基于光电导航的电动小车速度控制系统设计毕业设计

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1、课程设计报告学生姓名:学号：学院:自动化工程学院班级:题目:计算机控制系统设计基于光电导航的电动小车速度控制系统设计指导教师：职称:2015年5月15日摘要本文论述了基于AT89C52单片机的循迹智能小车的控制过程。智能循迹是用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。本设计采用AT89C52单片机作为小车的控制核心；采用LM339传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单

2、片机识别的数字信号；采用驱动芯片L293D构成双H桥控制直流电机，使小车能自动沿着黑色轨迹进行循迹，其中软件系统采用C程序，并用Keil软件进行编译，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。关键词：单片机，LM339传感器，L293D驱动目录第一章绪论11.1课题背景与意义11.1.1课题背景11.1.2课题意义1第二章设计目的及要求22.1设计目的22.2设计内容及要求22.3设计工作任务及工作量的要求2第三章系统设计方案33.1总体方案论证与分析33.2系统设计框图33.3小车循迹流程图4第四章硬件设计64.1单片机主控电路模块64.1.1单片

3、机的选择64.1.2晶振电路64.1.3复位电路74.2红外传感器检测模块74.2.1LM339模块及红外对管模块74.2.2检测系统的循迹原理84.3电机及驱动系统94.3.1L293D芯片的原理94.3.2L293D芯片的端口功能104.3.3L293D驱动模块114.3.4PWM调速系统114.3.5直流电机12第五章软件设计125.1系统整体流程图135.2循迹内环检测子程序流程图135.3循迹外环子程序流程图145.4电路连接原理图14心得体会15参考文献16附录源程序17第一章绪论1.1课题背景与意义1.1.1课题背景随着社会的不断发展，

4、科学技术水平的不断提高，人们希望创造出一种来代替人来做一些非常危险，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就诞生了机器人这门学科。世界上诞生第一台机器人诞生于1959年，至今已有50多年的历史，机器人技术也取得了飞速的发展和进步，现已发展成一门包含：机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多学科为一体的性尖端技术。智能小车可以作为机器人的典型代表，加装光电、红外线，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，不仅可以实现自动导引功能和避障功能，而且还可

5、以感知导引线和障碍物，实现自动识别路线，选择正确的行进路线，并作出正确的判断和相应的执行动作。在现有小车的基础上，。这对于我们的各个方面都有重大的意义。1.1.2课题意义目前在研究和发展阶段的，是以多种外部传感器构成感官系统，通过采集外部的环境信息，精确地描述外部环境的变化。智能循迹小车，能独立完成任务，有其自身的知识基础，多信息处理系统，在结构化或半结构化的工作环境中，根据环境变化作出决策，有一定的适应能力，自我学习能力和自我组织的能力。为了让循迹小车能独立工作，一方面应具有较高的智慧和更广泛的应用，研究各种新机传感器，另一方面，也掌握多个多类传感

6、器信息融合的技术，这样循迹小车可以更准确，更全面的获得所处环境的信息。22第二章设计目的及要求2.1设计目的计算机控制系统是自动控制理论和微型计算机原理和接口等技术在工业生产过程中实现自动控制的专门技术，其以自动控制理论为基础，以电子技术、传感器原理、计算机原理及接口等课程内容为辅助，通过计算机控制系统设计的实践环节培养学生理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力，从而进一步提高学生工程实践能力和创新意识的培养。2.2设计内容及要求设计并开发能自动循迹和调速的电动小车控制系统，要求利用黑色引导线对小车进行导航，能实现电动小车的速度闭环控制；在保证小

7、车不冲出跑道的前提下，要求小车能以最短的时间通过跑道上的加速区，以固定的速度通过跑道的匀速区域，以较慢的速度通过减速区，不同的区域通过黑色标记线进行划分。基本要求:(1)利用红外对管等传感器设计导航、测速电路，设计小车的电源管理电路，完成单片机和各模块的接口电路设计；利用脉宽调制原理实现直流电机的速度控制，完成各模块的控制程序设计。(2)够按照指定轨迹(单迹)行驶；(3)能够识别赛道加速和减速标志；(4)到达终点后可以自动停车；智能车行驶过程中不得人为干预2.3设计工作任务及工作量的要求（1）课程设计报告（由“题目背景与意义”、“设计题目介绍”、“系

8、统总体框架”、“系统硬件设计”、“系统软件设计”、“结论”六个部分组成）；（2）课程设计任务书；（3）系统硬