循迹小车报告

摘要本组的智能小车采用的是益智公司的车架，以两个直流电机来驱动小车，主板部分根据现有的电路板进行改装。

通过红外发射对管ST178作为轨道采集器，传送进主控芯片STC89C52RC单片机，进行数据处理后，送进驱动芯片L9110H以完成相应的操作。

并且小车具有车灯模拟功能，红外接收功能，报警功能，数码显示功能和声控功能。

关键词：STC89C52RC L9110H 反射式红外光电传感器ST178 自动循迹引言随着电子科技的迅猛发展，人们对技术也提出了更高的要求。

汽车的智能化在提高汽车的行驶安全性、操作性等方面都有巨大的优势，在一些特殊的场合下也能满足一些特殊的要求。

智能小车系统涉及到自动控制，车辆工程，计算机等多个领域，未来汽车智能化是一个不可避免的大趋势。

本文设计的小车以STC89C52RC为控制核心，用反射式红外光电传感器作为检测元件实现小车的自动循迹前行，并兼具报警和车灯模拟等功能。

一、系统介绍本组智能小车的硬件主要有以STC89C52RC作为核心的主控器模块、轨道探测模块、电机驱动模块、辅助照明模块以及报警模块等五个模块。

其中，电机驱动模块采用L9110H芯片驱动两个直流电机实现。

小车硬件结构示意图如下：设计要求（1）基本要求：实现小车的前进后退，左转右转（按照程序预设）（2）发挥部分：实现小车的自动循迹功能，壁障功能二、各模块的硬件介绍2.1电源系统的硬件结构图电源系统采用4节五号电池为系统供电，方便更换。

10uF的极性电容在此起稳压作用。

2.2主控模块的硬件结构图如图所以，主控模块采用STC89C52RC单片机。

该单片机有32个I/O口，支持最高振荡频率为80MHz。

2.3电机驱动模块硬件结构图L9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。

该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。

L9110 被广泛应用于玩具汽车电机驱动、脉冲电磁阀门驱动，步进电机驱动和开关功率管等电路上。

2.4轨道探测模块的硬件结构图根据原理图可知，红外发射管V1、V3、V6始终处于红外发射状态。

只需要读取红外接收管V2、V4、V5的接收状态即可得到轨道探测的结果。

当单片机相应管脚检测到低电平信号时即接收管处于导通状态，及接收管接收到反射管的反射信号。

根据此原理，即可探测出小车相对于轨道的位置，经过程序处理和电机运转控制即可使小车完成循迹功能。

2.5模拟车灯模块的硬件结构图通过单片机的P2.0和P0.7管脚模拟控制小车的左右车灯。

当某个管脚给低电平时，相应的发光二极管点亮，当某个管脚给高电平时，相应的发光二极管熄灭。

2.6报警模块的硬件结构图如图所示，单片机上电后各管脚默认状态为高电平，三极管不导通。

当需要执行报警时，单片机P0.6管脚出现低电平信号，三极管导通驱动蜂鸣器报警。

2.7声控模块的硬件结构图如图所示，麦克的阻值随接收到声音信号强度的变化而变化，在电容正端产生变化的电压信号，经电容C5耦合和基本共射极三极管V3的电压反向放大，通过单片机P0.4引脚采集和处理即可实现小车的声控功能。

正常情况下P0.4管脚采集到的是高电平信号，当麦克接收到强度足够的声音后，三极管导通后P0.4管脚变为低电平。

2.8光敏模块的硬件结构图如图所示，光敏电阻RL1的阻值是随它接收到光照强度的变化而变化的，6V电压经R1和RL1分压，单片机P0.5管脚可采集到RL1两端电压的开关量。

当光照强度增加时，RL1阻值减小，P0.5管脚可采集到一个低电平信号，经程序处理即可完成智能小车的光控功能。

2.9数码管显示模块的硬件结构图该数码管是共阳极结构。

当某一段需要显示时，拉底单片机相应管脚即可。

配合单片机的各个管脚即可实现丰富的显示功能。

实现部分功能的C语言程序程序状态指示灯演示程序#include <AT89x51.h> //包含头文件#define LED P1 //宏定义显示端口号void Delay(unsigned int DelayTime) //定义可变延时函数{while(DelayTime--); //延时函数进入倒计时}void main() //程序主函数码{unsigned int CountData=0; //定义一个整形变量,用于闪动次数++ while(1) //主程序循环体开始{if(CountData<30) //判断闪动次数是否位于0-30之间{Delay(60000); //用60000作为基数开始延时函数}else if(CountData<60) //判断闪动次数是否位于30-60之间{Delay(30000); //用30000作为基数开始延时函数}else if(CountData<90) //判断闪动次数是否位于60-90之间{Delay(10000); //用10000作为基数开始延时函数}else if(CountData<120) //判断闪动次数是否位于90-120之间 {CountData=0; //仅进行一次操作即可退出.}CountData=CountData+1; //闪动次数基数++LED=~LED; //将显示端口进行取反操作}}按键中断查询演示程序#include <at89x51.h> //包含S51地址头文件typedef unsigned char uchar; //重定义无符号字符型typedef unsigned int uint; //重定义无符号整型sbit S1=P3^2; //定义S1变量sbit S2=P3^4; //定义S2变量uchar DataCount=0; //定义全局计数器uchar code LedShowData[]={0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49, //定义固定存储显示字符0x41,0x1F,0x01,0x19,0x03};//1,2,3,4,5,6,7,8,9,0void KeyDelay() //定义键盘防抖子程序{ uint KeyTime=20000; //定义防抖时间变量 while(KeyTime--); //防抖延时开始return;}void S1_Break() interrupt 0 //定义S1(INT0)外部中断0{while(0==S1); //判断S1按键键值DataCount--; //计数器数值减1 if(DataCount>9) //判断计数器是否到最小值{DataCount=9; //显示数字0}return;}void main() //主程序开始{ET0=1; //设定外部中断触发方式(1->低电平触发)EX0=1; //开启外部中断0 EA=1; //开记总中断while(1) //程序主循环{if(0==S2) //通过查询判断键值{KeyDelay(); //键盘防抖动开延时子程序开始DataCount++; //计数器加1}if(DataCount>9) //判断当前计数器 {DataCount=0; //将计数器置0 }P2=LedShowData[DataCount]; //通过端口显示计数器数值}}串口通信程序演示#include <at89x51.h> //包含51单片机相关头文件#define RunLed P1 //定义运行指示灯显示端口#define ShowPort P2 //定义数码管显示端口unsigned char code LedShowData[]= //定义数码管显示数据变量{0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49, //定义固定存储显示字符0x41,0x1F,0x01,0x19};//1,2,3,4,5,6,7,8,9,0void ComBreak() interrupt 4 //定义串口通信子程序{unsigned char RecvData; //定义串口数据接收变量if(RI==1) //判断是否接收数据{ RecvData=SBUF; //将接收到的数据放入暂时变量if(RecvData<10) //判断接收到的数据是否小于10{ShowPort=LedShowData[RecvData];//将接收到的数据通过数码管显示出来 }SBUF=RecvData; //向电脑返回当前接收到的数据RI=0; //清除接收中断标志位}if(TI==1) //判断是否是发送中断{TI=0; //清除发送中断标志位}}void main() //主程序入口{unsigned int FlashTime=8000; //程序运行指示灯延时变量SCON=80; //设置串口模式为8位数据TMOD=32; //设置定时/计数器模式TH1=0xFD; //给定时器1高八位初始化初值TL1=0xFD; //给定时器1低八位初始化初值TR1=1; //开启定时器1ES=1; //开启串口通信功能REN=1; //开启接收中断标志EA=1; //总中断开启while(1) //程序主循环{ while(FlashTime--); //延时子循环,用于运行闪灯效果FlashTime=8000; //对指示灯延时初始化RunLed=~RunLed; //将指示灯显示端口取反}}寻迹功能探头调试子程序#include <at89x51.h> //包含51相关的头文件typedef unsigned char uchar; //重定义char数据类型typedef unsigned int uint; //重定义int数据类型#define ShowPort P2 //定义数码管显示端口uchar code LedShowData[]={0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99, //定义数码管显示数据0x49,0x41,0x1F,0x01,0x19};//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9static unsigned int RecvData; //定义接收红外数据变量static unsigned char CountData; //定义红外个数计数变量static unsigned char AddData; //定义自增变量static unsigned int LedFlash; //定义闪动频率计数变量unsigned char HeardData; //定义接收到数据的高位变量bit RunFlag=0; //定义运行标志位bit EnableLight=0; //定义指示灯使能位/***********完成基本数据变量定义**************/sbit S1State=P1^0; //定义S1状态标志位sbit S2State=P1^1; //定义S2状态标志位sbit B1State=P1^2; //定义B1状态标志位sbit IRState=P1^3; //定义IR状态标志位sbit RunStopState=P1^4; //定义运行停止标志位sbit FontIRState=P1^5; //定义FontIR状态标志位sbit LeftIRState=P1^6; //定义LeftIR状态标志位sbit RightIRState=P1^7; //定义RightIRState状态标志位/*************完成状态指示灯定义*************/sbit S1=P3^2; //定义S1按键端口sbit S2=P3^4; //定义S2按键端口/*************完成按键端口的定义*************/sbit LeftLed=P2^0; //定义前方左侧指示灯端口sbit RightLed=P0^7; //定义前方右侧指示灯端口/*************完成前方指示灯端口定义*********/sbit LeftIR=P3^5; //定义前方左侧红外探头sbit RightIR=P3^6; //定义前主右侧红外探头sbit FontIR=P3^7; //定义正前方红外探头/*************完成红外探头端口定义***********/sbit M1A=P0^0; //定义电机1正向端口sbit M1B=P0^1; //定义电机1反向端口sbit M2A=P0^2; //定义电机2正向端口sbit M2B=P0^3; //定义电机2反向端口/*************完成电机端口定义***************/sbit B1=P0^4; //定义话筒传感器端口sbit RL1=P0^5; //定义光敏电阻端口sbit SB1=P0^6; //定义蜂鸣端口/*********完成话筒,光敏电阻,蜂鸣器.端口定义**/sbit IR1=P3^3; //定义红外接收端口/*********完成红外接收端口的定义*************/void Delay() //定义延时子程序{ uint DelayTime=30000; //定义延时时间变量while(DelayTime--); //开始进行延时循环return; //子程序返回}void main(void) //主程序入口{while(1){LeftLed=LeftIR; //左边的指示灯状态为左边的红外探头 RightLed=RightIR; //右边的指示灯状态为右边的红外探头Delay(); //延时}}。