循迹移动小车设计报告-沈国权 王燕伟 刘丽丽

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1、自动循迹小车目录目录0摘要：01.任务及要求11.1任务12.系统设计方案22.1小车循迹原理22.2控制系统总体设计23.硬件设计33.1循迹传感器模块33.1.2具体电路33.1.3传感器安装43.2控制器模块43.3电机及驱动模块53.4循迹移动小车总体设计73.4.1系统原理图73.4.2系统总体说明84.软件设计84.1PWM控制84.2总体软件流程图84.3小车循迹流程图95.总结11105自动循迹小车循迹移动小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设

2、计方法。小车以STC89C52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，对位置偏差采用PID控制，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STC89C52PID光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract:ThisdesignisaSimpleDesignofasmartauto-trackingvehiclewhichbase

3、donMSCcontrol.Theconstructionofthecar,andmethodsofhardwareandsoftwaredesignareincluded.ThecaruseSTC89C52asheartofcentrolinthissystem.ThenusingPWMwavesProducedbyMCUtocontrolcarspeed.Byusinginfraraedsensortodetecttheinformationofblacktrack.Thesmartvehicleac

4、quirestheinformationandsendsthemtotheMSC.ThentheMSCanalyzesthesignalsandcontrolsthemovementsofthemotorsbyPID.Whichmakethesmartvehiclemovealongthegivenblacklineantomaticly.Keywords:infraredsensor；PID；MSC；auto-tracking105自动循迹小车1.任务及要求1.1任务1.设计一个基于直流电机的自动寻迹小

5、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。2.研究寻迹算法，优化小车的寻迹路线，使路线更平滑，并且减少过弯时的时间。2.系统设计方案2.1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

6、黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。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。另外我们还给小车附加了红外遥控与简单的避障功能。2.2控制系统总体设计自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、红外检测模块、遥控及壁障模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2-1所示。105自动循迹小车图2-1控制系统结构图1、主控制电路模块：用STC89C52单片机、复位电路，时钟电路2、红外检测模块：红外对管,7404反相器3、电机及驱动模块:电机驱动芯片L293D、

7、四个直流电机分为两组4、电源模块：四节蓄电池以下使本系统的方框图：3.硬件设计3.1循迹传感器模块我们用一个红外发射管和一个光敏三级管自己制作红外检测传感器。发射管输出的红外信号经反射被接收管接收的强弱与接收管的输出电压成正比，再利用7404反相器的门槛电压将输出电压分成高电平与低电平两类，以此通过判断地面的反射性能来判断反射面是否为黑色。105自动循迹小车3.1.2具体电路通过红外传感器检测黑线，输出接收到的信号给7404，接收电压经过反相器后，输出信号变为高低电平，再输入到单片机中，用以判定是否检测到

8、黑线。图3-1传感器模块电路图3.1.3传感器安装 在小车具体的循迹行走过程中，为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向，我们在底盘装设9个红外探测头，进行方向纠正控制，提高其循迹的可靠性。3.2控制器模块采用STC公司的STC89C52单片机作为主控制器，单片机最小系统如图3-31）采用外部时钟，晶振频率为12MHZ105自动循迹小车图3-3单片机最小系统3.3电机及驱动模块驱动模块采用专用芯片L293D作为电机驱动芯片，