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摘 要

智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能小车就是其中的一个体现，本次设计的智能循迹小车，以STC89C51单片机作为微控制器，设计出一种全自动智能循迹小车，通过ST178红外传感器获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。其中小车驱动由L298N驱动电路完成。小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

关键词： 智能小车 单片机 红外线 循迹

Obstacle Avoiding Real-Time Trajectory Generation And Control of Omnidirectional Vehicles

Abstract

The new smart as a modern invention, is the future development direction, he can be pre-set according to the model in an environment where automatic operation, without human management, application of scientific exploration and so on.Intelligent vehicle is a show is one of the intelligent vehicle tracking, the design, the STC89C51 MCU, design a kind of automatic intelligent tracking car track, obtain information through the ST178 infrared sensor, to the direction and velocity of the trolley control.The trolley is driven by the drive circuit of L298N.The main function of the car is able to independently identify black guide line and according to the black line to achieve rapid and stable line running

Key words:Smart car; SCM; infrared ray; tracking

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 智能循迹小车概述 1

1.2 课题背景 1

1.3 课题研究的目的和意义 1

1.4 本设计完成的工作 2

第二章 总体方案设计 1

2.1 整体设计方案 1

2.1.1 系统设计步骤 1

2.1.2 系统基本组成 1

2.2 各部分设计方案 2

2.2.1 车体设计 2

2.2.2 主控制器模块 2

2.2.3 电源模块 2

2.2.4 电机驱动模块 3

2.2.5 循迹模块 3

2.2.6 电机选取 4

2.3 最终方案 5

第三章 系统硬件设计方案 6

3.1 单片机电路的设计 6

3.1.1 单片机的功能特性描述 6

3.1.2 晶振电路 7

3.1.3 复位电路 7

3.2 电源设计 8

3.3 电机驱动电路 9

3.3.1 L298N引脚结构 9

3.3.2 电机驱动原理 11

3.3.3 小车运动逻辑 13

3.4 信号检测模块 14

3.4.1 信号检测原理 14

3.4.2 信号检测模板电路图 16

3.5 小车车体总体设计 16

第四章 系统软件设计方案 18

4.1 系统总体流程图 18

4.2 小车循迹原理流程图 19

第五章 制作安装和系统总体调试 20

5.1 PCB的设计制作与安装 20

5.2 硬件的测试 20

5.3 软件的测试 20

第六章 结论 22

参考文献 23

致谢 25

附录一 整机电路原理图 26

附录二 部分源程序 27

附录三 作品实物图 35

第一章 绪论

1.1 智能循迹小车概述

智能循迹小车的英文全称是Automated Guided Vehicle，可以简称为AGV，它是在二十世纪五十年代时期成功研发出来的一种新型的智能搬运机器人在工业应用中，大部分AGV以充电蓄电池作为原动力，用电脑程序来控制其运动轨迹，或者在地板上粘贴电磁轨道来使其按照轨道运动，在此过程中不需要任何人为的操作，就能自动地将货物从一处运送到另一处。

AGV具有了高自动化、高智能化、高灵活性的优点。AGV在工作中是全自动化的，无需任何人为操作就能实现其功能，有时候AGV可以在人类无法工作的环境出色完成任务，并且能够通过改变程来轻松适应各种工作环境的变化。此外AGV多以蓄电池为动力，此能源清洁无噪音。

1.2 课题背景

在当今社会，节奏不断加快，传统的人工生产线已经不能够满足当今快节奏的生产，因此企业生产急需要一种高效低成本的生长运作方式以代替传统的人工制造。所以智能小车被广泛开发和使用。以为这些需求，智能小车不断在被研究和开发设计，从智能小车诞生到现在已经50多年过去了，其也经过了三次大的变革。一开始智能小车只是采用简单开关控制和编程来设置其运动的路径和参数，此后智能小车开始安装传感器，通过传感器来判断其运动路径，这时的智能小车已经具有了适应外部环境的能力，最后一次变革是智能小车已经具有了多种外部传感器，从而形成了一种感应系统，智能小车能够根据外部环境的变化而精确地改变其状态。

1.3 课题研究的目的和意义

在当今社会，国内外的大学和研究所都极力致力于用在特殊环境下的安全监测系统的开发。其中以无人操作和远程传输为主，如机器人，远程的监控，最为熟悉的我国航天送上月球的月球车“玉兔号”就是这种技术的代表，所以想要涉及那些未知的领域，如太空和深海，人工智能和远程传输技术重中之重。

智能小车就是作为人工智能技术的一个典型代表。其由传感器和监测部分执行部分，以及CPU组成。智能小车的高智能化，高自动化，高灵活性的优点使其成为当今社会新的宠儿。在未来的生活中使用会越来越广泛，它的推广能够使传统制造方式出现新的变革。所以此课题的研究目的是为了让智能小车技术更加成熟，使其技术能够成熟，能够完全运用到当今的社会中来，同时也为了能够帮助我们在未知领域有更成熟的技术去探索。

1.4 本设计完成的工作

本设计需要能够熟悉51单片机的使用和开发，同时能够熟练运用C语言来编写调用单片机的工程文件。其次能够熟练应用课题使用的单片机，对它的内部机构以及软硬件调试要熟悉。最后需要熟悉电机驱动和检测模板的工作原理和实现方式。

第二章 总体方案设计

2.1 整体设计方案

本设计的整体方案是：用红外传感器来检测地面的黑线，再反馈到单片机是否检测到，再通过单片机的IO口来控制驱动模板，从而两个直流电机根据驱动模板来调整工作状态，最终实现了循迹功能。

2.1.1 系统设计步骤

(1)根据设计要求，确定方案。

(2)使用Protel 99se画原理图和PCB板。

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