循迹小车设计报告

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1、电子技术课程设计报告学院：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：评阅意见：评阅教师日期报告一.设计要求：基本要求：1、控制小车走正方形运动2、能沿直线和沿弧线寻迹行驶，遇停止标志自动停止。3、能在设定的迷宫中自动走出迷宫扩展功能：1、能显示行驶距离。2、有避障功能。设计的作用、目的循迹控制系统的原理是在轮胎打滑时，包括了起跑`过弯`下雨天等等的情况，利用各式各样的方法来降低扭力的输出，让轮胎重新狁得抓地力，进而让车手能够控制赛车，将动力发挥到极限，并增加赛车速度。而降彽扭力的方法有油门的控制`点火延迟`或是关掉数个气缸的点

2、火或供油系统。由于传动轮在加速时超过50g，所以降彽惯性秘所需的反应要非常快速，但是利压子油门控制需要30毫秒，反应时间不够快：延迟点火又有耐用的问题：因此现行的循迹系统是利用装置在轮胎处的感应器来侦测轮胎状况，当轮胎打滑时电脑就会降彽引擎输出功率，通常是数个汽缸不点火，或是在供油程式下功夫，让轮胎停止打滑，以降彽车辆因为轮胎打滑所造成的失控状况，进而增加赛车的速度。不过现在的循迹控制系统可不是那产简单，随着电子技术的进步，现在的电脑可以做出较过去更顺畅的循迹系统，保持在最大靡擦力的边缓，得到最佳的引擎动力运用，以最近Coulth

3、ard对这项系统所做的评论为例，他说：循迹控制不止有在慢速弯道中有帮助，在高速弯中也有所助益，系统不只会在打滑的时候做出补偿的动作，就当车辆正开始滑的时就会出现，过去要以时速120MPH半油门方式过的弯，搭载循迹系统之后，可以125MPH全油门方式通过设计的具体实现1．系统概述简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。1.小车控制及驱动单元的选择此部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元，本文以台湾凌

4、阳公司的SPCE061A单片机为例予以介绍。SPCE061是一款拥有2KRAM、32KFlash、32个I/O口，并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器，它还拥有丰富的语音处理功能，为小车的功能扩展提供了相当大的空间。只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。小车驱动电机一般利用现成的玩具小车上的配套直流电机。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止，并能灵活转向，在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转，反之则向左转。为了能控制车轮的转速，可以采取PWM调速法，即由单片机的I

5、OB8、IOB9输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。2.小车循迹的原理这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收

6、不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。（1）自制红外探头电路如图1所示，红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。当小车在白色地面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号，经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信号，那么图中光敏三极管将导通，比较器输出为低电平；当小车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光敏三极管截止，比较器输出高电平，从而实现了通过

7、红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口，当I/O口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导线上；同理，当I/O口检测到的信号为低电平时，表明小车行驶在白色地面上。此种方法简单，价格便宜，灵敏度可调，但是容易受到周围环境的影响，特别是在图1较强的日光灯下，对检测到的信号有一定的影响。（2）集成式红外探头可以采用型号为E3F－DS10C4集成断续式光电开关探测器，它具有简单、可靠的工作性能，只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。该探头输出端只有三根线（电源线、地线、信

8、号线），只要将信号线接在单片机的I/O口，然后不停地对该I/O口进行扫描检测，当其为高电平时则检测到白纸，当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源（如日光灯等）的干扰。其缺点则是体积比较大，占用了小车有限的空间。3.红外探头的安装在