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1、 2013年 7 月12日一、绪论.4 1.1智能小车的作用和意义.4 二、方案设计与论证 . 4 2.1 总体方案设计 .4 2.2主控系统 .52.3传感器选择方案 .6 2.4电机驱动芯片选择方案.6 2.5电机方案选择.62.6电源方案选择.7 三、主要器件介绍 .73.1 STC89C52的介绍 .7 3.2 L298N的介绍 .83.2.1 L298N的引脚功能 . 9 3.2.2 L298N的运行参数 .103.2.3 L298N的逻辑控制 . 10 3.3 TCRT5000的介绍 . 113.4LM339的介绍 .123.5 L7805CV和L7806CV的介绍.12四、硬件设
2、计 . 14 4.1 主控芯片STC89C52单片机最小系统板电路 . 14 4.2 电机驱动模块电路.154.3红外对黑线检测模块电路.16 4.4稳压电源电路.18五、程序设计 . 19 5.1主程序 .19六、调试. 28 6.1硬件调试 .286.1.1元件的固定 . 286.1.2TCRT5000探头 . 29 6.1.3 L298N马达驱动模块 . 29 6.2软件调试 . 29 6.2.1调试平台介绍 . 296.2.2程序调试.296.3 测试结果与分析 . 30七、心得体会. 30附件 元件清单 参考文献一、绪论1.1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
3、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
4、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（AVGauto-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
5、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。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。 二、方案设计与论证2.1 总体方案设计 本系统基于AT89C52单片机的小车寻迹系统，该系统采用两组高灵敏度的红外反射式光电传感器，对路面的黑色轨迹进行检测，将检测的数据送入单片机进行处理，并利用单片机产生PWM波，并以最短时间完成寻迹。同时采用红外传感器对障碍物进行躲避功能，遇到对于交通灯的检测采用固定频率的红外线信号表示不同的交通指示灯，使控制系统更加智能。在软件程序上采用一定的控制算法，使得小车在通道上第一次遇到十字黑
6、线时候减速行驶，在第二次遇到十字黑线可以实现减速转弯，因此，本系统由红外光电传感器，单片机和驱动单元共同作用，保证小车能在预先设定的轨迹上行驶。 本设计的主要特色本设计的主要特色本设计的主要特色本设计的主要特色： 1.自制的四个轮结构小车，采用PWM调速。2.采用6V电池供电，直流稳压电路工作稳定。 3.采用红外发射传感器接收对黑线标志进行识别，具有高精度和高灵敏度。 2.2主控系统 根据设计要求，我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。据此，拟定了以下两种方案并进行了综合的比较论证，具体如下： 方案一： 选用一片CPLD（如EPM7128LC84-15）作为系统的核心部件，实现控制与处理
7、的功能。CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点，可利用VHDL语言进行编写开发。但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。同时，CPLD的处理速度非常快，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，在这一点上，MCU就已经可以胜任了。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。为此，我们不采用该种方案，进而提出了第二种设想。 方案二： 采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。 针对本设计特点多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理多开关量的标准单片机，而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用。根据这些分析,我选定了STC89C52RA单片机作为本设计的主控装置，52单片机具有功能强大的
