第一篇：智能小車的研究背景（定稿）
課題背景 目前 在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對自動化技術(shù)要求不斷加深的環(huán)境下智能車輛以及在智能車輛基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為自動化物流運輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。世界上許多國家都在積極進(jìn)行智能車輛的研究和開發(fā)設(shè)計。移動機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個重要分支出現(xiàn)于 20 世紀(jì)06 年代。當(dāng)時斯坦福研究院SRI的 Nils Nilssen 和 charles Rosen 等人在 1966 年至 1972 年中研制出了取名 shakey 的自主式移動機(jī)器人目的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜環(huán)境下完成機(jī)器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。從此移動機(jī)器人從無到有數(shù)量不斷增多智能車輛作為移動機(jī)器人的一個重要分支也得到越來越多的關(guān)注。智能小車是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)它集中地運用了計算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航及白動控制等技術(shù)是典型的高新技術(shù)綜合體。智能車輛也叫無人車輛是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。它具有道路障礙自動識別、自動報警、自動制動、自動保持安全距離、車速和巡航控制等功能。智能車輛的主要特點是在復(fù)雜的道路情況下能自動地操縱和駕駛車輛繞開障礙物并沿著預(yù)定的道路軌跡行進(jìn)。智能車輛在原有車輛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一些智能化技術(shù)設(shè)備: 1計算機(jī)處理系統(tǒng)主要完成對來自攝像機(jī)所獲取的圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、分析、識別等工作 2攝像機(jī)用來獲得道路圖像信息 3傳感器設(shè)備車速傳感器用來獲得當(dāng)前車速障礙物傳感器用來獲得前方、側(cè)方、后方障礙物等信息。智能車輛技術(shù)按功能可分為三層即智能感知/預(yù)警系統(tǒng)、車輛駕駛系統(tǒng)和全自動操作系統(tǒng)團(tuán)。上一層技術(shù)是下一層技術(shù)的基礎(chǔ)。三個層次具體如下: 1智能感知系統(tǒng)利用各種傳感器來獲得車輛自身、車輛行駛的周圍環(huán)境及駕駛員本身的狀態(tài)信息必要時發(fā)出預(yù)警信息。主要包括碰撞預(yù)警系統(tǒng)和駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。碰撞預(yù)警系統(tǒng)可以給出前方碰撞警告、盲點警告、車道偏離警告、換道/并道警告、十字路口警告、行人檢測與警告、后方碰撞警告等.駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括駕駛員打噸警告系統(tǒng)、駕駛員位置占有狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等。2輔助駕駛系統(tǒng)利用智能感知系統(tǒng)的信息進(jìn)行決策規(guī)劃給駕駛員提出駕駛建議或部分地代替駕駛員進(jìn)行車輛控制操作。主要包括:巡航控制、車輛跟蹤系統(tǒng)、準(zhǔn)確泊車系統(tǒng)及精確機(jī)動系統(tǒng)。3車輛自動駕駛系統(tǒng)這是智能車輛技術(shù)的最高層次它由車載計算機(jī)全部自動地實現(xiàn)車輛操作功能。目前主要發(fā)展用于擁擠交通時低速自動駕駛系統(tǒng)、近距離車輛排隊駕駛系統(tǒng)等。這種智能小車的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個方面: 1軍事偵察與環(huán)境探測 現(xiàn)代戰(zhàn)爭對軍事偵察提出了更高的要求世界各國普遍重視對軍事偵察的建設(shè)采取各種有效措施預(yù)防敵方的突然襲擊并廣泛應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)不斷研制多用途的偵察器材和探測設(shè)備在車上裝備攝像機(jī)、安全激光測距儀、夜視裝置和衛(wèi)星全球定位儀等設(shè)備通過光纜操縱完成偵察和監(jiān)視敵情、情報收集、目標(biāo)搜索和自主巡邏等任務(wù)進(jìn)一步擴(kuò)大偵察的范圍提高 2偵察的時效性和準(zhǔn)確性。2探測危險與排除險情 在戰(zhàn)場上或工程中常常會遇到各種各樣的意外。這時智能化探測小車就會發(fā)揮很好的作用。戰(zhàn)場上可以使用智能車輛掃除路邊炸彈、尋找和銷毀地雷。民用方面可以探測化學(xué)泄漏物質(zhì)可以進(jìn)行地鐵滅火以及在強(qiáng)烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。3安全檢測受損評估 在工程建設(shè)領(lǐng)域可對高速公路自動巡跡進(jìn)行道路質(zhì)量檢測和破壞分析檢測對水庫堤壩、海岸護(hù)岸堤、江河大壩進(jìn)行質(zhì)量和安全性檢測。在制造領(lǐng)域可用于工業(yè)管道中機(jī)械損傷裂紋等缺陷的探尋對輸油和輸氣管線的泄漏和破損點的查找和定位等。4智能家居 在家庭中可以用智能小車進(jìn)行家具、遠(yuǎn)程控制家中的家用電器控制室溫等等。對這種小車的研究將為未來環(huán)境探測術(shù)上的有力支持。
第二篇：智能小車的研究背景及意義
1.1本課題的研究的背景以及現(xiàn)實意義
目前，在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對自動化技術(shù)要求不斷加深的環(huán)境下，智能車輛以及在智能車輛基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為自動化物流運輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。世界上許多國家都在積極進(jìn)行智能車輛的研究和開發(fā)設(shè)計。移動機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個重要分支，出現(xiàn)于20世紀(jì)06年代。當(dāng)時斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移動機(jī)器人，目的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜環(huán)境下，完成機(jī)器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。從此，移動機(jī)器人從無到有，數(shù)量不斷增多，智能車輛作為移動機(jī)器人的一個重要分支也得到越來越多的關(guān)注。智能小車，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運用了計算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航及白動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。智能車輛也叫無人車輛，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。它具有道路障礙自動識別、自動報警、自動制動、自動保持安全距離、車速和巡航控制等功能。智能車輛的主要特點是在復(fù)雜的道路情況下，能自動地操縱和駕駛車輛繞開障礙物并沿著預(yù)定的道路(軌跡)行進(jìn)。智能車輛在原有車輛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一些智能化技術(shù)設(shè)備:(1)計算機(jī)處理系統(tǒng)，主要完成對來自攝像機(jī)所獲取的圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、分析、識別等工作;(2)攝像機(jī)，用來獲得道路圖像信息;(3)傳感器設(shè)備，車速傳感器用來獲得當(dāng)前車速，障礙物傳感器用來獲得前方、側(cè)方、后方障礙物等信息。
智能車輛技術(shù)按功能可分為三層，即智能感知/預(yù)警系統(tǒng)、車輛駕駛系統(tǒng)和全自動操作系統(tǒng)團(tuán)。上一層技術(shù)是下一層技術(shù)的基礎(chǔ)。三個層次具體如下:(1)智能感知系統(tǒng)，利用各種傳感器來獲得車輛自身、車輛行駛的周圍環(huán)境及 駕駛員本身的狀態(tài)信息，必要時發(fā)出預(yù)警信息。主要包括碰撞預(yù)警系統(tǒng)和駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。碰撞預(yù)警系統(tǒng)可以給出前方碰撞警告、盲點警告、車道偏離警告、換道/并道警告、十字路口警告、行人檢測與警告、后方碰撞警告等.駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)
包括駕駛員打噸警告系統(tǒng)、駕駛員位置占有狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等。
(2)輔助駕駛系統(tǒng)，利用智能感知系統(tǒng)的信息進(jìn)行決策規(guī)劃，給駕駛員提出駕駛建議或部分地代替駕駛員進(jìn)行車輛控制操作。主要包括:巡航控制、車輛跟蹤系統(tǒng)、準(zhǔn)確泊車系統(tǒng)及精確機(jī)動系統(tǒng)。
(3)車輛自動駕駛系統(tǒng)，這是智能車輛技術(shù)的最高層次，它由車載計算機(jī)全部自動地實現(xiàn)車輛操作功能。目前，主要發(fā)展用于擁擠交通時低速自動駕駛系統(tǒng)、近距離車輛排隊駕駛系統(tǒng)等。
這種智能小車的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個方面:(1)軍事偵察與環(huán)境探測 現(xiàn)代戰(zhàn)爭對軍事偵察提出了更高的要求，世界各國普遍重視對軍事偵察的建設(shè)，采取各種有效措施預(yù)防敵方的突然襲擊，并廣泛應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，不斷研制多用途的偵察器材和探測設(shè)備，在車上裝備攝像機(jī)、安全激光測距儀、夜視裝置和衛(wèi)星全球定位儀等設(shè)備，通過光纜操縱，完成偵察和監(jiān)視敵情、情報收集、目標(biāo)搜索和自主巡邏等任務(wù)，進(jìn)一步擴(kuò)大偵察的范圍，提高偵察的時效性和準(zhǔn)確性。(2)探測危險與排除險情
在戰(zhàn)場上或工程中，常常會遇到各種各樣的意外。這時，智能化探測小車就會發(fā)揮很好的作用。戰(zhàn)場上，可以使用智能車輛掃除路邊炸彈、尋找和銷毀地雷。民用方面，可以探測化學(xué)泄漏物質(zhì)，可以進(jìn)行地鐵滅火，以及在強(qiáng)烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。(3)安全檢測受損評估
在工程建設(shè)領(lǐng)域，可對高速公路自動巡跡，進(jìn)行道路質(zhì)量檢測和破壞分析檢測;對水庫堤壩、海岸護(hù)岸堤、江河大壩進(jìn)行質(zhì)量和安全性檢測。在制造領(lǐng)域，可用于工業(yè)管道中機(jī)械損傷，裂紋等缺陷的探尋，對輸油和輸氣管線的泄漏和破損點的查找和定位等。(4)智能家居
在家庭中，可以用智能小車進(jìn)行家具、遠(yuǎn)程控制家中的家用電器，控制室溫等等。對這種小車的研究，將為未來環(huán)境探測術(shù)上的有力支持。1.2課題研究的目的和意義
目前，國內(nèi)外的許多大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)都在積極投入人力、財力研制開發(fā)針對特殊 1.3.2 本設(shè)計的意義
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，本題目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。本設(shè)計就采用了比較先進(jìn)的C51為控制核心，C51采用CHOMS工藝，功耗很低。該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應(yīng)用到了超聲波傳感器進(jìn)行檢測。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強(qiáng)。智能小車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:
世界各國在智能微型車領(lǐng)域進(jìn)行了很多研究，己經(jīng)應(yīng)用于各個領(lǐng)域，在探測和軍事領(lǐng)域使用特別多。近年來，我國也開展了很多研究工作，以滿足不同用途的需要。世界各國開發(fā)、研制星球探測車系統(tǒng)己經(jīng)有了多年的歷史。美國和前蘇聯(lián)是從20世紀(jì)60年代末期開始進(jìn)行月球表面探測任務(wù)的。美國曾在1966^-1968年間，向月球成功發(fā)射了兩次無人巡游探測器。1997年，由美國JPL(全稱JetPropulsion Laboratory，美國太空總署噴氣推進(jìn)實驗室)研制的Sojourner號探測車登上了火星。它驗證了小型火星車的性能，并完成了一系列技術(shù)試驗。2004年1月，美國的“勇氣號”和“機(jī)遇號”火星探測車再度登陸火星。前蘇聯(lián)在1959^-1976年間，總共成功發(fā)射了兩個月球探測車。
單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，無論是在生活，生產(chǎn)上，單片機(jī)無處不在。ATMEL公司的AT89S51單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個領(lǐng)域。AT89S51可以說是單片機(jī)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，其應(yīng)用如此廣泛，所以有必要去學(xué)習(xí)和應(yīng)用該單片機(jī)，以滿足實際產(chǎn)品開發(fā)的需要，也是適應(yīng)社會智能化、自動化的趨勢。
通過構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計并實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的能力。在實踐過程中，熟悉以單片機(jī)為核心控制芯片，設(shè)計小車的檢測、驅(qū)動和顯示等外圍電路，采用智能控制算法實現(xiàn)小車的智能循跡。靈活應(yīng)用機(jī)電等相關(guān)學(xué)科的理論知識，聯(lián)系實際電路設(shè)計的具體實現(xiàn)方法，達(dá)到理論與實踐的統(tǒng)一。在此過程中，加深對控制理論的理解和認(rèn)識。
條件下的安全監(jiān)測系統(tǒng)。其中包括研究使用遠(yuǎn)程、無人的方法來進(jìn)行實現(xiàn)，如機(jī)器人、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。無線傳輸?shù)陌l(fā)展使得測量變得相對簡單而且使得處理數(shù)據(jù)的速度變得很快甚至可以達(dá)到實時處理”。
該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、CPU。機(jī)器人要實現(xiàn)自動避障功能，還可以擴(kuò)展循跡等功能，感知導(dǎo)引線和障礙物。可以實現(xiàn)小車自動識別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測到障礙物自動躲避。
通過構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計并實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的能力。在實踐過程中，熟悉以單片機(jī)為核心控制芯片，設(shè)計小車的檢測、驅(qū)動和顯示等外圍電路，采用智能控制算法實現(xiàn)小車的智能循跡。靈活應(yīng)用機(jī)電等相關(guān)學(xué)科的理論知識，聯(lián)系實際電路設(shè)計的具體實現(xiàn)方法，達(dá)到理論與實踐的統(tǒng)一。在此過程中，加深對控制理論的理解和認(rèn)識。
（一）智能小車的作用和意義
自第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生以來，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領(lǐng)域。近年來機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認(rèn)識自然的過程中，制造能替代人勞動的機(jī)器一直是人類的夢想。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的感系統(tǒng)，對于視覺的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達(dá)，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機(jī)器視覺需要通過大量的運算也只能識別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡單的目標(biāo)。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動聚焦。但CCD傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應(yīng)用領(lǐng)域為自主式智能導(dǎo)航一種實用有效的方法。機(jī)器人要實現(xiàn)自動導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動導(dǎo)引小車（AVG—auto-guide vehicle）系統(tǒng)，基于它的智能小車實現(xiàn)自動識別路線，判斷并自動避開障礙，選擇正確的行進(jìn)路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動作。該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、CPU、執(zhí)行部分。機(jī)器人要實現(xiàn)自動避障功能，還可以擴(kuò)展循跡等功能，感知導(dǎo)引線和障礙物?？梢詫崿F(xiàn)小車自動識別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測到障礙物自動躲避?；谏鲜鲆螅瑐鞲袡z測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當(dāng)。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度。單片機(jī)驅(qū)動直流電機(jī)一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機(jī)資源，直接選擇有PWM功能的單片機(jī)，這樣可以實現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬PWM輸出調(diào)制，需要占用單片機(jī)資源，難以精確調(diào)速，但單片機(jī)型號的選擇余地較大。考慮到實際情況，本文選擇第二種方案。CPU使用STC89C52單片機(jī)，配合軟件編程實現(xiàn)。
（二）智能小車的現(xiàn)狀
現(xiàn)智能小車發(fā)展很快，從智能玩具到其它各行業(yè)都有實質(zhì)成果。其基本可實現(xiàn)循跡、避障、檢測貼片、尋光入庫、避崖等基本功能，這幾節(jié)的電子設(shè)計大賽智能小車又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展。比較出名的飛思卡爾智能小車更是走在前列。我此次的設(shè)計主要實現(xiàn)循跡避障這兩個功能。
二、方案設(shè)計與論證
根據(jù)要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。
第三篇：智能循跡小車實驗報告
摘要
本設(shè)計主要有單片機(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊以及電源模塊組成，小車具有自主尋跡的功能。本次設(shè)計采用STC公司的89C52單片機(jī)作為控制芯片，傳感器模塊采用紅外光電對管和比較器實現(xiàn)，能夠輕松識別黑白兩色路面，同時具有抗環(huán)境干擾能力，電機(jī)模塊由L298N芯片和兩個直流電機(jī)構(gòu)成，組成了智能車的動力系統(tǒng)，電源采用7.2V的直流電池，經(jīng)過系統(tǒng)組裝，從而實現(xiàn)了小車的自動循跡的功能。
關(guān)鍵詞 智能小車
單片機(jī)紅外光對管 STC89C52 L298N 1 緒論
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的設(shè)計越來越精細(xì)，功能越來越復(fù)雜，智能小車作為其的一個分支，也在不斷發(fā)展。在近幾年的電子設(shè)計大賽中，關(guān)于小車的智能化功能的實現(xiàn)也多種多樣，因此本次我們也打算設(shè)計一智能小車，使其能自動識別預(yù)制道路，按照設(shè)計的道路自行尋跡。設(shè)計任務(wù)與要求
采用MCS-51單片機(jī)為控制芯片（也可采用其他的芯片），紅外對管為識別器件、步進(jìn)電機(jī)為行進(jìn)部件，設(shè)計出一個能夠識別以白底為道路色，寬度10mm左右的黑色膠帶制作的不規(guī)則的封閉曲線為引導(dǎo)軌跡并能沿該軌跡行進(jìn)的智能尋跡機(jī)器小車。方案設(shè)計與方案選擇
3.1 硬件部分
可分為四個模塊：單片機(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊以及電源模塊。
3.1.1 單片機(jī)模塊
為小車運行的核心部件，起控制小車的所有運行狀態(tài)的作用。由于以前自己開發(fā)板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以讓然選擇這個芯片作為控制核心部件。STC89C52是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內(nèi)有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時間為十年。其程序和數(shù)據(jù)存儲是分開的。
3.1.2 傳感器模塊
方案一：使用光敏電阻組成光敏探測器采集路面信息。阻值經(jīng)過比較器輸出高低電平進(jìn)行分析，但是光照影響很大，不能穩(wěn)定工作。
方案二：使用光電傳感器來采集路面信息。使用紅外光電對管，其結(jié)構(gòu)簡明，實現(xiàn)方便，成本低廉，沒有復(fù)雜的圖像處理工作，因此反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時間少。但也存在不足，它能獲取的信息是不完全的，容易受很多擾動（如背景光源，高度等）的影響，抗干擾能力較差。
方案三：使用CCD傳感器來采集路面信息。使用CCD可以獲取大量的圖像信息，掌握全面的路徑信息，抗干擾能力強(qiáng)，為以后功能的擴(kuò)展提供方便。但使用CCD需要大量的圖像處理工作，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲和計算，因此電路復(fù)雜，實現(xiàn)起來工作量大。
方案四：使用光電對管采集路面信息。RPR220結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，調(diào)整電路簡單工作性能穩(wěn)定。
可見方案四最適宜，但僅從此項目考慮，方案二成本低，也能完成設(shè)計，故選用方案二。3.1.3 電機(jī)控制模塊
3.1.3.1電機(jī)的選擇
方案一：采用步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)過的角度可以精確定位，可實現(xiàn)小車行進(jìn)過程的精確定位。但步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩低，隨轉(zhuǎn)速的升高而降低，且轉(zhuǎn)速越快下降得越快。
方案二：采用直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，操作方便。速度的調(diào)節(jié)可以改變電壓也可以調(diào)節(jié)PWM。
基于以上，我們選擇了方案二，使用直流電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)。
3.1.3.2電機(jī)的驅(qū)動
采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片，其操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。一片L298N就可以分別控制兩個直流電機(jī)。
3.1.4 電源模塊
給整個系統(tǒng)穩(wěn)定供電以保持其正常工作，包括7.2V的電源以及轉(zhuǎn)5V部分，其中7.2V的是給電機(jī)和其驅(qū)動供電，5V的用來驅(qū)動單片機(jī)及其他芯片。
以上單元連接如下圖所示： 3.2 軟件部分
3.2.1程序流程圖
此系統(tǒng)采用89C52單片機(jī)，再根據(jù)硬件連接，通過相應(yīng)的軟件來完成對信號的采集和數(shù)據(jù)的分析，再控制小車的運行狀態(tài)，以下為主程序流程圖：
3.2.2程序設(shè)計思路
3.2.2.1尋跡模塊程序
通過傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機(jī)，再通過單片機(jī)來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。
3.2.2.2電機(jī)驅(qū)動模塊程序
控制兩個直流電機(jī)，實現(xiàn)前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)、前右轉(zhuǎn)、停車等功能。各部分電路的作用及電路工作原理分析
4.1 信號采集模塊
4.1.1 TCRT500結(jié)構(gòu)與工作原理
TCRT5000(L)具有緊湊的結(jié)構(gòu)發(fā)光燈和檢測器安排在同一方向上，利用紅外光譜反射對象存在另一個對象上，操作的波長大約是950毫米。探測器由光電晶體三極管組成的,它由高發(fā)射功率紅外光電二極管和高度靈敏光電晶體管組成。通過測試，其檢測距離在2mm-10mm。TCRT5000的發(fā)射管和接收管是一起封裝在矩形塑料殼中，為了使檢測更加準(zhǔn)確，我們用了5只TCRT5000檢測黑線，實物見圖4-1。
4.1.2 信號采集電路圖及原理
小車在白色地面行駛時，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號被反射，接收管收到信號后，輸出端為低電平，經(jīng)過比較器比較后輸出為低電平。而當(dāng)紅外信號遇到黑色導(dǎo)軌時，紅外信號被吸收，接收管不能接收信號，輸出端為高電平，經(jīng)過比較器比較后輸出高電平。單片機(jī)通過采集每個比較器的輸出端電壓，便可以檢測出黑線的相對位置的位置，從而控制小車的行駛方向。
4.2 信息處理模塊
4.2.1 原理
檢測到白色路面的紅外接收頭處理后送出的是低電平，而檢測到黑色路線的檢測頭送出的是高電平，由此可根據(jù)這5個紅外接收頭的高低電平判斷路線情況而調(diào)整小車前進(jìn)方向。具體情況有如下幾種： a 檢測到
1 1 1 1 或
0 0 0 0 0小車應(yīng)該停止。
b 檢測到
0 0 0 0 或
0 1 0 0 0 或 1 0 0 0 說明路線向左偏，小車向左轉(zhuǎn)。
c 檢測到
0 0 0 0 1 或
0 0 0 1 0 或
0 0 0 1 1說明路線向右偏，小車向左轉(zhuǎn)。
d 檢測到
x x 1 x x（x不全為1）說明線路是直的，小車直走。4.3 電機(jī)驅(qū)動模塊
4.3.1直流電機(jī)
給兩個電刷A和B加上直流電源，如上圖（a）所示，則有直流電流從電刷 A 流入，經(jīng)過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動方向是dcba，從電刷 B 流出。
此時載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。這就是直流電動機(jī)的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。實用中的直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子上的繞組也不是由一個線圈構(gòu)成，同樣是由多個線圈連接而成，以減少電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的波動，繞組形式同發(fā)電機(jī)。
4.3.2電路圖
我們采用成品L298N電機(jī)驅(qū)動模塊，采用光電耦合器件隔離單片機(jī)與L298N的控制電路，工藝精度高，性能可靠。L298N模塊內(nèi)部通過H橋電路實現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，其原理如下：
如圖4-3所示，全橋式驅(qū)動電路的4只開關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，S1、S2為一組，S3、S4 為另一組，兩組的狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S2導(dǎo)通時，S3、S4關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實 現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動；當(dāng)S3、S4導(dǎo) 通時，S1、S2關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電 壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。
橋驅(qū)動電路
4.3.3原理
L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。系統(tǒng)調(diào)試
5.1硬件部分
焊接完成后，首先進(jìn)行的調(diào)試是用數(shù)字萬用表測量各個電路是否焊接正常，是否有虛焊漏焊等現(xiàn)象的出現(xiàn)，以及各個電容是否是正常的未被擊穿狀態(tài)、電阻的阻值是否與設(shè)計的原理圖上的一致。接通電源，用數(shù)字萬用表測量當(dāng)有+5V的各引腳是否有+5V的電壓，測量電路中是否出現(xiàn)了不該有的短路現(xiàn)象。接入光電傳感器模塊，使各個光電檢測器的光電對管靠近白紙，觀察對應(yīng)的發(fā)光二極管是否發(fā)光，不發(fā)光表示正常。然后再使各個光電對管靠近黑線，觀察對應(yīng)的發(fā)光二級管是否發(fā)光，發(fā)光表示正常。
5.2軟件部分
我們先測試了小車的前進(jìn)，停止，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。組裝信號采集模塊后，實現(xiàn)小車的自動循跡功能。
具體實現(xiàn)程序見附錄一
總結(jié)
實驗結(jié)果如符合實驗要求，小車按照黑膠布軌跡前進(jìn)，并能夠及時正確顯示小車的行進(jìn)狀態(tài)以及行進(jìn)距離。具體現(xiàn)象如下：
左邊傳感器檢測到黑線，小車左轉(zhuǎn)； 右邊傳感器檢測到黑線，小車右轉(zhuǎn)； 中間傳感器檢測到黑線，小車直行。從而就可以完成對黑膠布的循跡功能。參考文獻(xiàn)
[1]電子信息專業(yè)實驗教程 趙剛 李佐儒 四川大學(xué)出版社 [2]單片機(jī)C語言教程 郭天祥 電子工業(yè)出版社 [3]模擬電子技術(shù) 童詩白 清華大學(xué)出版社 附錄一 程序：
#include
sbit DJ_left_s = P1^0;//直流電機(jī)控制 sbit DJ_left_n = P1^1;
sbit DJ_right_s = P1^2;sbit DJ_right_n = P1^3;
//左轉(zhuǎn)函數(shù)
void Turn_right(){ DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 1;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}
//右轉(zhuǎn)函數(shù)
void Turn_left(){ DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 1;}
//前進(jìn)函數(shù)
void Go_ahead(){ DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}
//停止函數(shù) void Stop(){ DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 0;}
//循跡函數(shù)
void xunji(unsigned int m){
if(m==0x7c)
{
Turn_right();
return;
}
if(m&0x10)
{
Go_ahead();
return;
}
if(m&0x0c)
{
Turn_right();
return;
}
if(m&0x60)
{
Turn_left();
return;
} } //主函數(shù) void main(){ while(1){
xunji(P2&0x7c);
}
} 附錄二 實物圖：
第四篇：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書(智能小車)
安徽建筑工業(yè)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
課題名稱
系別
專業(yè)
姓名 基于單片機(jī)智能小車的設(shè)計 電子與信息工程學(xué)院 城建電子學(xué)號
2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指導(dǎo)教師簽字
系主任簽字 201日 年 1 月
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計（論文）是高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的最后一個環(huán)節(jié)。是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本專業(yè)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)知識和基本技能，提高綜合分析問題和解決問題的能力，實現(xiàn)研發(fā)和技術(shù)人員的初步訓(xùn)練，使學(xué)生具有從事科學(xué)研究初步能力的重要環(huán)節(jié)，并且它是學(xué)生承擔(dān)技術(shù)性工作前的一次理論聯(lián)系實際的實踐。學(xué)生通過設(shè)計(論文)綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，理論聯(lián)系實際，提高分析問題和解決本專業(yè)從事研發(fā)和工程應(yīng)用問題的能力，為以后走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。本系統(tǒng)以設(shè)計題目的要求為目的，采用80C51單片機(jī)為控制核心，利用光電等傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)
本課題的任務(wù)主要是設(shè)計采用以80C51 為控制核心，利用光電等傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。
本課題由6位學(xué)生完成?，F(xiàn)就6位學(xué)生的具體分工敘述如下：
1．同學(xué)負(fù)責(zé)主控制電路的方案設(shè)計和實現(xiàn)；
2．同學(xué)負(fù)責(zé)電機(jī)驅(qū)動電路及方案設(shè)計和實現(xiàn)；
3．同學(xué)負(fù)責(zé)傳感器電路的設(shè)計和相關(guān)程序設(shè)計和調(diào)試；
4．同學(xué)負(fù)責(zé)小車控制策略程序設(shè)計和調(diào)試。
三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作
1． 查閱有關(guān)資料（51單片機(jī)、傳感器技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動與控制等）；
2． 熟練掌握51單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)；
3． 根據(jù)課題要求，分別進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計，使用Protel99SE設(shè)計出硬件原理圖和PCB板圖，并制作出印刷電路板，然后進(jìn)行系統(tǒng)的安裝與調(diào)試完成課題的設(shè)計功能；
4． 完成12000字左右的論文；
5． 翻譯3000~5000字的英文資料。
四、畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)程安排及實習(xí)安排
五、應(yīng)收集的資料、主要參考文獻(xiàn)及實習(xí)地點
[1] 何立民，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，北京：航天航空大學(xué)出版社，2～5,46～50
[2] 李廣弟，單片機(jī)基礎(chǔ)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001,56～64
[3] 何希才，新型實用電子電路400例，電子工業(yè)出版社，2000年,60～65
[4] 趙負(fù)圖，傳感器集成電路手冊，第一版,化學(xué)工業(yè)出版社，2004,590～591
[5] 陳伯時，電力拖動自動控制系統(tǒng)，第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000年6月,127～
130
[6] 張毅剛，彭喜元，新編 MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計，第一版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003,25～27,411～417
實習(xí)地點：校外
第五篇：智能小車設(shè)計報告
機(jī)器人控制技術(shù)
實驗設(shè)計報告書
題
目：基于STC89C52的智能小車的設(shè)計 姓
名：李如發(fā) 學(xué)
號：073321032 專
業(yè)：電氣工程及其自動化 指導(dǎo)老師：李東京 設(shè)計時間：2010年 6 月
目
錄
1.引 言..............................................1 1.1.設(shè)計意義......................................1 1.2.系統(tǒng)功能要求..................................1 1.3.本組成員所做的工作............................1 2.方案設(shè)計...........................................1 3.硬件設(shè)計...........................................2 4.軟件設(shè)計...........................................7 5.系統(tǒng)調(diào)試...........................................7 6.設(shè)計總結(jié)...........................................8 7.附 錄A；源程序.....................................8 8.附 錄B；作品實物圖片...............................10 9.參考文獻(xiàn)..........................................11
16×16點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
基于STC89C52的智能小車的設(shè)計
1.引 言
1.1.設(shè)計意義
本智能小車的設(shè)計，首先針對大學(xué)所有學(xué)習(xí)的知識是一個很好的回顧和總結(jié)。此智能小車是基于單片機(jī)所設(shè)計的，具有自動尋跡能力，在實際的很多方面有應(yīng)用。當(dāng)我們進(jìn)一步的改進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)時，可實現(xiàn)更重要的功能，如可設(shè)計出自動撲火機(jī)器人等。1.2.系統(tǒng)功能要求
此智能小車是基于STC89C52設(shè)計的具有自動尋跡能力的小車。系統(tǒng)可實現(xiàn)跟隨黑色引導(dǎo)線行走的能力，在行駛過程中，并能用測速傳感器和光電碼盤對小車速度實現(xiàn)實時監(jiān)測。小車在行駛過程中并能實現(xiàn)播放美妙的音樂。1.3.本組成員所做的工作
本組成員有李如發(fā)，汪航，黃建安，韓文龍，羅瑩，明菲菲，鄒珊，江銳，邵進(jìn)。
李如發(fā)：驅(qū)動 073321032 汪航： 電源 073522036 黃建安：最小統(tǒng) 073521013 韓文龍：源程序 073522007 羅瑩： 傳感器 073522038 明飛菲：調(diào)試 073522012 鄒芬 ： 數(shù)碼顯示 073521025 邵琎 ： 焊接 073522017 江銳 ： 蜂鳴器 073522032
2.方案設(shè)計
智能小車主要分為傳感器部分，最小系統(tǒng)部分，電機(jī)驅(qū)動部分，電源部分。根據(jù)功能要求，提出合理的設(shè)計方案，畫出方案方框圖，并對系統(tǒng)工作原理進(jìn)行闡述。
原理，本系統(tǒng)的重要部分是傳感器，它對整個小車的定位起到很重要的作用，由傳感器檢測黑線的位置，其中黑線對光能吸收，白線對光反射。利用此原
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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
理將紅外線傳感器采集到的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)收到的信號實時的控制小車的方向?？刂菩≤嚨姆较蛑饕沁\用pwm原理來控制電機(jī)的平均電壓，從而來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)小車對黑線的實時跟蹤。
3.硬件設(shè)計
硬件設(shè)計各模塊電路圖及原理描述 傳感器模塊
方案1：用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。
但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。
方案2：用RPR220型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。
方案3：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。我們選擇了此方案。
傳感器是整個系統(tǒng)的眼睛，這部分主要運用紅外線傳感器采集信號送給單片機(jī)處理。由于黑色車道對紅外線傳感器發(fā)出的光有吸收能力，白色地方對發(fā)出的光反射，從而當(dāng)傳感器在不同的地方產(chǎn)生不同的信號，傳送個單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)采集的信號做出實時的處理。
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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的心臟，我們采用的是AT89C52芯片。
80C52單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上[2]。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
驅(qū)動模塊
方案1：采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流
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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
電機(jī)，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。
方案2：對于直流電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。
因此我們選用了方案1。
由于最小系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動部分的電壓幅值不一樣，而且電機(jī)是感性負(fù)載，在制動時可能反饋電流，因此要在最小系統(tǒng)和驅(qū)動模塊之間采用光電隔離，所以用到了光電隔離芯片,TPL521-4
由于光耦芯片的引腳不夠所以在之后采用了一片反相器74HCT14，反相器圖如下
L298是雙H橋高電壓大電流功率集成電路，直接采用TTL邏輯電平控制，可用來驅(qū)動繼電器、線圈、直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)等電感性負(fù)載。它的驅(qū)動電壓可達(dá)46V，直流電流總和可達(dá)4A。其內(nèi)部具有2個完全相同的PWM功率放大回路。由L298構(gòu)成的PWM功率放大器的工作形式為單極可逆模式。12個H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳(1和15)用來連接電流檢測電阻。第9腳接邏輯控制部分的電源，常用+5V，第4腳為電機(jī)驅(qū)動電源，本系統(tǒng)中為40V，第5，7，10，12腳輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平，用來控制H橋的開和關(guān)，16×16點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
第6，II腳則為使能控制端。當(dāng)Vs=40V時，最高輸出電壓可達(dá)35V，連續(xù)電流可達(dá)2A。
L298可驅(qū)動2個電動機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機(jī)，本實驗裝置我們選用驅(qū)動兩臺電動機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。電動 機(jī)的轉(zhuǎn)速由單片機(jī)調(diào)節(jié)PWM信號的占空比來實現(xiàn)。
L298驅(qū)動電路圖
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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
PWM調(diào)速器的硬件組成
在整個PWM調(diào)速器中，CPU既是運算處理中心，又是控制中心，是最關(guān)鍵的器件。本系統(tǒng)中選用與MCS-51系列完全兼容的AT89C52單片機(jī)，它是一種低功耗、高性能、CMOS八位微處理器。片內(nèi)具有8K字節(jié)的在線可重復(fù)編程快擦快寫程序存儲器，128x8位內(nèi)部RAM，AT89C52可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本。
電源模塊
電源中我們采用LM7805穩(wěn)壓芯片將12v直流電源穩(wěn)壓成5v直流源。方案1： 采用10節(jié)1.5V干電池供電，電壓達(dá)到15V，經(jīng)7812穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大的不便，因此，我們放棄了這種方案。
方案2：采用3節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共12.6V給直流電機(jī)供電，經(jīng)過7812的電壓變換后給支流電機(jī)供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。但鋰電池的價格過于昂貴，使用鋰電池會大大超出我們的預(yù)算，因此，我們放棄了這種方案。
方案3：采用12V蓄電池為直流電機(jī)供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。雖然蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便，但由于我們的車體設(shè)計時留出了足夠的空間，并且蓄電池的價格比較低。因此我們選擇了此方案。下:
16×16點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
4.軟件設(shè)計
程序流程圖
5.系統(tǒng)調(diào)試
本系統(tǒng)的設(shè)計是首先完成每一小部分的設(shè)計，因此我們在沒完成一個模塊時就回檢測調(diào)試該模塊。在初次調(diào)試時我們采用的電源是又單片機(jī)開發(fā)板所帶的的電源來調(diào)試的。調(diào)試過程中我們就發(fā)現(xiàn)了很重要的問題，由于對本設(shè)計的很多模塊的沒有共同的接地使得很多模塊無法工作，我們的解決辦法是12v的直流源穩(wěn)壓來供給所以的模塊，然后將所以的模塊連接共同的地。在驅(qū)動模塊的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)當(dāng)光耦芯片給定信號時對lm298的輸出沒有反應(yīng)。我們在檢驗時發(fā)現(xiàn)是由于在光耦芯片后部焊接沒有焊好，出現(xiàn)了虛焊。在重新焊接好后，芯片正常工作。分
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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
塊調(diào)試傳感器時，我們將傳感器導(dǎo)通，用黑色物體將傳感器發(fā)射部分蓋住檢測輸出，在將黑色物體移開，再檢測輸出。
6.設(shè)計總結(jié)
本文是關(guān)于基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計，在共同的努力下，各部分的設(shè)計均成功，在調(diào)試過程中都無誤。本次設(shè)計最終實現(xiàn)了直流電機(jī)的動態(tài)調(diào)壓，電源正常輸出供電，數(shù)碼管動態(tài)顯示數(shù)據(jù)，蜂鳴器播放美妙的音樂，小車實現(xiàn)簡單的轉(zhuǎn)彎功能。由于本次設(shè)計中尚存在些缺陷和對尋跡程序編寫困難，實現(xiàn)的功能不是很完美，但要求的所有功能基本實現(xiàn)。
本次設(shè)計中，從中的體會很多
1、本次的設(shè)計可以說設(shè)計到大學(xué)所學(xué)到的所有專業(yè)知識，是對大學(xué)所學(xué)知識的一個整體的回顧。
2、在設(shè)計中，不能一氣呵成，因為所有的電路圖都是自己設(shè)計的，圖中尚存在不足，所以要反復(fù)的琢磨和修改。
3、設(shè)計中要注意對每焊完一部分，都要獨立的進(jìn)行檢查調(diào)試，及時的發(fā)現(xiàn)錯誤，及時的修改
4、本次最重要的收獲是從中我們看到了團(tuán)隊合作的重要性，任何事都不是一個人所能完成的，需要大家的共同努力才能獲得最后的成功。
7.附 錄A；源程序
源程序代碼（主要語句要有注釋）。循跡的程序 #include
sbit R=P2^0;//右邊傳感器 sbit L=P2^1;//左邊傳感器 sbit RM1=P1^1;sbit RM2=P1^2;//右邊電機(jī) sbit LM1=P1^3;sbit LM2=P1^4;//左邊電機(jī) void main(){
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單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
delay(5);
while(1)
{
if((L==1)&&(R==1))//小車前進(jìn) {
RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
delay(5);
}
else if((L==1)&&(R==0))//小車右偏
{
RM1=1;
RM2=0;
LM1=0;
LM2=1;
//左邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，右邊的電機(jī)轉(zhuǎn)動，這樣就實現(xiàn)了左轉(zhuǎn)
delay(10);
}
else if((L==0)&&(R==1))//小車左偏
{
RM1=0;
RM2=1;
LM1=1;
LM2=0;
//右邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，左邊的電機(jī)轉(zhuǎn)動，這樣就實現(xiàn)了右轉(zhuǎn)
delay(10);}
else if((L==0)&&(R==0))//小車停車
{
RM1=0;
RM2=1;
LM1=0;
LM2=1;delay(5);
}
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else
//左右兩個電機(jī)同時啟動，直線前進(jìn)
{
RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
}
}
delay(10);
}
void delay(uint z)
{
uint a,b;for(a=z;a>0;a--)for(b=120;b>0;b--);}
8.附 錄B；作品實物圖片
16×16點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計
9.參考文獻(xiàn)
[1] Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開發(fā)指南[M].中國水利水電出版社，2002.[2] 王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程[M].北京希望電子出版社，2002.[3] 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.高等教育出版社，2009 [4] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社.2006
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