论文总字数：20805字

摘 要

本次设计方案采用的是基于STC89C52单片机的金属感应式智能循迹小车。本设计具有各个模块相对独立，便于维护和升级，而且成本低的特点。金属感应式智能循迹小车的特点是能自主识别金属，然后根据锡箔路线走向来执行稳定的寻迹行驶。小车系统的控制处理器采用的芯片是STC89C52单片机。采用接近开关作为金属感应器来采集轨迹的信息，然后传送给单片机进行处理，通过反馈结果来对小车的行驶方向进行控制。本课题在光电循迹的基础上，考虑到光电感应受到外界光线影响不稳定因素，采用金属传感进行升级处理，有效的避免的外界的干扰和环境的不稳定，提高了循迹小车的稳定性。

关键词：STC89C52 智能小车 金属循迹

Design of metal inductive smart tracking car based on SCM

Abstract

The design is based on the use of metal induction STC89C52 SCM smart car tracking. The design is relatively independent of each module, easy to maintain and upgrade, and the cost is low. The feature of a metal inductive smart tracking car is that it is able to identify metal independently, then carry out a stable tracing driving in accordance with the tinfoil route. The control processor of the car adopts the chip -- STC89C52 SCM. It uses proximity switch as metal inductor to collect information of the track, transmits the information to SCM for processing, and controls the driving direction through feedbacks of the results. On the basis of the photoelectric tracking, the issue effectively avoids the outside interference and the instability of environment, and improves the stability of the tracking car by taking the influence of outside light into account and using metal sensor to proceed upgrade processes.

Key Words: STC89C52; smart car; metal tracking

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 智能金属感应式循迹小车概述 1

1.1 国内外研究动态 1

1.2 课题的目的和意义 1

1.3 系统设计要求 2

第二章 循迹小车设计总体方案 3

2.1 循迹小车系统构思 3

2.2 循迹小车设计概念图 3

2.3 硬件方案比较 4

2.3.1 车体设计 4

2.3.2 主控制器模块 4

2.3.3 循迹模块 5

2.3.4 电源模块 5

2.3.5 驱动模块 5

第三章 金属循迹小车硬件部分设计及状态分析 7

3.1 单片机控制电路 7

3.1.1 时钟电路 8

3.1.2 复位电路 8

3.2 循迹电路 9

3.2.1 循迹原理 9

3.2.2 循迹状态分析 10

3.3 驱动电路 11

3.3.1 L298引脚结构 11

3.3.2 电机驱动原理 13

3.3.3 驱动状态分析 15

3.4 电源电路 16

第四章 软件实现 18

4.1 软件程序总体设计 18

4.2 开发环境 18

4.3 模块化分析 19

4.3.1 循迹模块分析 19

4.3.2 驱动模块分析 21

第五章 测试方法与测试结果 25

5.1 测试方案 25

5.1.1 硬件测试 25

5.1.2 软件测试 26

5.2 测试问题解决 30

5.3 最终硬件实物图 31

结束语 35

参考文献 36

致谢 37

附录1：原理总图 38

附录2：源程序 39

第一章 智能金属感应式循迹小车概述

1.1 国内外研究动态

智能金属感应式循迹小车方面：智能小车集合了多种高新科学技术，其中包含了机械、传感器、人工智能、计算机软、硬件等多门学科知识，拥有极大的发展空间，是智能化领域人们研究的重点。现代社会工业生产自动化，智能化出现与飞速发展是适应时代的需求。如今科技的进步给智能车，甚至是汽车的发展带入了全新的阶段。汽车是现代社会重要的交通工具，汽车的设计体现了车辆工程技术、智能化、自动化、计算机技术等多个学科知识的融合与发展，同时也是今后汽车发展的总体方向。

单片机方面：在现在的PC时代，单片机的技术得到了全新的发展，进入了一个更高的领域，随着社会技术的进步，应用程度的复杂化，对单片机处理器的性能要求同样是也越来越高。社会以及市场的需求就是单片机的发展的方向，目前的社会市场上，嵌入式系统的应用比较多，单片机的成本低廉，同时作为嵌入式的一部分，具有相当广阔的市场还有应用业绩。

1.2 课题的目的和意义

国外机器人的发展有这样的趋势。其一，智能机器人的应用在目前的社会市场上越来越大，随着科技的发展，机器人的智能化程度越来越高，而且它的功能也越来越强大，并且有向着大型设备设计以及重要技术的应用方面发展的趋势；其二，机器人也在向着非制造业以及中型、微小型的方向发展，比如服务型机器人，表演型器人，玩具等等。现在这个社会科学家们尝试的发展各种方面的应用机器人来方便现在的生活。

当今国家的机器人主要是应用在工业制造领域，还没有普及到正常人们的生活中。现在，国家工业的机器人总共有150000台左右，但是，我们国家自主生产的机器人却不到四分之一。目前，世界上总共有机器人约8000万台，与之相比，中国的数量只占不到万分之十六。中国是一个人口大国，有着13亿的人口，但是，机器人的的拥有量上和西方发达国家有巨大的差距。所以，我们要大力发展我国的机器人事业。

本设计的金属循迹智能小车也算是一个简单的机器人，它能够完成简单的固定的任务，只需要烧录进去对应的程序即可。一般的机器人的制作成本比较高，但是本设计的结构以及电路都比较简单，关键是成本也比较低。这种简单的机器人就比较适合学生们作为兴趣爱好去设计制作，高校对智能小车这个项目也有着浓厚的兴趣，在各种比赛以及创新设计中经常会出现这个项目。

1.3 系统设计要求

基本功能：金属感应式智能循迹小车必须在不用干预的时候能够独立完成循迹的设计要求。能够自主的根据既定的路线前进。进行一些列的动作，比如前进、左转、右转等等，遇到特殊情况能够自行的后退，并从新回到既定的轨迹上再次循迹前进。

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