智能小车寻轨

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1、目录1.引言…………………………………………………………………32.任务分析……………………………………………………………32.1单片机控制模块的选定………………………………………42.2驱动电机模块的选定…………………………………………42.3寻迹传感器模块的选定………………………………………43.方案初步设计………………………………………………………53.1红外寻迹传感器………………………………………………53.2采用PWM调速的直流电机……………………………………53.3CPU引脚的设定………………………………………………7

2、3.4整体设计………………………………………………………84.软件设计……………………………………………………………94.1智能小车系统总体流程……………………………………94.2智能小车驱动部分流程……………………………………105.调试和测试…………………………………………………………116.总结…………………………………………………………………11参考文献………………………………………………………………12 111.引言根据题目要求，本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片，设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信

3、息的智能寻迹小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块组成。实际应用表明，该小车可以在专门设计的场地上实现自主识别路线，自主行进转弯，最终到达终点。本设计通过采用STC89C51单片机为控制核心，实现对小车的智能控制。该控制系统不仅在智能小车中有很强的实用价值，在汽车应用、智能机器人等方面都有很强的实用价值，尤其是在机器人研究方面具有很好的发展前景。所以本设计与实际相联系，具有重要的现实意义。关键词：单片机小车引导控制传感器2.任务分析整个电路分为驱动电机模块、寻迹传感器模块、单片机控制模块三个模块。首先利用红外对

4、路面信号进行探测，经过处理之后，送给单片机控制模块进行实时运算，输出相应的信号给驱动电机模块驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。系统方案框图如图1.2所示。图1.2系统设计方案框图112.1单片机控制模块的选定考虑到整个系统的简单、方便性，控制模块采用STC89C51作为主控制芯片，该芯片有足够的存储空间，可以方便的在线ISP下载程序，能够满足该系统软件的需要，该芯片提供了两个计数器中断，对于本作品系统已经足够，采用该芯片可以比较灵活的选择各个模块控制芯片，能够准确的计算出时间，有很好的实时性。而且STC89C51有很强的扩展性

5、，使用简单，灵活性高且价廉。所有我们直接采用STC89C51作为主控芯片。2.2驱动电机模块的选定采用直流电机作为该系统的驱动电机直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。而且改变正负极可方便的改变电机转动的方向，方便改变小车的行进状态。对于直流电机的速度调高，可以采用改变电压的方法，也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。与其它调速系统相比，PWM调速系统有下列优点：1.PWM从处理器到被

6、控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。2.对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点3．由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。4．主电路简单，所用功率元件少。5．低速性能好，稳定精度高，调速范围宽。2.3寻迹传感器模块的选定11采用红外光电对管，由于只需分辨黑白，红外光电对管有一个管发射红外线一个用于接收红外线，当红外线照射到黑线上时不会发射回来，当红外线照射到白色的地方就会返回，光电对管发射的同时也能接收红外信号，整个检测设备简单，稳定性高，速度快。缺点是检测距离短，优点是成本低，易

7、于操作。3.方案初步设计3.1红外寻迹传感器该智能灭火小车在画有黑线的路面上行驶，由于黑线和路面对光线的反射系数不同，可根据接收到反射红外线的强弱来判断“道路”——黑线。在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。红外探测法：利用红外线在不同颜色的物理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，如果红外光遇到地面时则发生漫发射，反射光被装在小车上的红外接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的红外接收管接收不到红外信号。传感器的选择：市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传

8、感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。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，接收器是一个高灵敏度硅平面光电三极管。RPR220价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广