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摘 要

本次设计方案采用的是基于STC89C52单片机的智能循迹小车。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。智能循迹小车的功能是能自主识别黑线，然后根据黑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。小车具有PWM自动调速功能。采用ST178红外传感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。本文在介绍红外线探测法循迹和超声波避障系统功能的基础上，提出了系统的总体设计方案。分析了小车黑线智能循迹、避障的硬件及软件实现。

关键词：STC89C52 智能小车 红外循迹 超声波避障 PWM

Microcontroller-based design of intelligent tracking car

ABSTRACT

This topic is based on the STC89C52 single-chip smart car design and implementation.The car finished the main function is to be able to identify independently black guide line and according to the black line to achieve rapid and stable line running.The system 89C51 microcontroller core, using infrared detector on the tube black belt, black belt along the trolley in order to achieve the purpose of tracking the use of ultrasonic testing obstacle avoidance in order to achieve the car's functions.Meanwhile, the car to achieve a PWM automatic speed control function. This paper introduces the infrared black belt tracking and obstacle avoidance system functions is proposed based on the overall system design, analysis of the car-based infrared tracking Black Belt intelligent tracking , obstacle avoidance hardware and software implementation.

Key word: STC89C52; smart car; infrared tracking; ultrasonic obstacle avoidance; PWM

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 智能小车概述 1

1.1 国内外研究动态 1

1.3 系统设计要求 2

第二章 总体方案设计 3

2.1 总体方案设计 3

2.2 硬件设计方案比较 3

2.2.1 车体设计 3

2.2.2 主控制器模块 4

2.2.4 电源模块 4

2.2.5 电机驱动模块 5

2.2.6 电机模块 6

2.2.7 显示模块 7

2.2.8 避障模块 7

2.3 最终方案 8

第三章 硬件实现及模块电路设计 9

3.1 小车车体的总体设计 9

3.2 主控制器 9

3.3 单片机的时钟电路与复位电路设计 10

3.4 驱动电路 11

3.5 电源模块 12

3.6 循迹模块 13

3.7 避障模块 15

第四章 软件设计 17

4.1 程序总设计说明 17

4.2 程序设计的语言选择及遵守的原则 17

4.3 程序模块化设计 17

4.4 PWM控制 18

4.5 总体软件流程 18

4.6 小车循迹模块流程图 20

4.7 避障模块程序流程图 21

4.8 驱动程序设计 23

第五章 测试方法与测试结果 24

5.1 测试方案 24

5.2 测试时遇到的问题和解决方案 24

5.3 调试后最终的硬件架构实物图 24

结语 28

参考文献 29

致谢 30

附录1 总原理图 31

附录2 程序 32

第一章 智能小车概述

1.1 国内外研究动态

智能循迹小车方面：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领域。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：单片机技术的应用在PC时代得到了空前的发展，随着社会应用的需求，对单片机处理器的性能要求也是越来越高。社会以及市场的需求是单片机的发展的方向，现在市场上，嵌入式系统的应用比较多，单片机作为嵌入式系统的一部分，大都是集中在中、低端的领域发展，而且也有着很好的发展前景。

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，智能机器人在市场的应用方向越来越大，它的智能化程度越来越高，而且其功能也更加强大，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。当代社会，科研人员正在尝试将智能机器人应用在人们普通生活中的方方面面。

我们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，我国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，推动我国机器人产业的发展已经迫不及待了。

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