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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划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
2、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，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。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
3、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。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。使用红外光电对管，其结构简明，实现方便，成本低廉，没有复杂的图像处理工作，因此反应灵敏，响应时间少。但也存在不足，它能获取的信息是不完全的，容易受很多扰动的影
4、响，抗干扰能力较差。方案三：使用CCD传感器来采集路面信息。使用CCD可以获取大量的图像信息，掌握全面的路径信息，抗干扰能力强，为以后功能的扩展提供方便。但使用CCD需要大量的图像处理工作，进行大量数据的存储和计算，因此电路复杂，实现起来工作量大。方案四：使用光电对管采集路面信息。RPR220结构紧凑，体积小，调整电路简单工作性能稳定。可见方案四最适宜，但仅从此项目考虑，方案二成本低，也能完成设计，故选用方案二。电机控制模块电机的选择方案一：采用步进电机，其转过的角度可以精确定位，可实现小车行进过程的精确定位。但步进电机的输出力矩低，随转速的升高而降低，且转速越快下降得越快。方案二：采用直流电
5、机，其转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，操作方便。速度的调节可以改变电压也可以调节PWM。基于以上，我们选择了方案二，使用直流电机作为驱动电机。电机的驱动采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片，其操作方便，稳定性好，性能优良。一片L298N就可以分别控制两个直流电机。电源模块给整个系统稳定供电以保持其正常工作，包括的电源以及转5V部分，其中的是给电机和其驱动供电，5V的用来驱动单片机及其他芯片。以上单元连接如下图所示：软件部分程序流程图此系统采用89C52单片机，再根据硬件连接，通过相应的软件来完成对信号的采集和数据的分析，再控制小车的运行状态，以下为主程序流程图：程序设计思路寻迹模块程序
6、通过传感器获得路面信息然后反馈给单片机，再通过单片机来实现相应的功能。电机驱动模块程序控制两个直流电机，实现前进、后退、前左转、前右转、停车等功能。4各部分电路的作用及电路工作原理分析信号采集模块TCRT500结构与工作原理TCRT5000(L)具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上，利用红外光谱反射对象存在另一个对象上，操作的波长大约是950毫米。探测器由光电晶体三极管组成的,它由高发射功率红外光电二极管和高度灵敏光电晶体管组成。通过测试，其检测距离在2mm-10mm。TCRT5000的发射管和接收管是一起封装在矩形塑料壳中，为了使检测更加准确，我们用了5只TCRT5000检测黑线，实
7、物见图4-1。信号采集电路图及原理小车在白色地面行驶时，红外发射管发出的红外信号被反射，接收管收到信号后，输出端为低电平，经过比较器比较后输出为低电平。而当红外信号遇到黑色导轨时，红外信号被吸收，接收管不能接收信号，输出端为高电平，经过比较器比较后输出高电平。单片机通过采集每个比较器的输出端电压，便可以检测出黑线的相对位置的位置，从而控制小车的行驶方向。课程设计报告学院：电气工程与自动化学院题目：基于单片机的寻迹小车专业：自动化班级学号：113班07号姓名：陈奎指导老师：王祖麟教授XX/07/25目录第一章：绪论1：前言4:课程的来源迹和现状4：课题的来源4：智能汽车在国外的情况4:智能汽车在
8、国内的情况5研究内容：5第二章：小车总体设计5：机械特性：5：寻迹原理：6第三章：硬件设计7：控制器：7：简述：7：开发工具：8：硬件电路设计：9：电源电路：9：电机驱动模块：10：红外检测电路：10：遥控控制：10第四章：软件设计11：编译环境11：模块的驱动12：红外传感模块：12：电机驱动模块12:遥控模块的实现15第五章：系统调试：17：设计注意事项：17：外部因素17：内部因素：17：硬件总体调试：18第六章：小论文19附录：小车程序：20小车实物23第一章：绪论前言：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
9、，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。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。当今这个时代是信息的时代，各种新技术、新思想层出不穷，纵观世界范围内智能汽车技术的发展，每一次新的进步无不是受新技术新思想的推动。随着汽车工业的迅速发展，传统的汽车的发展逐渐被淘汰。伴随着电子技术和嵌入式技术的迅猛发展，这使得汽车日渐走向智能化。智能汽车由原先的驾驶更加简单更加安全更加舒适，逐渐的向智能驾驶系统方向发展。智能驾驶系统
10、相当于智能机器人，能代替人驾驶汽车。它主要是通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机，对汽车前后左右一定区域进行不停地扫描和监视。计算机、电子地图和光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算，并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息，代替人的大脑发出指令，指挥执行系统操作汽车，这就使得智能汽车的发展成为当今的主流，所以就有了这许许多多的智能汽车实验。课题的来源及现状课题的来源汽车的智能化是21世纪汽车产业的核心竞争力之一。汽车的智能化是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技，成为当今许多科目的综合体。智能汽车国外发展情况
11、从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。在无人驾驶技术研究方面位于世界前列的德国汉堡Ibeo公司研制的无人驾驶汽车，XX年4月11日在英国伦敦科学博物馆与公众见面。这辆无人驾驶智能汽车经德国大众汽车公司生产的帕萨特改装而成，外表看来与普通家庭汽车并无差别，但却可以在错综复杂的城市公路系统中无人驾驶智能汽车国内发展情况与国外相比，国内在智能车辆方面的研究起步较晚，规模较小，开展这方面研究工作的单位主要是一些大学和研究所，如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、长安大学、沈阳自动化所等。我国从20世纪80
12、年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。先后研制出四代无人驾驶汽车。第四代全自主无人驾驶汽车于XX年6月在长沙市绕城高速公路上进行了全自主无人驾驶试验，试验最高时速达到/h。在XX年10月12日的第六届高交会上，红旗无人驾驶汽车就引起了极大的轰动。它在高速公路上最高稳定无人驾驶速度为130公里/小时；峰值无人驾驶速度为170公里/小时。并同时具备安全超车和系统小型化两个主要指标。为如此，他们把它称为“中国汽车界的神舟五号”。XX年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功，该车有望于两年之内率先在上海世纪公园进行示范运营，并在XX
13、年世博会上一展身手。到时游客只需在公园的入口处按下一个按钮，一辆没有司机的四座敞篷汽车就会从远处开过来缓缓停下，然后搭载着乘客前往他们想去的景点。：本论文研究的内容本论文主要是研究3轮小车的寻迹原理及其控制过程的实现。第二章：总体设计机械特性小车采用的是一辆三轮车车模。后轮控件前进或转弯，前轮根据后轮驱动左右摆即可以实现左右转。这种车模控制简单。小车上的单片机可通过寻迹模块传送来的信号，做出判断，进而指挥小车后轮电机的运转，实现寻迹过程。PWM控制后轮电机转动的速度来控制前轮电机的转动幅度从而控制小车的转弯幅度，实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：B实验者：1XX姚城
14、实验时间：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红外光对管一绪论智能小车的作用和意义自第一台工业
15、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
