基于51单片机的循迹小车系统设计.doc

1、I基于 51 单片机的循迹小车系统设计摘 要80C51 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。在生活中但凡涉及到自动控制的地方都会出现单片机的身影，单片机的应用有利于产品的小型化、智能化，并且能够提高生产效率。这里介绍的是如何用 AT89C52 单片机来实现小车的循迹功能，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用 AT89C52 单片机为控制核心，利用红外传感器检测道路上的黑线，控制电动小汽车的自动循迹，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，和寻光功能。整个系统的电路结构非常简单，可靠性能很高。实验测试结果满足

2、要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。关键词:80C51 单片机；电动小车；pwm 调速；光电检测；自动调速系统IICar tracking system based on microcontrollerAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. In life, whenever it comes to automatic control of the local microcontroller will appe

3、ar figure, microcontroller applications in favor of product miniaturization, intelligent, and can improve productivity. Here is how to use AT89C52 microcontroller to achieve the car tracking feature, which is designed to determine the combination of scientific research and design class topic. This s

4、ystem design requirements of the subject for the purpose of using AT89C52 microcontroller core, the use of infrared sensors to detect the black line on the road, the automatic tracking control of electric cars, fast low traffic speeds, as well as automatic parking, and can automatically record time

5、, mileage and speed, and look for the light function. The circuit structure of the entire system is very simple, very high reliability. The test results meet the requirements, the paper focuses on the hardware design and test results of the system analysis.Keywords: 80C51 microcontroller; Electric c

6、ar Pwm speed; A photodetector; Automatic Speed Control System.III目 录中文摘要 .I外文摘要 .1 绪论 .11.1 课题背景及意义 .11.2 智能小车研究前景及功能 .31.3 国内外的研究情况 .61.3.1 智能小车国外研究现状.1.3.2 智能小车国内研究现状.1.4 本课题具体应用方面及场合2 智能循迹小车的方案设计2.1 智能小车的运行环境及行走路线 .72.1.1 智能小车的运行环境2.1.2 智能小车的运行路线2.2 主控芯片的选择与原理 .82.2.1 51 单片机引脚与功能说明2.3 调速系统的设计 .82

7、.3.1 PWM 逆变电路及其控制方法2.3.1.1 计算法2.3.1.2 调制法2.3.2 PWM 调速的优点3 硬件电路的选择与搭建3.1 单片机的辅助电路3.1.1 时钟电路3.1.2 复位电路3.2 单片机控制模块的设计3.3 驱动模块的设计 3.3.1 电机驱动芯片3.3.2 电机驱动模块3.4 循迹模块的制作与设计3.4.1 循迹传感器工作原理3.4.2 寻光电路分析3.4.3 循迹电路分析3.4.3.1 红外对管 TCRT5003.4.3.2 电压比较器 LM3243.5 各模块的组装与连接4 循迹小车的软件设计4.1 软件设计开发平台 .154.2 小车运动状态分析及三路算法的

8、设计 .164.2.1 小车运动状态分析 .164.2.2 三路循迹算法设计 .174.3 软件设计流程图 .204.4 软件的调试 .244.4.1 设置和删除断点 .244.4.2 查看和修改寄存器的内容 .264.4.3 观察和修改变量 .284.4.4 查看存储器区域结 论 .44参考文献 .45致 谢 .46附录 1 智能循迹小车原理图 .50附录 2 循迹程序附录 3 外文参考文献（译文） .50附录 4 外文参考文献（原文） 511 绪论1.1 课题背景及意义随着汽车工业的发展，关于汽车的研究也就越来越受到人们的关注。在全国电子大赛以及省内的电子大赛上，我们几乎每次都能看到智能小

9、车这方面的题目，在全国各的高校中也都很重视该类型题目的研究。由此可见其研究意义很大，故本设计中就是在这样的背景下提出来的。本题目是结合科研类项目而确定的设计类课题。本设计的智能电动小车应该具有自动循迹的功能，并且可以扩展实时显示时间、速度、里程、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车等功能。近几十年来，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。1.2 智能小车研究前景及功能智能车辆也叫做无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动的报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能够自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)前进。智能车辆在原有的车辆系统中，增加了一些智能化的技术设备: (1)在计算机处理系统，智能车主要来获取图像，并预处理、增强、分析、识别等工作; (2)摄像机，用来获得道路图像信息;