智能小车控制系统循迹功能的创新设计与实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。智能小车控制系统循迹功能的创新设计与实现　　摘要：本文在设计并实现了智能小车的控制系统的循迹功能的基础上，创新性地提出了改善循迹功能的方法。该智能小车能够沿着指定的路线行驶，实现自主判断路径的功能。智能小车的控制系统包括MCU、振荡器以及复位电路。MCU选择8位单片机STC89C52RC，其具有速度快、可靠性好、功耗低等诸多特性

2、。循迹模块包括路径判断电路、主控制系统以及左右轮摆动控制电路。本文对循迹功能的改进使得智能小车的循迹鲁棒性得到提升，具有应用价值。　　关键词：STC89C52RC；循迹；智能小车　　中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671--0024-02　　1引言　　智能小车是各种高新技术综合集成的载体，其集环境感知、规划决策等功能于一体，融合了机器人技术、人工智能技术、自动化控制技术、机器视觉技术等。智能小车的主要特点在于，无论路线周边的具体情况如何，都能够沿着指定的路线行驶，完成自主判断路径的功能。

3、针对智能小车的控制系统的循迹功能，本文将着重对其设计和实现上的创新进行研究。　　2现有智能小车存在的问题为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　通常的智能小车在循迹时主要完成如下功

4、能：将黑色胶带黏贴于白色或者浅色场地上，并将该黑色胶带的路径设为智能小车行驶过程中的路线；以单片机为处理器的控制系统对智能小车行驶过程进行控制，使智能小车能够在指定的路线上行驶，完成智能小车的循迹功能。　　3智能小车的系统总体设计　　智能小车主要包括车身和控制系统这两个部分。本文的智能小车的控制系统包括MCU、振荡器以及复位电路。[1]　　如图1所示，在智能小车的车身上设有电源、转向舵机模块、控制器、双H桥驱动板以及电机驱动模块，并且在车身的前端设有固定架，在固定架上设有循迹模块；电源的输出端与控制器及

5、双H桥驱动板的输入端连接，双H桥驱动板的输出端与电机驱动模块的输入端连接，控制器与转向舵机模块及循迹模块连接，转向舵机模块与智能小车的前轮之间通过转向拉杆连接；电机驱动模块与车身的后轮连接。　　4智能小车系统的硬件设计　　MCU的选择为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设

6、备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　从成本角度和实用性角度出发，MCU选用8位单片机STC89C52RC，其特点在于，价格便宜、功耗较低、能够降低单片机对外部的电磁辐射、抗干扰能力强[1]。该MCU与8051单片机兼容，正常工作模式下典型功耗为4mA～7mA，内置8K的Flash程序存储器、512B的RAM和2K的E2PROM，内部设置有3个定时器/计数器，能够进行8位、13位、16位的定时/计数。该MCU能够在～6V的电压范围下进行工作，用户可

7、以根据需要自主选择如C语言或者汇编语言等编程语言。　　电机选择　　控制系统的驱动电机采用了步进电机，其能够精确测量路径并且对路径进行准确的定位。与通常的电机相比，步进电机能够实现开环控制而无需反馈信号。当然，步进电机也存在其缺陷：其输出转矩较低，在转速升高的过程中，输出转矩下降；在转速过大的情况下，输出转矩会较大程度地降低。但本文中的智能小车对速度没有较高的要求，因此并不会对设计造成不良影响。　　电机驱动电路的设计　　从稳定性的角度出发，电机驱动电路选用L293D芯片，其便于进行操作，有良好的稳定性。L

8、293D芯片的管脚图如图2所示。　　循迹模块的设计为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　控制系统的循迹模块通过将主