自动循迹小车毕业设计论文.doc

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1、xxxxxx学院xxx系xxx专业xx级毕业设计(论文)xx学号xxxxxxxx指导教师(签名)xxx二○年月日工程职业技术学院毕业设计(论文)诚信承诺书本人慎重承诺:我所撰写的设计(论文)《》是在老师的指导下自主完成,没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭,本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。毕业论文(设计)的研究成果归属学校所有。学生(签名)年月日目录目录1摘要:2前言………………………………………………………………………………………………3一.任务要求4(一)任务4二.系统设计方案5(一)小车循迹原理5(二)控制系统总体设计6三

2、.系统方案7(一)寻迹传感器模块71.红外传感器ST188简介72.比较器LM324简介83.具体电路94.传感器安装10(二)控制器模块11(三)电源模块13(四)电机及驱动模块141.电机142.驱动14(五)自动循迹小车总体设计161.总体电路图162.系统总体说明18四.软件设计18(一)PWM控制18(二)总体软件流程图19(三)小车循迹流程图19(四)中断程序流程图21(五)单片机测序22五.致…………………………………………………………………………….…………..25六.参考资料27自动循迹小车摘要:本设计是一种基于单片机控制的简

3、易自动寻迹小车系统,包括小车系统构成软硬件设计方法。小车以AT89C51为控制核心,用单片机产生PWM波,控制小车速度。利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。关键词:单片机AT89C51光电传感器直流电机自动循迹小车前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。

4、本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。本设计采用

5、MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,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,自动寻迹和寻光功能。80C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑A

6、TMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如A/D﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(

7、ControllerAreaNetworkBUS).新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了良好的基础。一.任务要求(一)任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车,使小车能够自动检测地面黑色轨迹,并沿着黑色车轨迹行驶。系统方案方框图如图1-1所示。检测(黑线)驱动电机软件控制控制小车图1-1系统方案方框图二.系统设计方案(一)小车循迹原理这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走,由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同,可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。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

8、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

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