基于MSP430单片机循迹小车课程设计报告
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
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：张振凤，冯志成，肖新加，戴小敏，杨小林，谢鹏华和张莹任务分配情况如表1所示：
表1 任务分配情况
冯志成张莹红外循迹模块
肖新加，代小敏，杨小林电机驱动模块
张振凤谢鹏华写程序，各接口的连接，数据的收集
及小车的调试
1.3 使用说明书
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。在本设计中，在本设计中，msp430单片机使用5V电源，电机使用5V电源。用了6节1.5V的电池，为单片机和电机供电。如图所示：
图1 电源实物图
其红线接电机驱动模块上的VDD接口，绿线连接GND接口。
2.2 红外循迹模块
采用光敏二极管作为光源探测模块的传感器，由于光敏二极管感光后，内阻有较大的变化，通过一定的电路转化为电压的变化。其实物图为：
图2 红外循迹模块实物图
图中的SSI至SS5分别连接单片机I/O接口的P3.0到P3.4。分别控制五个光敏二极管，
当没有检测到黑线，则指示灯不亮，则为高电平。有检测到黑线，则指示灯亮，为低电
平。从而判断出小车是否能够循迹走。
2.2.1 红外循迹模块原理图
采用比较器对 5 个二极管的输出电压进行比较，光敏二极管引起的电压变化送到
比较器的反相端与基准信号进行比较，将结果输入到单片机执行判断。基于的寻光电压
比较电路：二号管脚为基准电压输入端，将需要进行比较的电压输入到三号管脚，如果
比基电压的值大，则一号管脚输出为高电平，反之为低电平。其原理图为：
在板子的下面有五个循迹传感器，其实图为：
图5 循迹传感器
通过这五个传感器检测，没有检测到黑线，则H4发光到白纸光反射到H4接收端，H4接收端导通，导通则T1接地=0，指示灯不亮，则为高电平。有检测到黑线，则H4发光到黑线光全部被吸收，H4接收端，没有收到任何信号，因为H4不导通（截止），则T1=VCC，指示灯亮，为低电平。
2.2.2 红外循迹模块构造
红外循迹模块由循迹传感器，触碰传感器，测距距离调节器组成，其元件清单如下表所示：
表2 红外循迹模块元件清单
序号名称个数作用
1 循迹传感器5循迹作用
SSI 至SS5分别连接单片机I/O 接口的P3.0到P3.4。 2.3 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。L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。IN1IN2 IN3 IN4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。也利用单片机产生PWM 信号接到ENA ，ENB 端子，对电机的转速进行调节。 其实物图为：
图6 电机驱动模块实物图
2.3.1 L298N 原理图
个
2 碰触传感器
1个
检查障碍物 3
测距距离调节器 1
个
调节与地面的高度
2
3
4
IN15IN27IN310IN412ENA 6ENB 11GND 1GND 15GND 8
VS S 4VC C
9
OUT12OUT23OUT313OUT414U1
L298N A -
+
MG1
MOTOR RIGHT
A -
+
MG2
MOTOR LEFT
D14007
D54007
D34007
D44007
D24007
D74007
D84007
D64007
123456
J1单片机引脚
P3.1P3.3P3.5P3.7P4.2P4.4
IN15IN27IN310IN412ENA 6ENB 11GND 1GND 15GND 8
VS S 4VC C
9
OUT12OUT23OUT313OUT414U2
L298N
+12V
+12V
+12V
+12V
+5V
+5V
小 车 电 机 驱 动
IN15
IN27IN310
IN412ENA 6ENB 11GND 1GND 15GND
8
VS S 4
VC C
9
OUT1
2
OUT23
OUT3
13
OUT414U3
L298N
A
-
+
灭火风扇
灭 火 风 扇 驱 动
123
J2
CON3P5.7
GND +5V
图7 L298N 原理图 L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。IN1IN2
IN3 IN4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。也利用单片机产生PWM 信号接到ENA ，ENB 端子，对电机的转速进行调节。其L298N 逻辑功能图为:
表3 L298N 的逻辑功能图
其OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机，IN1IN2 IN3 IN4脚接输入控制电平，控制电机的正反转，P4.0~4.3分别连接IN1~IN4。
2.3.2 L298N 构造
电机驱动芯片L298N 包括LED 发光二极管、续流二极管、极性电容、稳压器、散热片、接线端子、L298N 、一般电容等元件组成，其作用如下表所示：
IN1(IN3) IN2(IN4) ENA 电机状态 0 1 1 正转 1 0 1 反转 0 0 0 停止 1
1
1
停止
表4 L298N元件清单
序号名称个数作用
1 LED发光二极管 4个信号指示
2 续流二极管 8个芯片续流保护
3 极性电容 2个滤波作用
4 稳压器 1个稳压输出
5 散热片 1个驱动芯片散热
6 接线端子 3个
7 L298N 1个电机驱动芯片
8 一般电容 2个滤波作用
2.3.3 直流电机驱动原理
（1）其内部采用H桥驱动电路，如图所示：
图8 H桥驱动电路
H桥式电机驱动电路包括四个三极管和一个电机，其外形像大写字母H，故叫做H 桥驱动电路。
要使电机M运转，必须使对角线上的一对三极管导通，其驱动原理示意图如图所示：
图9 驱动原理示意图
H桥式电机驱动电路，利用PWM波对其转速。
（2）功能
对于单项的电机驱动，只要用一个大功率的三极管带动电机即可，当电机需要双向转动时，则需要四个三极管的’H’桥电路，如果需要调速，则需要三极管和场效应管等开关元件实现PWM波调速。
（3）性能
1.输出电流和电压的范围，它决定电路能驱动多大功率电机。
2.效率。
3.对控制输入端的影响。
4.对电源的影响。
5.可靠性。
2.4 主控制模块
本项目的控制芯片均采用MSP430F149芯片，这是一款TI生产的以低功耗著称的16位单片机。其在1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165μA左右，RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1μA。座位显示屏最靠电力工作，采用这款芯片降低了功耗，增强了其使用的周期时间，节约了能源。实物图如图所示：
图10 MSP430F149单片机实物图
小车采用MSP430F149单片机作为控制芯片 ，系统硬件组成共包括九个模块，分别为MSP430F149单片机最小系统模块，4路A/D 转换模块，D/A 转换模块，键盘数码管显示模块，温度传感器模块，实时时钟模块，非易失性存储器模块，液晶显示模块，2路串口通信接口模块。系统软件组成为各个功能模块程序设计，包括七个部分，分别为A/D 转换程序，温度传感器显示当前环境中的温度，用液晶来显示实时时钟，通过串口向单片机发送字符，单片机又发回字符给电脑，D/A 输出方波，非易失性存储器的读写。
MSP430F149单片机
最小系统
A/D 转换模块
D/A 转换模块
温度传感器模块
实时时钟模块
非易性存储器模块
键盘数码管显示模块
液晶显示模块
电平转换
上位机
图11 MSP430F149单片机最小系统
MSP430系列单片机提供三个时钟信号以供给片内各部分电路使用，这三个时钟源分别是：辅助时钟信号(ACLK)，来自32.768kHz 晶振或者另一个外接高频晶振，一般用于低速外设；主时钟信号(MCLK)，CPU 正常运行时使用的主时钟，一般由8MHz 外接晶振提供；子系统时钟(SMCLK)，主要用于高速外围模块。在本实验中我们采用了主时钟信号(MCLK) 。
图12 msp430f149单片机的I/O 引脚图
在单片机的I/O接口中，P1.2和P1.3连接两个PWM波的输出，P3.0~3.4分别连接红外循迹模块上的控制五个红外对管的五个引脚，P4.0~4.3分别连接IN1~IN4.
图13 MSP430F149单片机原理图
将PWM波植入单片机中，然后通过单片机控制电机，PWM波控制速度，在转弯的时候，通过改变PWM波中的占空比而达到转弯，转弯有两种方案：一种是一边不转，另一边转动而达到转弯的效果；另一方案则为一边转的快一边转的慢，从而达到转弯的效果。
3.软件设计
PWM
（脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面，比如：电机调速、温度控制、压力控制等等。
在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。也正因为如此，PWM 又被称为“开关驱动装置”。
小车利用PWM波控制速度，在转弯的时候，通过改变PWM波中的占空比而达到转弯，转弯有两种方案：一种是一边不转，另一边转动而达到转弯的效果；另一方案则为一边转的快一边转的慢，从而达到转弯的效果。在本实验中，我们采用了第二个方案。
图14 PWM波
在这我们用了模式7，复位/置位模式。
我们利用两个PWM波分别控制两个电机，利用PWM波中的占空比不同而达到转弯的效果。其程序为：
void Init_PWM(void)
{
TACTL = TASSEL1 + MC0 + TACLR;
//TimerA选择MCLK时钟,不分频,增计数模式,
CCTL1 = OUTMOD2 + OUTMOD1 + OUTMOD0 + CCIE;
P1DIR|=0X0C;
P1SEL|=0X0C;
//捕获,比较模块1选定为输出比较模式,输出模式7,禁止比较中断
CCTL2 = OUTMOD2 + OUTMOD1 + OUTMOD0 + CCIE;
//捕获,比较模块2选定为输出比较模式,输出模式7,禁止比较中断
CCR0 = 8000;
}
/*******设置PWM1的占空比*******/
void Set_PWM1_Duty(uchar duty)
{
if((duty >= 5) && (duty <= 95)) //将占空比限制在5% ~ 95%之间{
CCR1 = 8000 / 100 * duty;
}
else //否则将占空比强制设置为50%
{
CCR1 = 4000;
}
}
/*******设置PWM2的占空比*******/
void Set_PWM2_Duty(uchar duty)
{
if((duty >= 5) && (duty <= 95)) //将占空比限制在5% ~ 95%之间{
CCR2 = 8000 / 100 * duty;
}
else //否则将占空比强制设置为50%
{
CCR2 = 4000;
}
}
程序设计流程图为：
图15 程序设计流程图
开
启动寻迹
探 测 黑
是否探测到
判断处理程序(switch)
右轮探测到
左轮探测到左右轮同时探测
向 右 向 左 继续前
继 续 前
是
否
结
4.实验结果
循迹小车整体实物图如图所示：
图 16 循迹小车整体图
小车在直道行走图如图所示：
图 17 小车在直道上行走图小车在弯道上行走图：
图 18 小车在弯道上行走图
5.调试过程
1 在最开始的时候，最开始认为遇到黑线时为高电平，然后指示灯亮，而在实际走的时候就导致完全不按自己预想的走。
解决方法：用万能表测试在黑线上时红外管两端的电压，测试为低电平。
2 在跑弯道的时候，车不能按照预定的轨道走。
解决方法：通过多次调试PWM波的占空比，从而使轮子的速度达到一定得速度，从而按照预定的路行驶。
3 直接按照给的资料，IN1、IN2、IN3、IN4正转/翻转的条件，结果发现车子一个正转，一个反转。
解决方法：通过改写程序，然后一一确定正转/反转的条件。
4 红外对管不管遇到黑线还是没遇到，指示灯却一直亮着。
解决方法：通过检测发现，这个红外对管坏了，然后只用了三个红外对管循路。
6.实验心得
基于这次长达两周的课程设计，对我们组来说是一个非常严峻的考验，成员都觉得一个字，难！两个字，很难！三个字，非常难！对于我们来说，我们是一个初学者，而且上课的时候都是打酱油飘过。
不过总体来说还是有收获的，对于一个课题，组长分别把成员都安排了任务，每个人都有自己的任务，这样谁都不能依赖谁，只能靠自我学习完成任务。在课设过程中也看到了组员之间的团结，也看到组员之间的着急，知道自己的在学习中的不足，碰到不懂的问题立马找同学或者老师解决。在设计的过程中我们也不可避免的遇到了很多的问题。尤其是在调试过程中,会因为某些原因出不来结果。通过这次的课程设计，我们也发现了不少自己不会的知识，通过查询各方面资料，我们也进步了很多，有学会了很多上课时没掌握的东西，最后在调试结果出来后,我们更是无比的兴奋,无比的自豪。总之,通过这次单片机应用项目设计,我们不仅对自己的知识有了更深的掌握和应用,更了解到团队精神的力量.在以后的学习和生活中受用终身。
作为通信工程专业的学生，单片机课程的学习是很有意义，并且至关重要的。在大学前三年对基础知识以及通过对专业课的学习，我们掌握了很多理论知识，却很少有实践的机会，而这次硬件课设是对前面学习的一个很好的考察。
（张振凤）
学习msp430单片机已经有一个学期了，很高兴在最后的课设里自己能为小组出一份微薄之力，和他们一起完成这个能循迹的小车。记得我们做小车断断续续做了一个多星期，这虽然说有点枯燥，但是和他们一起探讨而且有成果就是快乐。在这里我首先要感谢我们的胡老师，感谢她一个学期认真的教我们430的单片机知识，我们小车课设用到了定时器A，用它产生两路PWM波去控制小车两个跑道带的跑动速度。其次我得感谢我的那帮在实验室呆的同学，他们为我们成功做出小车提供了资料上的和代码问题上的帮助。可以说小车代码很简单，但由于我们学习得有点浅，所以我在写有定时器的TA 产生两路PWM波上有点力不从心，其他的用单片机上的引脚的定义提供数据上也有点生疏。小车循迹部分我们也遇到可一些困难，我们在用小车红外检测的时候用手指代替黑色胶带去测反馈回来的电平，导致把引脚电平都搞反了。总之，在这个过程中我们遇到了很多困难，我们小组成员各司其职，各尽所能，比较顺利的完成了。在这个过程中我学到了很多，我觉得要成功我们就的团结，就得喜于问，就得多动手去探试，就得有一颗必成的心。
（谢鹏华）
这次的课程设计，组长安排大家每个人分配着不同的版块。我和冯志诚一起负责红外管，负责红外管整个的部分，主要是红外管发光原理以及这个部分的代码等。
在这个课程设计的过程中，自己一直在和整个组员一起分析整个原理，设计以及组装。对于自己而言，代码不是很熟悉，单片机的学习不是很到位，面对自己的学习，第一次发现自己学习的这么认真。组长很认真，对我们的要求很高。主要是自己负责自己的版块，自己去弄懂自己要负责的部分，组长只是在我们特别的没有思绪时，才会帮我们解决下问题。经过这一次的学习，自己大概清楚知道一些关于电子控件等物件的运行的原理，面对以前一直认为特别神奇的物件，现在是比较清楚的了解那些小物件的东西。学习后，自己真正的发现自己对于自己专业掌握的太少，自己开始对自己以后就业担忧。面对自己在专业知识上的缺陷，自己现在必须对自己的未来负责，对自己的就业有个详细规划。通过一次学习，让自己有了更深的感悟，这是自己认为最重要的一个学习感悟。
(张莹)
作为通信工程专业的学生，单片机课程的学习室很有意义，并且至关重要的。在大学前几个学期对基础知识以及通过对专业课的学习，我们掌握了很多理论知识，却很少有实践的机会，而这次硬件课设是对前面学习的很好的考察，既考察了我们C语言的编程能力，硬件实践能力，快速学习能力，也考察了我的团队合作，发现以及解决问题的能力。所以这次硬件课设给我们提供了一个很好的平台。
本次课设我负责电机驱动模块，电机驱动模块采用H桥式电动驱动电路。该电路包括四个三极管和一个电机，要是电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通，利用PWM 波控制其转速。H型电路保证了可以简单实现转速和方向的控制，稳定性也极强，是一种广泛应用的PWM调速技术。
通过这次课设我学到了很多，对单片机的应用有了更深刻的理解。在动手实践的过程中，加深了对课本理论知识的理解，也认识到自己的不足，使我体会到实践的重要性，在学习一个新知识时，要不骄不躁，认真研究，相信自己，终究会取得成功。
（肖新家）经过这次课设我深刻体会到了平时不好好学习就会重修的道理。在这段课设的时间里，我也有很认真的问同学一些我不懂的东西。在做小车的期间，我了解到小车需要PWM给它调节电机的转速，单片机的IO端分别给该模块的IN1到IN4高低电平来实现小
车的前进或后退，把程序弄懂。但在第一轮答辩的时候，胡老师问我那个电容叫什么，我却说成是电阻，这确实是我不对，我承认在这方面，不懂的很多，这也是我本不该犯的错误。但是下来以后我又很认真的把上面的原件一一认识了一遍，了解他们各自的作用。第二轮答辩的时候，胡老师问我L298电路原理图中那个二极管叫什么，我没有回答得出来，之后我了解到了它叫整流二极管，起到保护原件的作用。第三轮答辩的时候，胡老师又问我L298内部的驱动原理是什么。为此我更加深入的去了解了一下L298n,它内部含有两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，要使电机M运转，必须使H桥的对角线的一对三极管导通，完整的晶体管H桥驱动电路，PWM1，PWM2，为电机方向控制输入端，例如，PWM1=1，PWM2=0时正转，PWM1=0，PWM2=1时电机反转。PWM1，PWM2同时也是电机调速的脉宽输入端；采用标准逻辑电平信号控制，与单片机的IO端直接相连接；
在这次课设的过程中胡老师的语言惊醒了我，我意识到作为学生就应该好好掌握科学文化知识，通俗的讲，就是要给自己一个，给关心我们的亲朋好友还有老师一个很好的交代。这是我们的义务也是责任，要好好珍惜这一去不复返的大学时光。在我们身边，很多同学都在追时间，分配自己的时间。然而时间却在我玩游戏时从我的指尖悄悄的划过，我却很白痴一样在游戏中沾沾自喜。过去的就让她像风一样过去吧人始终得向前看，努力的过好明天。不管怎样我还是谢谢我最敬爱的胡英胡老师，谢谢你的教导，谢谢。
(杨小林）
7.附录
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void Init_PWM(void)
{
TACTL = TASSEL1 + MC0 + TACLR;
智能小车课程设计
智能循迹小车 【摘要】 本课题是基于低功耗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。小车系统以单片机为系统控制处器；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。 一、实验目的 这次设计智能小车的目的是为了掌握电路设计的方法和技巧。如何将学习到的理论知识运用到实际当中去，怎样能够活学活用，深入的了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成这次实训。 根据老师给的控制要求，和自己的发挥扩充能力，独立的，大胆的去实践，开拓创新，能够将自己的想法体现到实际电路当中去。 二、设计方案 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、各芯片说明 W981216BH-6 一种髙速度同步动态随机存取存储器(SDRAM),具有1M 字(words) *4 层(banks)*16 位(bits)的存储结构组织.传输数据带宽最高达166M 字/秒(-6)。
对SDRAM是否访问是突发导向。在一个页面连续的内存位置可在一个1, 2, 4, 8或整页突发访问时长和行选择组由活动命令。列地址自动生成的SDRAM 的内部计数器在突发运作。随机栏也可以通过阅读在每个时钟周期提供其地址。该多组特性使交织在内部银行隐藏预充电时间。通过让一个可编程的模式寄存器，该系统可以改变突发长度，延时周期，交错或连续突发最大限度地发挥其性能。 W981216BH是在理想的主内存高性能应用。 特征： 1、.3V±0.3V电源 2、截至143 MHz时钟频率 3、2,097,152字×4层×16 位组织 4、自动刷新和自刷新 5、CAS 延时：2和3 6、突发长度：1, 2, 4, 8,和整页 7、突发读，写单人模式 8、自动预充电和预充电控制 9、4K刷新周期/ 64 ms TE28F160C3BD70（快闪记忆体）
汽车设计课程设计(货车)
沈阳航空工业学院 课程设计 （说明书） 课程名称汽车设计课程设计 专业机械设计制造及其自动化 班级 6406110 学号 200604061345 姓名刘大慧 指导教师王文竹
目录 1 汽车的总体设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1.1汽车总体设计的特点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1.2汽车总体设计的一般顺序- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - 1 1.3布置形式- - - - - - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - -3 1.4轴数的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 1.5 驱动形式的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- -4 2 载货汽车主要技术参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -5 2.1汽车质量参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.1汽车载荷质量的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.2整车整备质量的预估- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.3汽车总质量的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.4汽车轴数和驱动形式的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.1.5汽车的轴荷分配- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2.2汽车主要尺寸的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.2.1汽车轴距L确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.2.2汽车的前后轮距B1和B2- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.2.3汽车前悬Lf和后悬LR的确定- - - - - - - - - - - - - - - - -- - 6 2.2.4汽车的外廓尺寸- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 2.3汽车主要性能参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --- - 7 2.3.1汽车动力性参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3.2汽车燃油经济性参数的确定 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3.3汽车通过性性参数的确定- - - - - - - - - - - - - - - - -- - 8 2.3.4汽车制动性参数的确定 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 3载货汽车主要部件的选择和布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.1发动机的选择与布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- --- 9 3.1.1发动机型式的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- -- 9 3.1.2发动机主要性能指标的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 9
智能循迹小车实验报告18447
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。
智能循迹小车___设计报告
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。
自动循迹小车课程设计
课程报告 课程名称：嵌入式系统与应用项目名称：自动循迹小车院系：理学院 专业：自动化1401 学号：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxx 指导导师：xxxxxxxx 2017年05月23日 西京学院理学院制
摘要 本次课程设计主要完成基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计。此智能小车系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度进行控制，循迹模块进行黑白检测，其他外围扩展电路实现系统整体功能。实现了智能小车能够自动跟踪地面上的黑色轨迹的任务。 关键字：STM32；红外探测；PWM；电机控制
Abstract This course design mainly completes the system design of intelligent car control system based on STM32F103 microprocessor. The composition of this intelligent car system mainly includes STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit. This test uses STM32F103 microprocessor as the core chip, the use of PWM technology to control the speed, tracking module for black and white detection, other peripheral expansion circuit to achieve the overall function of the system. To achieve the smart car can automatically track the black track on the ground task. Keywords：STM32；infrared detection；PWM；motor control
汽车设计课程设计
XX大学 汽车设计课程设计说明书设计题目：轿车转向系设计 学院：X X 学号：XXXXXXXX 姓名：XXX 指导老师：XXX 日期：201X年XX月XX日
汽车设计课程设计任务书 题目：轿车转向系设计 内容： 1.零件图1张 2.课程设计说明书1份 原始资料： 1.整车性能参数 驱动形式4 2前轮 轴距2471mm 轮距前/后1429/1422mm 整备质量1060kg 空载时前轴分配负荷60% 最高车速180km/h 最大爬坡度35% 制动距离（初速30km/h） 5.6m 最小转向直径11m 最大功率/转速74/5800kW/rpm 最大转矩/转速150/4000N·m/rpm 2.对转向系的基本要求 1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕顺时转向中心旋转； 2）操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N； 3）转向系的角传动比在15~20之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上；4）转向灵敏； 5）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构； 6）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
目录 序言 (4) 第一节转向系方案的选择 (4) 一、转向盘 (4) 二、转向轴 (5) 三、转向器 (6) 四、转向梯形 (6) 第二节齿轮齿条转向器的基本设计 (7) 一、齿轮齿条转向器的结构选择 (7) 二、齿轮齿条转向器的布置形式 (9) 三、设计目标参数及对应转向轮偏角计算 (9) 四、转向器参数选取与计算 (10) 五、齿轮轴结构设计 (12) 六、转向器材料 (13) 第三节齿轮齿条转向器数据校核 (13) 一、齿条强度校核 (13) 二、小齿轮强度校核 (15) 三、齿轮轴的强度校核 (18) 第四节转向梯形机构的设计 (21) 一、转向梯形机构尺寸的初步确定 (21) 二、断开式转向梯形机构横拉杆上断开点的确定 (24) 三、转向传动机构结构元件 (24) 第五节参考文献 (25)
循迹小车课程设计报告
南京工程学院 工程基础实验与训练中心 本科课程设计说明书（论文）题目：自动循迹小车 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 起迄日期：2012.6.11～2012.7.6 设计地点：工程中心B208
目录 摘要： (4) Abstract (5) 一、系统方案 (6) 1、课设要求： (6) 1.1、完成基本设计功能： (6) 1.2、发挥部分 (6) 2、总体设计 (6) 3、模块方案比较与论证 (7) 3.1、电源模块： (7) 3.2、电机驱动模块: (7) 3.3、传感器模块： (9) 3.4、显示模块: (10) 3.5、测速模块 (12) 二、循迹小车硬件设计 (13) 1、机械设计 (13) 2、小车各模块分布 (13) 3、小车传感器位置排布 (13) 三、循迹小车软件设计 (14) 1、循迹小车主函数流程图 (14) 2、计算路程模块流程图 (14) 3、循迹模块流程图 (16)
四、程序 (18) 五、开发总结与心得 (18) 1、总体方案论证和确立 (18) 2、各分立模块的制作调试 (18) 3、总车的装配调试 (19) 4、总结与展望 (19) 六、参考文献 (19)
课程设计说明书（论文）中文摘要 摘要： 硬件设计：自动循迹小车控制器采用STC89C52单片机，采用LCD1602液晶显示屏显示当前小车速度和里程等数据；电机正反转采用L298N集成电路模块来驱动，也可以直接采用三极管组成桥式驱动电路来控制。里程检测传感器采用霍尔传感器或光电发射接收对管。跑道标志线采用光电发射接收对管检测并使用软件整形消抖措施，电源采用4节7号充电电池供电（在条件允许情况下单片机与电机可使用独立稳压电源供电）。 软件设计：主程序主要任务一方面扫描光电发射接收对管检测到的信号，然后判断小车转向；另一方面主程序还需要完成速度里程显示任务。采用外部中断0来实现小车速度检测，通过光电接收对管或霍尔传感器检测小车转速，小车每转动一周将会使传感器发出一中断申请信号；采用外部中断1来实现金属块检测，传感器选用接近开关，检测到金属后，接近开关将申请中断。 关键词：单片机液晶显示桥式驱动电路主程序
智能循迹小车设计报告
电子作品设计报告 项目名称：智能小车 学院：机电工程学院 专业：应用电子技术 班级：09应电（1）班 组别：第三组 姓名：杨磊赖焕宁梁广生 指导老师：杨青勇玉宁
目录 摘要： (3) 关键词： (3) 引言： (3) 一、系统设计 (3) 1.1设计要求 (4) 1.2车体方案认证与选择 (4) 二、硬件设计及说明 (5) 2.1原理图设计 (5) 2.1.1稳压电源 (5) 2.1.2基本系统 (5) 2.1.3电机驱动 (5) 2.1.4液晶显示部分 (6) 2.1.5RS485数据总线 (6) 2.1.6循迹部分 (7) 2.2PCB设计 (7) 2.2.1主板PCB (7) 2.2.2循迹板PCB (8) 三、软件设计及说明 (8) 四、系统测试过程 (10)
五、总结 (11) 六、附录 (11) 附录一：系统元器件清单 (11) 附件二：系统测试源程序 (12) 摘要：本组的智能小车是采用凌阳的车架，是以两个电机来驱动小车，主板部 分自行设计。通过接收器MAX1483来采集信息，传送进主控芯片PIC16F886单片机，进行数据处理后，送进驱动芯片L293D以完成相应的操作。采用反射式红外光电传感器ST178来实现小车自动循迹功能，并且整个过程采用液晶显示屏RT1602来显示相应的数据。 关键词：PIC16F886 L293D 反射式红外光电传感器ST178 自动循迹引言： 近现代，随着电子科技的迅猛发展，人们对技术也提出了更高的要求。汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性，操作性等方面都有巨大的优势，在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的需要。智能小车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，是未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。本文设计的小车以PIC16f886 为控制核心，用反射式红外光电传感器作为检测元件实现小车的自动循迹前行，并显示等功能。 一、系统设计 本组智能小车的硬件主要有以PIC16f886 作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。其中电机驱动部分和其他部分分别由两个不同的电源分开供电。 小车硬件系统结构示意图如下：
循迹小车制作报告
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
智能寻迹小车设计报告
~ 目录 1.项目设计目的 (1) 2.项目设计正文 (3) ．项目分析及方案制定 (3) ．设计步骤及流程图 (4) 寻迹设计步骤 (4) 流程图 (4) ( ．主要模块介绍 (4) LM393的主要特点 (4) LM393引脚图及内部框图 (5) LM393 功能简介 (5) 89C2051 (5) 89C2051简介 (5) 89C2051 主要性能参数 (5) 89C2051 功能特性概述 (6) 。 ．电路设计及PCB绘制 (6) 电源电路 (6) 红外收发电路 (6) 电机驱动电路 (7) 单片机最小系统 (7) 整体电路 (8)
PCB板的绘制 (8) . 成品展示 (9) \ 3．项目设计总结 (9) 4．参考文献 (10) 智能寻迹小车 ——CDIO三级项目 王君杰 （电子信息工程 1501 6） 一、项目设计目的 在科技飞速发展的今天，智能化的概念已经渗入到各行各业，自动控制系统也出现在生活的方方面面，早到工厂的机械化生产，近到目前的自动驾驶。越来越多的领域涉及到电控制技术。特别是使用单片机一类的MCU的控制，在生活中越来越常见。因此，基于单片机控制的电路的学习和时间对于我们来说就显得尤为重要。同时，对于单片机作为软件主控单元，结合模电数电的硬件电路支持的综合项目开发，也是作为大学生需要了解并且熟练运用的基础。掌握了这些知识，对于我们以后的职业发展也有着莫大的帮助。 二、? 三、项目设计正文 、项目分析及方案制定 首先对于“智能寻迹小车”这个标题而言，我们可以分为两个部分：小车和智能寻迹。“小车”决定了硬件电路的大致构成：电源、电容、电阻、开关、电机、LED。而“智能”则决定了一些高级电路的选用：MCU、传感器、电机驱动、电位器及一些IC。 其次，假如去掉“智能”两字，仅关注如何做成一个能够行驶的小车，那么电路的搭建将会变得尤为简单。假如做一个“上电即跑”的小车，那么连开关都不需要，仅需要电源（干电池即可），两个电机 （3V/100mA）和两个限流电阻按图一方式连接即可。当然，这样的 小车只能实现向一个方向前进，无法实现跑道的自动识别和转向。 不过，这个电路也是所有行驶工具的基础，所有的行驶工具，都是 在这个电路的基础上按照想要实现的功能进行拓展开发。 接着让我们来到“智能”的环节。所谓智能，也就是需要小车 有人的思想，正如同课题所述——寻迹。智能的小车需要具备自动识别跑道的能力。同时，在采集到跑道信息后要做出相应的处理。在我们这个课题中，也就是需要及时并
汽车设计课程设计
西安交通大学 汽车设计课程设计说明书 载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计 姓名： 班级： 学号： 专业名称： 指导老师： 日期：2104/12/1
题目： 设计一辆用于长途运输固体物料，载重质量20t 的重型货运汽车。 整车尺寸：11980mm×2465mm×3530mm 轴数：4；驱动型式：8×4；轴距：1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量：20000kg 整备质量：11000kg 公路最高行驶速度：90km/h 最大爬坡度：大于30% 设计任务： 1) 查阅相关资料，根据题目特点，进行发动机、离合器、变速箱传动轴、 驱动桥、车轮匹配和选型； 2) 进行汽车动力性、经济性估算，实现整车的优化匹配； 3) 绘制车辆总体布置说明图； 4) 编写设计说明书。 本说明书将从整车主要目标参数的初步确定、传动系各总成的选型、整车性能计算、发动机与传动系部件的确定四部分来介绍本课程设计的设计过程。
1.整车主要目标参数的初步确定 1.1发动机的选择 1.1.1发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。设计要求该载货汽车的最高车速是90km/h ，那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和，即: )76140 3600( 1 3 max max max a D a a T e u A C u f g m P ?+??≥ η （1-1） 式中 max e P ——发动机最大功率，kW ； T η——传动系效率（包括变速器、传动轴万向节、主减速器的传动效率），参考传动部件传动效 率计算得：95%95%98%96%84.9%T η=???=，各传动部件的传动效率见表1-1； 表1-1传动系统各部件的传动效率 a m ——汽车总质量，a m =31 000kg （整备质量11 000kg,载重20 000kg ）； g ——重力加速度，g =9.81m ／s 2 ； f ——滚动阻力系数,由试验测得，在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。轮胎结构、 充气压力对滚动阻力系数有较大影响，良好路面上常用轮胎滚动阻力系数见表1-2。取0.012f =。 表1-2良好路面上常用轮胎滚动阻力系数 D C ——空气阻力系数，取D C =0.9；一般中重型货车可取0.8~1.0；轻型货车或大客车0.6~0.8；
循迹小车课程设计报告
智能循迹小车设计与制作 课程设计报告 系别： 专业： 班级： 成员： 指导老师： 时间：二〇一一年6月30日
一、设计目的： 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、智能循迹小车任务分析 这是一种基于STC89C51单片机的小车寻迹系统。该系统采用两组高灵敏度的光电对管，对路面黑色(白色)轨迹进行检测，并利用单片机产生PWM波，控制小车速度。测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径。 整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行 三、智能循迹小车循迹原理 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。利用了简单、应用比较普遍的检测方法—发光二极管+光敏电阻。 发光二极管+光敏电阻，即利用光线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射白光，当白光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。
四、智能循迹小车总体方案 整个电路系统分为检测、控制、显示、驱动四个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，然后显示小车的运行状态，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图1所示。 图1 智能小车寻迹系统框图 五、智能循迹小车各模块方案 1、循迹模块设计 方案1： 用红外发射管：接收管自己制作光电对管循迹传感器。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，若接收不到发射出的光线则测出黑线继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响，因此我们放弃了这个方案。 方案2： 发光二极管+光敏电阻组成光敏探测器，光敏电阻的阻值可以根跟随周围 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
智能循迹小车
目录 1.第一章绪论 1.1循迹小车的发展现状 1.2 选题意义 1.3本设计的工作 1.3.1设计要求 1.3.2设计思路 2.第二章硬件部分简介 2.1 具体方案论证与设计 2.2 主控芯片的简介 2.2.1 光电反射式传感器（ST178） 2.2.2低功率低失调双比较器LM393 3.第三章光电循迹小车的原理 3.1原理 3.2 传感器电路 3.2.1红外反射式光电传感器原理 3.2.2黑线检测电路
3.3核心控制电路 3.3.1模数转换电路（比较器电路） 3.3.2数字逻辑电路 3.4驱动电路 3.5 拓展功能“防撞” 3.6PCB制板 3.7作品展示 3.8原件清单 4.第四章结论 5.参考文献 6.课程设计心得
绪论 1.1循迹小车发展现状与趋势 智能汽车作为一种智能化的交通工具，体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，是未来汽车发展的趋势。寻迹小车可以看作是缩小化的智能汽车，它实现的基本功能是沿着指定轨道自动寻迹行驶。就目前智能小车发展趋势而言：相比价格昂贵、体积大、数据处理复杂
的传感器CCD反射式光电传感器以其价格适中、体积小、数据处理方便等更具有发展优势。 1.2 选题意义 汽车电子迅猛发展，智能车产生和不断探索并服务于人类的趋势将不可阻挡。智能车的研究将会给汽车这个产生了一百多年的交通工具带来巨大的科技变革。人们在行驶汽车时，不再只在乎它的速度和效率，更多是注重驾驶时的安全性，舒适性，环保节能性和智能性等。各国科学家和汽车工作人员以及汽车爱好者都在致力于智能车的研究，研究的成果有很多都已应用于人们的日常生活生产之中，例如在2005年1月美国发射的“勇气”号和“机遇”号火星探测器实质上都是装备先进的智能车辆。因此，研究智能车的实际意义和取得的价值都非常重大。本课题利用传感器识别路径，将赛道信息进行识别处理，利用主控芯片控制小车的行进进而完成循迹。 1.3本设计的工作 1.3.1设计要求 要求：设计并制作一个简易光电智能循迹电动车，其行驶路线示意图如图1-1：（其中粗黑些为光电寻迹线）要求智能循迹小车从起点出发，沿粗黑色引导线到达终点后立即停车但行驶全程行驶时间不能大于90s。
汽车设计(课程设计)钢板弹簧(DOC)
汽车设计——钢板弹簧课程设计 专业：车辆工程 教师：R老师 姓名：XXXXXX 学号：200XYYYY 2012 年7 月3 日
课程设计任务书 一、课程设计的性质、目的、题目和任务 本课程设计是我们在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节，是培养我们应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。 1、课程设计的目的是： （1）进一步熟悉汽车设计理论教学内容； （2）培养我们理论联系实际的能力； （3）训练我们综合运用知识的能力以及分析问题、解决问题的能力。 2、设计题目: 设计载货汽车的纵置钢板弹簧 (1) 纵置钢板弹簧的已知参数 序号弹簧满载载荷静挠度伸直长度U型螺栓中心距有效长度 1 19800N 9.4cm 118cm 6cm 112cm 材料选用60Si2MnA ,弹性模量取E=2.1×105MPa 3、课程设计的任务： （1）由已知参数确定汽车悬架的其他主要参数； （2）计算悬架总成中主要零件的参数； （3）绘制悬架总成装配图。 二、课程设计的内容及工作量 根据所学的机械设计、汽车构造、汽车理论、汽车设计以及金属力学性能等课程，完成下述涉及内容： 1．学习汽车悬架设计的基本内容 2．选择、确定汽车悬架的主要参数 3．确定汽车悬架的结构 4．计算悬架总成中主要零件的参数 5．撰写设计说明书 6．绘制悬架总成装配图、零部件图共计1张A0。 设计要求： 1. 设计说明书 设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。说明书的格式如下： （1）统一稿纸，正规书写； （2) 竖订横写，每页右侧画一竖线，留出25mm空白，在此空白内标出该页中所计算的主要数据； （3) 附图要清晰注上必要的符号和文字说明，不得潦草； 2. 说明书的内容及计算说明项目 (1)封面；（2）目录；（3）原始数据及资料；（4）对设计课题的分析；（5）汽车纵置钢板弹簧简图；（6）设计计算；（7）设计小结（设计特点及补充说明，鉴别比较分析，个人体会等）；（8）参考文献。 3. 设计图纸 1）装配总图、零件图一张（0＃）；
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： 0804班 姓名： 指导老师： 2010年8月——2010年10月 摘要：
本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 引言
当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。 作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。 无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（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。
循迹小车课程设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：单片机课程设计 设计题目：智能循迹小车 院系：测控技术与仪器系 班级：1001104 设计者：陈哲 学号：1100100534 指导教师：周庆东 设计时间：2013/9/2—2013/9/13 哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
开题报告 （一）立项背景 本次的课程设计的主要任务是设计一个能够通过红外对管识别黑线、通过PWM电路模块进行调速跟踪黑色条纹带以及通过LCD液晶模块进行脉冲、速度、PWM的占空比三个参数的显示的智能小车。控制板的设计以16位的MC9S128单片机为控制核心，MC9S12XS128是一款功能强大的16位微控制器，具有非常丰富的片上资源，如：10位精度的ADC，节省了片外AD；强大的定时器，方便对电机进行控制，可以进行浮点型运算。另外还有精密的比较器，大容量的RAM和ROM，可存储大容量的程序。驱动板则以L289N 驱动芯片为核心，应用红外对管和LCD液晶模块，成功的实现小车的循迹、测速、调速和显示功能这四大功能。课题完成了红外对管、单片机、控制板、驱动板选择，采购接口电路的设计和连接以传感器和电路的安装位置和方式的安排，并完成了整个硬件的安装工作。除此之外，还对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成了软件和硬件的融合，基本实现了智能小车要求实现的预期的功能。 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。所以选择“基于单片机的智能小车循迹设计”一题作为尝试。 本次设计主要解决问题是如何实现所要求的四大功能，最后完成硬件实物的组装，并编制相关程序，使其实现功能的融合，做出具有预先要求功能的实物。 （二）课题目的 在我们基本掌握了51单片机的基本使用方法的基础之上，本学期开学初，单片机课程设计给了我们更大的挑战，课题的目的有以下几点。 （1）进一步熟练其他更加高级的单片机的使用方法、提高程序的编写能力 （2）掌握单片机系统外扩器件的连接与使用 （3）学会选择合适的传感器来完成任务 （4）掌握软件和硬件调试的基本技巧与方法 （三）设计思路
循迹避障小车设计报告材料
项目名称：智能小车 系别：信息工程系 专业：11电气工程及其自动化：亮、占闯、康 指导老师：王蕾
目录 摘要： ............................................................................................ ...3关键词： ............................................................................................ .3 绪论： ............................................................................................ (3) 一、系统设 计 (4) 1.1、任务及要求 (4) 1.2车体方案认证与选择 (4) 二、硬件设计及说 明 (5) 2.1循迹+避障模块 (5) 2.2主控模块 (6) 2.3电机驱动模块 (6) 2.4机械模块 (7) 2.5 电源模块 (7)
三、自动循迹避障小车总体设计 (7) 四、软件设计及说 明 (8) 4.1系统软件流程图 (9) 4.2系统程序 (9) 五、系统测试过 程 (12) 六、总 结 (13) 七、附录：系统元器 件 (13) 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，用以对有无障碍与黑线进行检测。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发出指令进行相应的调整。通过有无光线接收来控制电动小车的转向，从而实现自动循迹避障的功能。 关键词：智能循迹避障小车，STC89C52单片机，L298N驱动芯片，
智能循迹小车设计
智能循迹/避障小车研究 工作报告 一、智能循迹小车程序结构框图 二、Proteus仿真图 三、软件程序设计
一、智能循迹小车程序结构框图 经过几天在网上的查找，对智能循迹/避障小车有了大致的了 解， 一般有三个模块： 1、最基本的小车驱动模块，使用两个二相四线步进电机对小车的两个后轮分别进行驱动，前轮最好用万向轮，能使小车更好地转弯； 2、小车循迹模块，在小车底部有三个并排安装的红外对管，对黑色与白色的反射信号不同，经单片机处理后对小车进行相应处理； 3、避障模块，我写的程序中对于避障模块是用中断来处理的（即安装在小车车头的红外对管检测到有障碍物后，就会向单片机的P3_2口输出一个高电平或是低电平，这时中断程序将对小车进行预先设定好的避障处理），但是在程序结构框图中，我不太会表示中断处理方式，所以就用查询的方式画了。
N Y N Y 二、Proteus 仿真图 我用Proteus 大概地仿真了小车的运行状态。图中的两个二相四线步进电机就代表小车的左右轮（假定步进电机顺时针转动方向为小车前进方向），网上有很多种驱动芯片，在仿真时我只使用L298N 芯
片来驱动步进电机。用三个单刀双制开关模拟用于小车循迹的三个红外对管的输出信号，经一个与门与三极管开关连接到P3_3口，中断程序对P1_0, P1_1, P1_2三个口进行检测，并做出相应处理。同时因为避障模块的优先级高于循迹模块，所以将外部中断0用于避障，外部中断1用于循迹。P1_3口则用于检测小车是否到达终点。 1、小车驱动模块： 使用一片298芯片驱动一个二相四线步进电机，电机的电压为12V。