智能遥控循迹小车设计报告.doc

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1、智能遥控循迹小车报告课题名称：智能遥控循迹小车学院：长沙民政电子信息工程学院专业：机电一体化班级：机电1034班成员：刘佳谭佳兴游敬德曾向东指导老师：黄有全2011年12月29-12-目录摘要………………………………………………………………………3项目分工…………………………………………………………………3时间安排…………………………………………………………………3课题目标…………………………………………………………………3设计要求…………………………………………………………………4模块设计…………………………………………………………………5软硬件调试……………………………………………

2、…………………9实训总结…………………………………………………………………9附录……………………………………………………………………10-12-摘要：本次设计是一种基于单片机控制的简易智能寻迹小车系统，其中包括智能小车软硬件的设计、焊接、调试。智能小车以AT89C51为控制核心,利用红外探测法对路面黑色轨迹进行检测,从而路面检测信号反馈给单片机予以分析判断,驱动电机调整小车前进方向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹。项目分工：软件编写：C51模块：曾向东游敬德；FPGA模块：曾向东游敬德软硬件调试：刘佳谭佳兴设计报告：谭佳兴刘佳时间安排：十六周：材料购买及焊接十七周

3、：软件编写十八周：软硬件调试和设计报告十九周：作品验收及答辩课题目标：1、掌握基于单片机及FPGA的软件的编写。2、通过智能小车的的软硬件调试掌握各种工具的运用。3、培养团队合作、沟通、创新能力。-12-设计要求1、电路原理方框图显示寻迹状态显示小车行驶状态状态信息信号小车行驶状态数据信号单片机显示(液晶或数码管)FPGA寻迹信号启动信号右左寻迹信号电机驱动寻迹板（4路）2、主要功能：寻迹板送过来的5路检测信号送到FPGA板，FPGA将此5路信号送出至5个LED灯显示状态（检测至黑线灭，否则亮）；同时将此5路信号送到单片机。FPGA发出一个启动信号给单片机，从而启动小车。小车在接收到F

4、PGA送过来的启动指令后，读取寻迹信号，根据寻迹信号确定小车的运行状态，将小车的运行状态送至FPGA，同时根据相应算法，驱动小车的左右电机前进。并实现前进、左拐弯、右拐弯、后退等功能。-12-模块设计1、寻光的原理利用光敏电阻的特性，遇到光电阻减小。通过比较器LM339进行电压比较，测到光则输出高电平，没测到光则输出低电平。用三个光电阻来实现寻找光源，左，中，右三个，左边测到则向左转，中间测到直走，右边测到向右走。2、模块方案比较与论证根据设计要求，本系统主要由控制器模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块。1）车体设计方案1：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、

5、电机及其驱动电路。但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。再次，玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。因此我们放弃了此方案。方案2：通过网络购买买四轮专用车。经过反复考虑论证，四轮车子行驶更平稳，所以我们选择了这种方案。2、控制器模块采用Atmel公司的AT89C51-12-单片机作为主控制器。它是一个低功耗，高性能的8位单片机，片内含32k空间的可反复擦

6、写100,000次Flash只读存储器，具有4K的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O口，2个8位可编程定时计数器，且可在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。时钟电路和复位电路如图3-1（与单片机构成最小系统）图3.1主控原理图3、寻迹方案的设计这里的寻迹是指小车在白色地板上，寻着黑线行走。-12-方案一：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。但是这种方案受光照影

7、响很大，不能够稳定的工作。方案二：用RPR220型光电对管，RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接受器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。RPR220特点：（1）、塑料透镜可以提高灵敏度（2）、内置可见光过滤器能减小离散光的影响（3）、体积小，结构紧凑当发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简单，工作性能稳定。综上所述，我们选择方案一，但是这种方案受光照影响很大，不能够稳