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1、毕 业 设 计（论 文）单片机寻迹小车设计与制作系系 别别： ：机电信息学院专专业业名名称称： ：自动化学学生生姓姓名：名：徐德鋆学学 号：号：0701030117指指导导教教师师姓名、姓名、职职称称： ：朱宇完成日期 年 月 日摘摘 要要STC89C51RC 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。本文介绍的是基于 STC89C51RC 单片机循迹电动小车的设计与制作。以STC89C51RC 单片机为控制核心，采用两个红外反射式光电传感器 ST188 检测黑色轨迹线，能较有效的控制其在特定位置转弯及行驶出错处理，控制电动小车的自动寻迹。L298N 芯片驱动小车的电
2、机，两个 130r/min 的 5V 直流电机为小车提供驱动力，保证了小车平稳匀速的向前行驶。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。关键词 STC89C51RC 单片机；反射式光电传感器；PWM 调速；电动小车AbstractSTC89C51RC microcontroller is a single chip eight, his ease of use and versatility by the majority of users praise. This article describes a microcontroller based tracking STC89C51RC elect
3、ric car design and production. STC89C51RC microcontroller for the control of the core, using two infrared reflective photoelectric sensors detect the black trajectory ST188, can more effectively control its turning and running in a specific location error handling, control, automatic electric car tr
4、acing. L298N chip-driven motor car, two 130r/min the 5V DC motor to provide driving force for the car to ensure that the car moving forward smoothly uniform. Simple circuit structure of the system reliability can be high.Keywords STC89C51RC SCM; reflective photoelectric sensor; PWM speed control; el
5、ectric car目录目录第 1 章 绪论.51.1 引言.5 1.2 国内外现状.5第 2 章 概述.62.1 什么是单片机.6 2.2 单片机介绍.7 2.2.1 单片机历史.7 2.3 STC89C51RC 芯片简介.8 2.3.1 STC89C51RC 结构图 .9 2.3.2 STC89C51RC 系列单片机管脚的定义 .9 2.4 L298N 电机驱动简介.10 2.4.1 L298N 内部结构图 .11 2.4.2 L298N 引脚排列 .11 2.5 红外反射传感器简介.12 2.6 LM358 比较器简介.13第 3 章 循迹小车的车体.143.1 小车零件.15第 4 章
6、 循迹小车的硬件设计.154.1 循迹小车的控制器模块 .16 4.2 循迹小车的传感器模块 .16 4.3 循迹小车的电压比较器模块 .17 4.4 循迹小车的驱动模块 .18 4.5 寻迹小车的电源模块.19第 5 章 循迹小车的软件设计.205.1 循迹小车软件中的行驶以及转弯程序.21第 6 章 循迹小车程序的编译与烧录.226.1 KEIL UVISION2 环境.22 6.2 循迹小车程序的烧录 .23结束语.24附 录 1 循环迹小车原理图 .25附 录 2 循迹小车源程序 .26附 录 3 小车靓照 .27附 录 4 元器件清单 .28参考文献.29致 谢.29第第 1 1 章
7、章 绪论绪论1.11.1 引言引言随着科学技术的快速发展，智能机器人在工业的应用越来越广。这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，随着智能机器人的技术进步，机器人将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。本文采用 MCS-51 系列中的 80C51 单片机。以 STC89C51RC 单片机为控制核心，采用二个红外反射式光电传感器 ST188 检测黑色胶带轨迹线。80C51 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。它是第三代单片机的代表。小车的主
8、要功能是：沿着一条一米长的曲折黑胶带轨迹匀速行驶。1.21.2 国内外现状国内外现状自工业革命以来，随着电气的发展，人类进入了文明的新阶段。机器人已经广泛用于工业、农业、服务业、军事、机械、交通、航天航空等领域。智能机器人水平的不断提高，大大提高了劳动效率，减轻了劳动强度。机器人与人类并肩作战，在征服自然，改造自然地过程中发挥着重要作用。近年来，智能行走机器人的研究呈现一些新的特点。首先，随着计算机硬件按技术的提高，硬件结构由最初的专用板卡或芯片逐渐向通用板卡或芯片过渡，为了提高运转速度，出现了专用的运算指令。其次，在控制系统方面，随着网络传输速度的提高，出现了基于网络传输信号控制的机器人，而
9、不再是以往一成不变的“单机式”控制模式。最后，机器人的控制算法成为研究的一个重点。目前智能行走机器人，智能小车的研究正向复杂型、智能型、自住型发展，智能车与人类与人生活联系的越来越密切。作为现在机器人中一个重要分支“移动”是机器人里一个相当活跃的研究领域。智能小车是集理论力学、机械结构、数字电路、模拟电路、传感器、单片机、控制理论和算法等多门学科为一体的综合系统，其内容涵盖机械、电子、自动控制原理、计算机、传感技术等多个学科和领域。当前的电动小汽车基本上采取的是基于纯硬件电路的一种开环控制方法, 或者是直线行使, 或者是在遥控下作出前进、后退、转弯、停车等基本功能。但是这不能满足某些特殊场合下
10、的要求。基于此，本文设计了智能循迹电动小车控制系统。实现对电动车的运动状态进行实时控制。自主循迹电动小车是一个运用传感器、单片机、信号处理、电机驱动及自动控制等技术来实现环境感和自动行驶为一体的高新技术综合体，它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用。第第 2 2 章章 概述概述2.12.1 什么是单片机什么是单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Microcontroller） ，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易
