友春，王荣本,世界智能车辆近况综述, 汽车工程［J］, Vol.23, No.5, 2001.10
[2] 国防科大研制出第四代无人驾驶汽车，计算机自动测量与控制［J］第8卷，p22
[3] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009
[4] 蔡美琴 MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:高等教育出版社，2002
[5] 冯建华，赵亮单片机应用系统设计与产品开发[M].北京：人民邮电出版社 2004
[6] 胡汉才，单片机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社，1996
[7] 童诗白，华成，模拟电子技术基础（第四版）[M].高等教育出版社，2006.5
[8] 阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005
[9] https://www.sodocs.net/doc/a711275317.html,/p-40026496.html
致谢
历时三个月的毕业设计已经告一段落。经过自己不断的搜索努力以及老师的耐心指导和热情帮助，本设计已经基本完成。在这个过程中老师以及曾做过此类设计的同学给予了我很大的帮助，给我提供了大量的硬件和软件资料，也给我的设计提出了宝贵的意见和建议。在此，对大家表示衷心的感谢！
这次设计不仅是对我们大学四年专业知识的一次集中地检验，同时也为我们提供了一个进入职场前的实战机会；通过这次在老师指导下做设计的机会，我对于技术实践方面有了更深刻的认识，也进一步夯实了所学的专业知识。虽然在设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这三个月的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打下了良好的基础。
由于自身水平有限，设计中一定存在很多不足之处，敬请各位老师批评指正。
最后，再次向给予我指导和帮助的老师和各位同学表示最诚挚的谢意！
10
附录1：
附录2：
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar pro_left=35,pro_right=35,i,j; //左右占空比标志
sbit left1=P2^1;
sbit left2=P2^0;
sbit right1=P2^3;
sbit right2=P2^2;
sbit pleft=P2^7;
11
sbit pright=P2^6;
sbit en1=P1^0;
sbit en2=P1^1;
//循迹口三个红外传感器
sbit left_red=P1^2; //白线位置
sbit right_red=P1^4; //白线位置
void delay(uint z)
{
uchar i;
while(z--)
{for(i=0;i<121;i++);}
}
void init()
{
left_red=0; //白线位置
right_red=0;
TMOD=0X01;
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
en1=1;
12
en2=1;
}
void time0(void)interrupt 1
{
i++;
j++;
if(i<=pro_right) {en1=1;}
else en1=0;
if(i==40) {en1=~en1;i=0;}
if(j<=pro_left) {en2=1;}
else en2=0;
if(j==40) {en2=~en2;j=0;}
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
}
void straight() //走直线函数
{
pro_right=20;
pro_left=20;
left1=1;
left2=0;
right1=1;
right2=0;
}
void turn_left() //左转弯函数
13
pro_right=0;
pro_left=20;
left1=1;
left2=0;
right1=1;
right2=0;
}
void turn_right() //右转弯函数
{
pro_right=40;
pro_left=0;
left1=1;
left2=0;
right1=1;
right2=0;
}
void turn_back() //后退(反转)函数
{
left1=0;
left2=1;
right1=0;
right2=1;
pro_right=20;
pro_left=20;
14
void infrared() //循迹和避障
{
uchar flag;
if((pright==1)||(pleft==1))
{
if((left_red==1)&(right_red==0))
{flag=1;}
else
if((right_red==1)&(left_red==0))
{flag=2;}
else
if((left_red==0)&(right_red==0))
{flag=3;}
else {flag=0;}
}
else if((pright==0)&(pleft==1))
{flag=4;}
else if((pright==1)&(pleft==0))
{flag=5;}
else if((pright==0)&(pleft==0))
{flag=6;}
else {flag=0;}
switch (flag)
15
{
case 0:straight();
break;
case 1:turn_right();
delay(1000);
break;
case 2:turn_left();
delay(1000);
break;
case 3:straight();
delay(1000);
break;
case 4:turn_back();
delay(1000);
turn_left();
delay(1000);
break;
case 5:turn_back();
delay(1000);
turn_right();
delay(1000);
break;
case 6:turn_back();
delay(1000);
turn_left();
16
delay(1000);
break;
default:
break;
}
}
main ()
{
init();
delay(1);
while(1)
{
infrared();
}
}
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The design of smart car designed based on the STC89C52
xialongwei Directed By JiangLifei
Abstract This article introduced a smart car designed based on the STC89C52. The car is capable of identifying black and obstacle, so it can run in a fixed area and automatic obstacle avoidance. The car take STC89C52 as it’s controller; the six infrared sensors and their processing modules make it can identify the black line and obstacle; The car can change it’s direction and speed by the single-chip generated PWM wave and L298N.
Keywords STC89C52 Single chip microcomputer Infrared sensor PWM L298N.
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基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车
基于 AT89S51 单片机的智能 超声波避障小车
姓名： 班级： 学号：
钟洋 08 电子二班 200810330219 张儒
指导老师：
目录
摘要...........................................3 一、总体方案概述.......................................3 二、总体电路原理图....................................3 三、各模块功能介绍.................................4 （一） 、超声波测距模块................................4 （二） 、数码管显示模块................................4 （三） 、步进电机控制模块..............................6 （四） 、语音提示模块..................................7 （五） 、速度自控模块..................................8 （六） 、信号提示模块..................................8 （七） 、单片机控制模块...............................8 四、系统软件设计..................................9 五、元件清单.....................................10 六、应用前景.....................................10 六、参考文献.....................................11
2
51单片机控制智能小车解析
单片机项目 报 告 班级：自动化21091 姓名：邸维汉刘会丽石钱坤学号：1020103304 2010103215 2010103122 智能小车控制
目录 一、前言 二、方案设计与论证 1)控制器模块选取 2)电机模块选取 3)电机驱动器模块选取 4)电源模块选取 三、硬件设计 1)主控系统 2)电机模块 3)电机驱动模块 4)电源模块 5)按键模块 四、软件设计 1)直行设计 2)转弯设计 3)调速设计 五、调试中存在的问题 六、参考文献
一、前言： 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。我们设计的智能电动小车该具有圆形运行、三角形运行、矩形运行和三者一起运行的功能。都是运行一循环自动停车。 根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。 这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用STC89C52单片机。以STC89C52为控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的轨迹。实现四种运行轨迹。STC89C52是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。 二、方案设计与论证 1)控制器模块选取 我们采用STC公司的STC89S52单片机作为主控制器，STC公司的单片机内部资源比起ATMEL公司的单片机来要丰富的多，它在5V供电情况下，最多支持80M晶振、且内部有512B的RAM数据存储器、片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器、1K的EEPROM、8个中断源、4个优先级、3个定时器、32个IO口、片机自带看门狗、双数据指针等。但是不兼容Atmel。 从方便使用的角度考虑，我们选择了此方案 2)电机模块选取 采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机价格经济。 3)电机驱动器模块选取
基于 单片机设计智能避障小车
单片机设计智能避障小车 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51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。本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。 关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶 abstract Using infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program. Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving
基于某51单片机的智能小车控制系统
工业职业技术学院 毕业设计 课题名称基于51与单片机的智能小车控制系统 系（院）名称电气工程系 专业及班级 学生 学号 指导教师
完成日期年11 月19 日
摘要 随着我国科学技术的进步，智能化作为现代社会的新产物开始越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种高薪技术的集成体，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，可以涉及到当今许多前沿领域的技术。 整个小车平台主要以51单片机为控制核心，通过无线遥控实现前进后退和转向行驶，通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。从电机车体，最小系统到无线遥控，红外线对管的自动寻迹再到红外线自动避障和语音控制，完成各模块设计。通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。 关键字：智能小车，单片机，红外传感器。
目录 第一章绪论.............................................................................................................................- 1 - 1.1.1智能循迹小车概述........................................................................................................- 1 - 1.1.2课题研究的目的和意义 ...............................................................................................- 2 - 1.1.3智能循迹小车智能循迹分类.......................................................................................- 3 - 1.1.4智能循迹小车的应用....................................................................................................- 3 - 第二章方案设计 ..........................................................................................................................- 5 - 2.1 主控系统.........................................................................................................................- 5 - 2.2单片机最小系统 ...............................................................................................................- 6 - 2.2.1 STC89C52简介...................................................................................................- 6 - 2.2.2 时钟电路...............................................................................................................- 8 - 2.2.3复位及复位电路....................................................................................................- 8 - 2.3 电机驱动模块................................................................................................................ - 10 - 2.4 循迹及避障模块............................................................................................................ - 11 - 2.5 机械系统......................................................................................................................... - 11 - 2.6电源模块......................................................................................................................... - 11 - 第三章硬件设计 ..................................................................................................................... - 12 - 3.1总体设计......................................................................................................................... - 12 - 3.1.1主板设计框图..................................................................................................... - 12 - 主板设计框图如图3-1，所需原件清单如表3-1 .................................................. - 12 -
51单片机-循迹小车项目报告材料(完整)
职业技术学院 《单片机系统设计》 项目设计报告 项目设计题目：智能寻迹小车 系部：电子信息与控制工程系班级：电子 XXXX 班 组号：第四组 小组成员：XXX 指导教师：XXX 2017年10月10日
目录 一、引言 (3) 二、方案论证 (4) 三、小车车体设计 (7) 四、硬件系统设计 (8) 1、单片机最小系统 (8) 2、循迹电路 (9) 3、电机驱动电路 (9) 五、软件系统设计 (12) 六、系统的制作、仿真与调试 (14) 七、总结 (15)
一、引言 当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为电子专业学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。此项设计是在以小为基础，采用AT89C52单片机作为控制核心，实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
51单片机循迹小车项目方案报告(完整)
宜宾职业技术学院 《单片机系统设计》 项目设计报告 项目设计题目：智能寻迹小车 系部：电子信息与控制工程系班级：电子XXXX 班组号：第四组 小组成员：XXX 指导教师：XXX 2017年10月10日
目录 一、引言 (3) 二、方案论证 (4) 三、小车车体设计 (7) 四、硬件系统设计 (8) 1、单片机最小系统 (8) 2、循迹电路 (9) 3、电机驱动电路 (9) 五、软件系统设计 (12) 六、系统的制作、仿真与调试 (14) 七、总结 (15)
一、引言 当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为电子专业学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。此项设计是在以小为基础，采用AT89C52单片机作为控制核心，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。
基于AT89C52单片机的智能小车c语言程序
#include
left_red=0; //白线位置 right_red=0; TMOD=0X01; TH0=(65536-100)/256; TL0=(65536-100)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; en1=1; en2=1; } void time0(void)interrupt 1//定时中断{ i++; j++; if(i<=pro_right) {en1=1;} else en1=0; if(i==40) {en1=~en1;i=0;} if(j<=pro_left) {en2=1;} else en2=0; if(j==40) {en2=~en2;j=0;} TH0=(65536-100)/256; TL0=(65536-100)%256; } void straight() //走直线函数
基于51单片机智能小车设计
北华航天工业学院 课程设计报告（论文） 设计课题：基于51单片机智能循迹小车设计专业班级：B12242 学生姓名：李云鑫 指导教师：王晓 设计时间：2014年6月15日
北华航天工业学院电子工程系 基于51单片机智能循迹小车课程设计任务书 指导教师：王晓教研室主任：王晓 2014年06 月15 日 注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。 课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。
内容摘要 本设计主要有单片机模块、地面寻线模块、发光二极管模块，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ATMEL公司的 AT89C2051单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外接收管和比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模由LM393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5V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。 索引关键词：智能小车AT89C2051 单片机LM393 红 外接收管
目录 一概述 (1) 二方案设计与论证 (8) 三单元电路设计及各模块具体电路 (3) 3.1. 电路中51单片机芯片介绍 (13) 3.2 最小系统部分电路 (19) 3.3控制模块电路电路 (20) 3.4电机驱动及二极管模块电路 (20) 3.5寻线检测模块部分电路 (21) 3.6软件设计 (22) 四总原理图及元器件清单 4.1总原理图 (23) 4.2元器件清单 (23) 五安装与调试 5.1．电子元器件的装配 (24) 5.2.机械装配 (25) 5.3．总装 (25) 六性能测试与分析 6.1测试方法及注意事项 (26) 6.2源程序 (26) 七结论 (27) 八心得体会 (28) 九参考文献 (29)
基于51单片机的智能小车设计报告
本人保证自写文档，文档不足之处请谅解 目录 一、设计的目的------------------1 二、设计的模块------------------1 三、程序的流程------------------6 四、元器件清单------------------8 五、成品的制作------------------8 六、注意事项--------------------9 七、设计的总结------------------9
设计的目的 智能遥控车地目的主要突出在智能与遥控上，遥控意思明显就是通过某种控制手段使得小车能够实现由控制者控制前进后退等操作；智能可以体现为功能上的智能化。本作的目的是实现控制小车移动时对前方所存在的威胁进行报警提醒。 设计的模块 此次设计的硬件电路模块大致为五大类，分别是51单片机最小系统模块、电源模块、电机工作驱动模块、超声波报警系统模块、无线控制发射接收模块。 下图为硬件电路框图：
1、单片机最小系统 此模块式是本设计的控制核心模块，单片机最小系统由三部分组成：STC89C52芯片部分、复位部分（由按键开关、极性电容、 10K电阻组成）、晶振部分（由12M石英晶振、两个30PF的瓷片电容组成）。主要起程序的输入与控制、程序的复位、时间频率控制 的作用。 2、无线控制模块
本设计的无线控制模块是由编码芯片PT2262和解码芯片PT2272组成的电路模块组成，工作方式是编码芯片PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。 3、电机驱动模块
基于51单片机的智能小车设计
基于51单片机的智能小车设计 O 引言在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测器，实现对电动小汽车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。 1 直流调速系统采用PWM 调速直流调速系统采用晶闸管的直流斩波器与整流电路。晶闸管不受相位控制，而是工作在开关状态。当晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上，当晶闸管关断时，直流电源与电动机断开，电动机经二极管续流，两端电压接近于零。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat-ion)，简称PWM。脉冲周期不变。只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来 进行直流调速。脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现，但是驱动能力有限。为展利实现电动小汽车的左转和右转，本设计采用了可逆PWM 变换器。可逆PWM 变换器主电路的结构式有H 型、T 型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H 型变换器，它是由4 个三极电力晶体管和4 个续流二极管组成的桥式电路。图1 为双极式H 型可逆PWM 变换器的电路原理图。 4 个电力晶体管的基极驱动电压分为两组。VT1 和VT4 同时导通和关断，其驱动电路中Ub1=Ub4；VT2 和VT3 同时动作，其驱动电压Ub2=Ub3=-Ub1。 2 检测系统检测系统主要实现光电检测，即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。2．1 行车起始、终点及光线检测系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2 cm 宽的黑线)，玩具车底盘上沿黑线放置一套，以适应起始的记数开始和终点停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪，采用光敏三极管接收灯泡发出的光线，当感受到光线照射时，其c-e 间的阻值下降，检测电路输出高电平，经LM39 3 电压比较
基于51单片机光电对管智能小车从入门到精通全教程分解
电子科技协会--《电子实践制作教程》
目录
第九章、基于 51 单片机的红外循迹小车..................................................................................... 2 1、制作要求............................................................................................................................. 2 2、制作目的............................................................................................................................. 2 3、制作方案（硬件方面） ..................................................................................................... 2 3.1 系统概述.................................................................................................................... 2 3.2 单片机模块................................................................................................................ 3 3.3 指示灯原理图............................................................................................................ 4 3.4 红外对管原理图 ........................................................................................................ 4 3.5 电机驱动模块............................................................................................................ 5 4、制作方案（软件方面） ..................................................................................................... 7 4、 附录................................................................................................................................... 9 5.1 实物和效果展示 ........................................................................................................ 9 5.2 参考程序： ........................................................................................................... 9 5.3 基于 C51 控制红外循迹小车原理图 ................................................................. 17
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基于51单片机的智能小车概要
基于单片机的智能小车的设计 目录 摘要 (3) 第一章引言 (3) 第二章方案说明 (3) 2.1、方案论证 (3) 2.2、总体设计方案概述 (4) 第三章硬件电路设计 (5) 3.1、主控电路 (5) 3.1.1、L7805稳压器 (5) 3.1.2、MAX232芯片简介 (6) 3.2、八路红外传感器模块 (6) 3.2.1、LM324简介 (6) 3.2.2、74HC14D简介 (6) 3.3、L298N电机驱动模块 (7) 3.3.1、L298N简介 (8) 3.4、机械部分 (9) 第四章软件系统设计 (9) 4.1、程序流程图 (9) 4.2、程序设计方案 (9) 参考文献 (12) 第五章结束语 (12) 致谢 (12) 附录1 (13)
1 附录2 ...........................................................................13 外文页 (20) 基于单片机的智能小车的设计 摘要 本文介绍了基于STC89C52单片机的智能小车的设计与实现。 小车主要能够识别黑线并检测障碍物从而实现在固定跑道内行驶并且可自动避障。小车以STC89C52单片机控制器；采用八路红外传感器及其处理模块实现对黑线及障碍物的检测；通过单片机产生PWM 波并通过L298N 来对小车的方向和速度进行控制。 关键字 STC89C52 单片机 红外传感器 PWM L298N 第二章 方案说明 2.1、方案论证 （1）控制系统 方案二：采用STC89C52单片机，该单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节Flash ，512字节RAM ， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM ，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口 [3] 。其完全可以满足本设计对小车功能的要求，并且价格便宜；所以本设计最终选用STC89C52 单片机作为其控制芯片。 （2）避障与寻线传感器 方案一：采用US-100超声波测距模块，该模块可实现2cm~4.5m 的非接触测距功能，拥有2.4~5.5V 的 宽电压输入范围，静态工作电流2mA ，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有GPIO ，串口等多种通信方式，内带看门狗，工作稳定可靠且方向性好但其近距离反射时干扰较大。 方案二：采用八路红外对管及处理模块，该模块可工作在3.3到5V 电压下检测距离在1-6厘米，采用多圈式电阻调节检测距离，且尺寸较小可方便的搭载在小车上，同时其平均价格要比US-100要低；其八路的传感器可分别用作测距与检测黑线；综合上述考虑，本设计采用八路红外对管作为其避障与寻线传感器。 2.2、总体设计方案概述 STC89C 52单片八路红外传感L298N 电机控
基于某51单片机智能小车循迹程序
#include
sbit H_IN3=P2^6; //车尾右轮控制 sbit H_IN4=P2^7; sbit Q_ENA=P3^0; //车前左轮使能，PWM sbit Q_ENB=P3^1; //车前右轮使能， sbit H_ENA=P3^6; //车尾左轮使能， sbit H_ENB=P3^7; //车尾右轮使能， /****************************************/ #define stra_q_l 100 //直线行走时，四个轮子占空比调试#define stra_q_r 100 #define stra_h_l 100 #define stra_h_r 100 #define turn_q_l 100 //转弯时四个轮子的占空比调试 #define turn_q_r 100 #define turn_h_l 100 #define turn_h_r 100 #define turnr_time 2900//右转弯时的延时常数 #define turnl_time 3000 //左转弯时的延时常数 #define dt_time 5800 //原地掉头时延时常数 #define over_time 1000 //停止延时 #define back_time 2500 //走完环形，回到直道延时转弯#define black_time 1500 //过黑线的时间
基于单片机的智能小车控制
信息工程专业 课程设计（二） 题目 基于《STC89C52》单片机的智能小车 姓名袁诚 学号2014116020431 所在院系教育信息与技术 所在班级1404 完成时间2016.6.25
基于单片机的智能小车 摘要：智能化作为现代电子产品的新趋势，是今后的电子产业的发展方向。智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探、环境监测、智能家居等方面。基于单片机的智能小车控制就是其中的一个体现。本设计实现了一种基于51单片机的按键操作控制和温度检测显示系统，通过温度传感器采集温度数据并且通过显示模块显示出来，通过对按键的操作，自动控制转向电机转向，改变行驶方向。 本课题设计的智能小车，具有按键控制前后左右的功能，温度采集功能，液晶显示功能。
序言 (1) 第1章总体设计方案 (2) 1.1课题任务分析 (2) 1.2 方案论证 (3) 1.2.1小车驱动部分 (3) 1.2.2 温度显示部分 (3) 第2章系统硬件构成 (4) 2.1系统设计原理 (4) 2.2主要元器件简介 (4) 2.2.1 STC89C52RC简介 (4) 2.2.2 液晶显示电路 (5) 2.2.3 L298N芯片直流电机驱动模块 (6) 2.2.4遥控部分独立按键电路 (7) 第3章软件的设计与说明 (8) 3.1软件设计 (8) 3.2软件的说明 (9) 3.2.1 控制部分主程序流程 (9) 3.2.2 温度检测显示部分主程序流程图 (10) 第4章调试与总结 (12) 4.1 调试的总结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14) 附录 (15) 附件1 L298N电机驱动模块 (15) 附件2 小车侧视图 (16) 附件3 小车俯视图 (16) 附件4 小车最终硬件图 (17) 附件5 程序清单 (18)
基于89C51单片机的智能小车设计22
湖北轻工职业技术学院单片机实训报告 题目：基于STC89C52的智能小车设计 姓名：刘加象 学号：20110302113 专业：电子信息工程技术 指导老师：何伶俐 日期：2013-01-06 信息工程系电信教研室
目录 引言 (3) 一整体方案设计 (4) 1.1整体方案设计的思路 (4) 1.2整体方案的流程图 (4) 二智能小车系统概况 (4) 2.1恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N (4) 2.2直流电机简介 (5) 2.3显示模块的综合概括 (7) 三模块方案比较与论证： (9) 3.1电机模块的选择 (9) 3.2电机驱动模块的选择 (9) 3.3控制器模块的选择 (9) 四系统硬件电路设计 (11) 4.1显示模块的设计 (11) 4.2直流电机的驱动模块 (12) 五软件的简单介绍 (14) 5.1K EIL的简介 (14) 5.2PROTUES的简介 (14) 5.3STC_ISP_V483的简介 (15) 六结论 (18) 七致谢 (18) 参考文献 (19) 附录一：实物图 (20) 图1实物图 (20) 图2实物图 (21) 附录二：总程序 (21)
引言 随科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，也广泛应用于机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能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，涉及到当今许多前沿领域的技术。而随着社会的不断发展，智能设备的不断出现，无线遥控的运用也越来越广泛。无线遥控器由于控制距离远，抗干扰性强，已越来越多的出现在生活的各个方面。本文使用了一款通用的无线遥控电路，基于STC89C52作为控制核心，采用专用编码解码电路，由于其体积小、功能强大，因此可非常方便的移植到遥控机器人、遥控小车上等，并实现远距离控制。在早期，遥控小车并不少见，但大多产品制造简单，实现的功能少，往往只有一些简单的功能，例如左转右转，前进后退等，大多采用红外控制，外加一些复杂的电路组合而成。遥控小车的使用者针对的是小孩子，但笨重的设备和昂贵的价格往往让许多小孩的甜美梦想落空。在现在，用单片机进行无线遥控小车的方案，利用较少的外设实现了基本的功能。其较强的抗干扰性使得该遥控器具有很好的通用性其功能也日趋完善。其中包括防撞防爆系统和基本的方向控制，另外在行进中可以尽享柔美的音乐，看美丽的灯光随音律而闪烁，让孩子玩得更开心！此外，电路的简化，材料的减少使得价格也降低了不少，真的是物美价廉，可以为孩子的童年再添一些笑语。
基于51单片机的蓝牙遥控小车
基于单片机的智能避障遥控小车 目录 第一章绪论 (1) 1.1研究背景和意义 (1) 第二章系统框架及软硬件结构设计 (2) 2.1 系统要求 (2) 2.2 系统整体算法流程 (2) 2.3 总体任务设计 (3) 2.4 整体硬件结构设计 (4) 2.5 整体软件结构设计 (4) 第三章模块的详细设计 (5) 3.1 L293D电机驱动模块 (5) 3.1.1模块介绍 (5) 3.1.2 PWM脉冲控制原理 (5) 3.1.3 脉冲控制代码 (6) 3.2 HC05蓝牙模块 (7) 3.2.1 模块简介 (7) 3.2.2 蓝牙串口程序说明 (7) 3.2.3 模块引脚说明 (8)
3.3 USB转TTL模块 (9) 第四章系统功能设计与实现 (11) 4.1 安卓手机蓝牙遥控的设计与实现 (11) 4.1.1 设计基本思路 (11) 4.1.2 遥控任务分配 (11) 4.2.3 蓝牙遥控操作流程 (12) 第五章软硬件调试 (14) 5.1 硬件调试 (14) 5.2 软件调试 (14)
第一章绪论 1.1 研究背景和意义 智能化无处不在。各种智能化设备在不同的领域中发挥着自己的特长，而在家用方面的智能有着相当重要的意义。 本次所设计的智能小车系统包含着对周围环境的检测、舵机控制以及短距离无线遥控等的功能，它需要实现微控制器、多传感器技术、蓝牙遥控、机械结构原理、数字逻辑、自动控制等各学科技术内容的渗透融合。智能小车通过其上部搭载的89C52芯片作为核心控制器，通过多种传感器来获取周围环境信息并将采集到的信息输送给CPU，然后由CPU来给各个部分下达相对应的指令。智能小车不仅价格低廉，而且甚至能够担任人类难以从事的任务，它在工业、农业以及社会生产生活等许多领域都起到了重要作用。本次课题设计中所采用到的短距离无线遥控、单片机控制原理、多传感器技术、自动避障技术等等。现在在工业制造、农业生产、国家安全、军事武器，医疗保健、太空探测等许多领域都日益发挥着其作用，在军事侦察、反恐、防暴、防核化等高危任务方面、环境污染检测方面和在恶劣环境中均有着非常好的发展前景，从这些方面可知本课题研究意义非凡。