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1、
目錄
簡介：...............................................................................................3關(guān)鍵詞：...........................................................................................3
一、 系統(tǒng)設(shè)計.......................................................
2、......................3
1.1、任務(wù)及要求...................................................................3
1.2車體方案認證與選擇......................................................3
二、硬件設(shè)計及說明....................................................................4
2.1循跡+避障模塊.....................................
3、.........................4
2.2主控模塊........................................................................4
2.3電機驅(qū)動模塊................................................................5
2.4機械模塊........................................................................6
2.5 電源模塊........................
4、...............................................6
三、自動循跡避障小車總體設(shè)計………………………………..6
3.1 電源模塊.......................................................................6
四、軟件設(shè)計及說明.....................................................................7
4.1系統(tǒng)軟件流程圖..............................................
5、..............7
4.2循跡避障程序................................................................7
五、系統(tǒng)測試過程.......................................................................12
六、總結(jié).......................................................................................13
七、參考文獻.......................
6、.........................................................13
簡介
本設(shè)計主要有三個模塊包括信號檢測模塊、主控模塊、電機驅(qū)動模塊。信號檢測模塊采用紅外光對管，用以對有無障礙與黑線進行檢測。主控電路采用STC89C52RC單片機為控制芯片。電機驅(qū)動模塊采用意法半導(dǎo)體的L298N專用電機驅(qū)動芯片，單片控制與傳統(tǒng)分立元件電路相比，使整個系統(tǒng)有很好的穩(wěn)定性。信號檢測模塊將采集到的路況信號傳入STC89C52單片機，經(jīng)單片機處理過后對L298N發(fā)出指令進行相應(yīng)的調(diào)整。通過有無光線接收來控制電動小車的轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)自動循跡避障的
7、功能。
關(guān)鍵詞：智能循跡避障小車，STC89C52RC單片機，L298N驅(qū)動芯片，信號檢測模塊，循跡避障
一、系統(tǒng)設(shè)計
本組智能小車的硬件主要有以STC89C52單片機作為核心的主控器部分、自動循跡+避障部分、電機驅(qū)動部分。電機驅(qū)動部分和其他部分由一個電源通過串聯(lián)供電。
小車硬件系統(tǒng)示意圖如下：
自動循跡+避障模塊
電機驅(qū)動模塊
STC89C52RC
單片機
電源5V
供電途徑
功能控制
1.1、任務(wù)及要求
設(shè)計一個基于直流電機的自動循跡避障小車，使小車能夠自動檢測地面黑色軌跡和道路兩側(cè)的擋板（沒有黑線時），并沿著黑色軌跡和擋板行駛。
檢測（
8、黑線）
驅(qū)動電機
軟件控制
控制小車
1.2、車體方案認證與選擇
方案一：自己動手制作電動車，一方面材料缺少，另一方面制作過程要花費大量的時間，而且同學(xué)中手藝也不好，制作出來的小車還可能機械性能不好?？紤]到時間與性能這兩方面，我們放棄了這一方案
方案二：購買小車全套零件，購買的小車全套零件具有組裝完整的車架車輪、電機及其驅(qū)動電路。易改裝，好控制。機械性能有保障。
小車圖片如下：
綜合考慮，最終選擇方案二
二、硬件設(shè)計及說明
2.1循跡+避障模塊
我們選擇四路避障紅外探測 3路循跡傳感器
2.2主控模塊
我們采用STC89C52單片機作為主控制器
9、。STC89C52是一個高速，低功耗，超強抗干擾的8位單片機，片內(nèi)含32k 空間的可反復(fù)擦寫100,000 次Flash 只讀存儲器，具有4K 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32 個I/O口，2個8位可編程定時計數(shù)器，且可在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調(diào)試。
時鐘電路和復(fù)位電路（與單片機構(gòu)成最小系統(tǒng)）
1）采用外部時鐘，晶振頻率為12MHZ
2）采用按鍵復(fù)位
2.3電機驅(qū)動模塊
電機
電機采用直流減速電機，直流減速電機轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。
可選用減速比為1
10、：74 的直流電機，減速后電機的轉(zhuǎn)速為100r/min。若車輪直徑為6cm，則小車的最大速度可以達到
V=2πrv=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s
能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求。
驅(qū)動
驅(qū)動模塊采用專用芯片L298N 作為電機驅(qū)動芯片，L298N 是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，其響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機。以下為L298N的引腳圖
圖L298N外部引腳
驅(qū)動電路的設(shè)計如圖2 所示：
圖2 L298N電機驅(qū)動電路
L298N 的5、7、10、12 四個引腳接到單片機上，通過對單片機的編程就可實現(xiàn)
11、兩個直流電機的PWM調(diào)速控制。
2.4電源模塊
采用4節(jié)普通1.5V干電池單電源供電，采用串聯(lián)方式同時給單片機與電機供電。
三、自動循跡避障小車總體設(shè)計
3．1 總體電路圖
四、軟件設(shè)計及說明
4.1系統(tǒng)軟件流程圖
開始
前進
否
否
掃描I/O口，是否檢測到黑線
掃描I/O口，是否檢測到障礙
是
是
左/右檢測到黑線
左/右檢測到障礙
右/左行進
左/右行進
4.2循跡避障程序
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned
12、 int
sbit s1=P0^0;
sbit s2=P0^1;
sbit s3=P0^2;
sbit s4=P0^3;
sbit en1=P0^4;
sbit en2=P0^5;
sbit left_red=P3^4;
sbit right_red=P3^6;
sbit mid_red=P2^5;
uchar count=0;
void delay(uint k)
{
unsigned char h,i;
for(h=250;h>0;h--)
for(i=k;i>0;i--);
}
void delay1(void)
{
13、
unsigned int h;
for(h=0;h<300;h++);
}
void goahead()
{
s1=1;
s2=0;
s3=1;
s4=0;
}
void goback()
{
s1=0;
s2=1;
s3=0;
s4=1;
}
void turnleft()
{
s1=1;
s2=0;
s3=0;
s4=1;
}
void turnright()
{
s1=0;
s2=1;
s3=1;
s4=0;
}
void stop()
{
en1=0;
14、en2=0;
s1=0;
s2=0;
s3=0;
s4=0;
}
void jiance()
{
while((left_red==0)||(right_red==0))
{
delay1();
if((left_red==0)||(right_red==0))
{goahead();delay(50);
stop();
delay(50);}}
}
void timer0() interrupt 1 /* T0?????? */
{
TH0=0xfc;
TL0=0x17;
cou
15、nt++;
if (count<4)
{en1=1;en2=1;}
else {en1=0;en2=0;}
if (count==10) count=0;
}
void main()
{
TMOD=0x11;
TH0=0xfc;
TL0=0x17;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
while(1)
{
if((left_red==0)&&(right_red==1))
{
delay1();
if((left_red==0)&&(right_red==1))
{
tur
16、nleft();delay(40);
}}
if((left_red==1)&&(right_red==0))
{
delay1();
if((left_red==1)&&(right_red==0))
{turnright();delay(40);}}
if((left_red==0)&&(right_red==0))
{
delay1();
if((left_red==0)&&(right_red==0))
{stop();delay(40);}}
else {goahead()
17、;delay(10);}
if(mid_red==0)
{
delay1();
if(mid_red==0)
{
goback();delay(1000);
turnleft();delay(2500);
goahead();delay(1000);delay(1000);
turnright();delay(900);jiance();
turnleft();delay(1000);
}
}
}
}
五、系統(tǒng)測試過程
18、本小車能實現(xiàn)循跡避障功能，它能沿著地面上黑色軌跡行駛實現(xiàn)循跡功能，也能檢測到跑道上的擋板，實現(xiàn)繞過障礙物繼續(xù)沿黑線行駛到達指定地點停車功能。
尋跡避障小車軌跡圖介紹：軌道由循跡部分（黑線）和避障部分（黑線上加障礙物）兩部分組成，小車先進入循跡軌道，沿黑線行駛，到達障礙物處繞過行駛，從而實現(xiàn)尋跡和避障功能。為保證小車能正常行駛，循跡部分的黑線寬度應(yīng)在 6至7cm。避障物的寬度應(yīng)在20cm-25cm之間。
六、總結(jié)
本組智能小車能完成循跡和避障功能，循跡跑道是由黑色膠布在白色地面上拉線完成，小車可以從O型跑道的任何段為起點，跑完全程。避障是通過擺放障礙物，小車可以按照左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)直行再右轉(zhuǎn)繞過障礙物。
七、參考文獻
[1] 余發(fā)山，王福忠.單片機原理及應(yīng)用技術(shù) 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008
[2] 賈宗璞，許合利.C語言程序設(shè)計 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007
[3] 王為青，程國剛.單片機Keil Cx51應(yīng)用開發(fā)技術(shù) 北京：人民郵電出版社，2007
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智能尋跡避障小車11頁
