智能小车设计报告论文

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1、摘要本系统基于AT89S52单片机的小车寻迹系统，该系统采用两组高灵敏度的红外反射式光电传感器，对路面的黑色轨迹进行检测，将检测的数据送入单片机进行处理，并利用单片机产生PWM波，并以最短时间完成寻迹。同时采用红外传感器对障碍物进行躲避功能。对于交通灯的检测采用固定频率的红外线信号表示不同的交通指示灯，使控制系统更加智能。在软件程序上采用一定的控制算法，使得小车在直到上加速行驶，在弯道上可以实现减速转弯，因此，本系统由红外光电传感器，单片机和驱动单元共同作用，保证小车能在预先设定的轨迹上行驶。关键词：单片机寻迹传感器避碍交通灯检测本设计的主要特色：

2、1.自制的三轮结构小车，采用PWM调速。2.采用6V电池供电，直流稳压电路工作稳定，可使小车在不断行驶过程中更换电源。3.采用红外发射传感器接收对黑线标志进行识别，具有高精度和高灵敏度。4.通过程序编写音乐，在小车停车后自动播放。5.通过载波调制与解调的原理，实现红外交通灯信号的远距离检测。一、系统的基本原理与方案；1.1系统基本原理分析系统可以分为几个基本功能模块，如图1-1AT89S52光电传感器电机驱动芯片系统电源两组电机图1-1对各功能模块的设计，分别有以下不同的设计方案；1.2传感器选择方案；方案一：采用发光二极管发光，用光敏二极管接收；

3、发光二极管发出的可见光照射到黑带时，光线被黑带吸收，光敏二极管为检测到信号。呈高阻抗，使输出端为低电平。当发光二极管发出的可见光照射到地面时，它发出的可见光反射回来被光敏二极管检测到，其阻抗迅速降低，此时输出端为高电平。但是由于光敏二极管受环境中可见光影响较大，电路的稳定性很差，但可以通过运放对检测信号进行处理。方案二：采用反射式红外光电传感器。用ST198A型反射式红外对管组成的路径识别传感器模块，检测距离和灵敏度均能达到系统要求，该器件具有如下特点：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，该光电对管调理电路简单，工作性能稳定。综上

4、所述，本设计采用发光二极管进行检测，原因是性价比较合理。1.3电机驱动芯片选择方案方案一：采用分立元件的H桥驱动电路。方案二：采用集成的H桥驱动电路芯片。由于集成的H桥驱动电路芯片体积小，稳定性高，因此选用集成的驱动电路芯片作为电机的驱动芯片，型号为L293D。1.4电机方案选择方案一：采用步进电机，步进电机的一个显著特点就是具有快速启停能力可实现电机正反转及调速，启动性能好，启动转矩大。工作电压可达到36V，4A。可同时驱动两台直流电机。适合应用于机器人设计及智能小车的设计中，如果符合不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机的启功

5、或者反转。调速方式：直流电动机采用PWM信号平滑调速。方案二：采用普通直流减速电机，直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动，制动，和反转，能满足各种不同的特殊运行要求。综上所诉，我们选择直流减速电机。1.5电源方案选择方案一：直接使用AA干电池进行供电它的结构十分简单，但是供电能力差，不易长时间供电。方案二：使用9V干电池配合直流稳压整流电路输入端口接9V的干电池，经电容滤波和L7805稳压后输出约5v电压。可保证长时间稳定的输出电压。这样可以提供持久稳定的电流，稳压后给

6、单片机系统和其他芯片供电。考虑到系统稳定工作的要求，所以选择方案一。1.6设计总体要求自动寻迹小车是以单片机为控制核心的一阶闭环控制系统，在实验室条件下，在固定白纸上用黑色胶纸制定出小车预先设计的运行轨迹，小车寻迹场地的黑白两种颜色，发射管发出同样的光强，接收管接收到的光强不同，因此输出的电压值不同，给定一个基准电压，通过对不同输出电压值进行比较，则电路的输出为高低电平，当检测到黑白线时分别输出高低电平，当光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，根据接收到的反射光强度不同，获得传感器传回来的路径信息，控制小车的转向及其方向，寻迹小车可以

7、沿着黑线行走。二、硬件设计系统基本电路设计与传感器，驱动器等的应用说明基本电路模块连接图1-2单片机最小系统电路模块检测电路模块电机驱动电路模块图1-22.1.检测电路模块黑线检测传感器电路图见附录图2-1由于有4个红外传感器排成一排均匀的安装在小车底部，当光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，根据接收到的反射光强度判断是否眼黑线前进。在一般情况下，当黑线位于中间的两个红外传感器之间，不管小车偏向哪一边，都能检测出小车的偏移方向。或者当小车偏向左边时，右边的传感器检测到黑线，输出低电平给电机，否则，输出高电平。2.2显示鸣笛电路模块电

8、路图见附录图2-2在小车到达终点时，蜂鸣器奏乐，即播放音乐《荷塘月色》。2.3电机驱动电路模块本设计采用L293D桥芯片。