基于单片机寻迹小车

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1、哈尔滨工业大学（威海）单片机课程设计循迹智能小车班级：姓名：学号：指导老师：日期：2013.7.2哈尔滨工业大学（威海）二零一三年制11目录1.方案论证——————————————31.1方案论证与分析———————————————32.硬件组成结构——————————————42.1电机驱动板结构—————————————————42.2寻迹传感器———————————————————52.3光电编码器———————————————————62.4其他组成结构——————————————————73.程序设计

2、————————————————73.1编程软件介绍——————————————————73.2程序流程图———————————————————83.4实际程序————————————————————94.总结收获————————————————114.1遇到问题与解决方法———————————————114.2心得体会————————————————————11111.总体方案论证1.1总体方案论证与分析根据设计要求，将系统分为控制模块、无线传输模块、电源模块、电机驱动模块及黑线检测模块。其中信号检测部分通过

3、光电传感器检测并将信号传回单片机进行处理。控制部分的作用是接收并处理传感器检测到的信号，通过判断信号的类别控制小车的动作。本系统采用STC89C51单片机，其特点是小型、快速、低功耗、I/O口资源丰富等，能够满足本小车的设计要求。采用两个直流电机驱动，电路简单，成本不高。电机的驱动芯片采用L298N，该芯片有四路输出，可以驱动一个四相步进电机或两个直流电机，四路总电流可达4A，输出电压最高可达46V，可以直接用单片机I/O口的输出信号来控制。检测模块采用光电传感器，经光耦和LM339放大，信号检测稳定，能够满足

4、系统要求。小车跑道由白色KT板和黑带组成，用反射式光电传感器识别路面黑白两种不同的状态，然后将路况传送到主控板，进而控制小车作相应的动作。因为反射式光电传感器发射和接收的光为红外线，受外界可见光的影响较小，能有效提高抗干扰的能力。外加四路的小车遥控模块，利用二极管的单向性进行半隔离，当小车都检测不到黑线带的时候启用遥控，人工讲小车遥控到黑带线上，小车继续循迹，遥控失效。首先，要让小车正常行驶，必须保证小车不驶出边界，故利用反射式光电传感器来检测黑带，防止出界。当传感器检测到黑线时会输出一个高电平，该信号传至单片

5、机后，单片机对其转向进行处理，使其在行车道内行驶。当左侧检测到黑线时单片机控制小车左转，反之若右侧检测到黑线时右转，否则直走。2.硬件组成结构2.1电机驱动板结构11112.2寻迹传感器1）简介：此模块是为智能小车、等自动化机械装置提供一种多用途的红外线探测系统的解决方案。使用红外线发射和接收管等分立元器件组成探头，并使用LM339电压比较器做为核心器件构成中控电路。此系统具有的多种探测功能能极大的满足客各种自动化、智能化的小型系统的应用。2）特性： 易于安装，使用简便 ，4路分别独立工作，工作时不受数量限制 

6、，中控板与探头分开，安装位置不受限制 ，模块高度≤10毫米 ，安全工作电压范围在3伏特至6伏特之间 ，4路全开工作电流30毫安至55毫安之间 ，VCC、GND:电源接线端，IN（1—4）、OUT：探头与中控板连接端，OUT1、OUT2、OUT3、OUT4: 对应输出端，LED1、LED2、LED3、LED4: 对应输出指示，R1、R2、R3、R4: 对应比较电压调节 输出端为集电极开路，板载5.1千欧上拉电阻112.3光电编码器1）描述:     HC-020K测速传感器是一款宽电压、高分辨率、短响应速度、开关

7、量输出的测速模组，配合黑色码盘可以测量电机转速（所测电机的规格，和码盘有关。现在提供的码盘D型孔内径为4mm。可以用于输出轴为直径4mm的电机，就是我们配套的TT马达，黄色外壳白色轴的电机）。在小车上，有两路轮子是没有加装齿轮的，通过使用D型孔码盘，我们可以很方便的安装码盘到坦克轮的转动轴上，如图2所示；由于使用的是20线的码盘，坦克车轮直径为4.7cm，我们就可以计算该码盘能检测到的最小精度为：3.14*4.7cm/20=0.74cm=7.4mm。    2.4其他结构直流电机步进电机空调门伺服电机舵机机械手

8、轮胎2个减速箱+电机2套万向滑轮1个黄色底盘11PCB敷铜板亚克力板螺丝卡簧固定片3.程序设计3.1编程软件介绍Keil4是美国KeilSoftware公司出品的C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil4软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Kei