用凌阳单片机实现的智能循迹小车方案
基于凌阳SPCE061A单片机的智能小车的设计
（ ．ｅｉｇＵｎ ．０ ｃ． ｎ ｅｈ ．Ｂ ｉｎ ００ ３ Ｃ ｉａ２ Ｂ ｉｎ ｕｌ ｎ ｔ ａ ｄ ｅ ．Ｂ ｉ ０ ４３ Ｃ ｉａ １ Ｂ ｉｎ ｉ ｆ ｉ ａ ｄＴ ｃｎ ，ｅ ｉ １０ ８ ，ｈｎ ； ． ｅｉ Ｂ ｉ ｉｇＭａｅ ｌ Ｉ ．Ｓｈ ， ｅｉ １２ ０ ， ｈｎ ） ｊ ｖ Ｓ ｊｇ ｊｇ ｄ ｉ ｒ ｓｎ ｊ ｇ ｎ
中图分 类号 ： Ｐ ８ Ｔ Ｉ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ６ ３ ６ ９ ２ ０ ）９ ０ ５ ３ １ ７ — ２ Ｘ（０ ７ ０ —０ ４ —０
Ｄｅ ｉ ｎ ｆ Ｉ ｅ ｌｇ ｎ ｅ Ｖｅ ｃ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ＰＣＥ０ Ａ ｓ ｇ ｏ ｎｔ ｌｉ ｅ ｃ ｈｉ ｌ ｓ ｄ ｏ Ｓ ６１ Ｓ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｉ ｌＳ ｎｇ ｅ Ｃｈｉ ｏ ｅ ｓ ｒ ｐ Ｐｒ ｃ ｓ ｏ
维普资讯
第
＂
期
计 算 机 技 术 与 发 展
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基 于 凌 阳 Ｓ Ｃ ０ １ 单 片 机 的 智 能 小 车 的设 计 Ｐ Ｅ ６Ａ
，
－
吴 荣 芳 ， 冀伟 ，刘 一
（． １ 北京科 技 大 学 ， 京 １０ ８ ； ． 北 ０ ０ ３２ 北京建 材 工业 学校 ， 京 １ ２０ ） 北 ０ ４３
摘 要 ： 了智 能语 音 、 障小 车 的一种 制作 方法 ， 出了控 制系统 的硬 件和 软 件设 计 。控 制 系统 的硬件 电路 部 分 主要 介绍 避 给
基于凌阳单片机的语音遥控小车
1 引言1.1 研究的背景与意义从这些数字可以看出，高科技含量的电子玩具已经成为玩具行业发展的主流，发展科技型玩具是必然趋势,不仅世界大玩具公司争相开发,世界电脑巨头微软、英特尔、IBM等,世界电器霸主松下、东芝、索尼也都垂青电子玩具,自己或与玩具厂商合作应用半导体技术、数码技术于玩具开发。
他们把这叫做“面向明天的玩具”。
美国麻省理工学院就得到迪斯尼等四家大公司资助数百万美元的研究开发经费。
科技、教育与玩具制造业的结合,将会是玩具业在技术上的又一次革命,将使玩具更可爱、更吸引人 [1] 。
1.2 国外研究现状与发展根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。
而全球玩具市场的在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。
美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52%，而传统玩具的年销售额仅增长3%。
英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，七款玩具配有电子元件[2] 。
近几年，欧洲电子玩具大幅增长[3] 。
在英国，电子类玩具将成为英国增长最快和市场最大的玩具，2007年英国玩具市场将达到61亿欧元；在德国，技术性玩具，如建筑、车辆和电子训练等玩具比其他欧洲国家更加流行[4] 。
1.3 可行性分析本设计的核心是凌阳的16位单片机（SPCE061A）。
该单片机采用凌阳最新推出的µ’nSP16 位微处理器核（以下简称µ’nSP）。
SPCE061A嵌32K字（Word）闪存（FLASH），2K字（Word）SRAM，有多达十四个的中断源等丰富的片资源。
CPU最高可工作在49MHz的主频下，较高的处理速度使µ’nSP能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号，这使得SPCE061A具有灵活的语音处理能力。
可以播放SACMA2000和SACMS480等格式的语音资料，而且还可以配置外部存储器，可以存储很长的声音段。
基于凌阳16位单片机的智能车电路模块设计
基于凌阳16位单片机的智能车电路模块设计轮式小车是智能小车机械结构的主体部分，由车身、轮子、变速器、传动轴等结构部件构成。
轮式小车还包括提供动力的驱动器，用来收集智能小车的自身状态信息或外部环境信息，并对多传感器的数据进行分析、融合，动态调整小车的运动状态，实现在一定条件下的自主行驶。
红外传感器模块电路原理：红外传感电路采用反射式红外传感器，可以方便地实现实时监控并有效防止误触发，灵敏度容易控制。
图3 为红外检测电路，核心IC 器件是LM393，该集成块内部装有两个独立的电压比较器。
LM393 类似于增益不可调的运算放大器。
每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端一个称为同相输入端（用“+”表示），另一个称为反相输入端（用“-”表示）。
用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压，另一端加一个待比较的信号电压。
当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。
当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。
两个输入端的电压差大于10mV 就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态。
因此，把LM339 用在弱信号检测等场合是比较理想的。
测速反馈电路由发光二极管、光电级管、单稳态电路以及装在主轴上的光电码盘组成。
当光码盘上的孔经过发光二极管时，发光二极管发出的光使光电三极管导通，输出高电平；当光码盘上的非孔部分经过光二极管时，光电极管截止，输出低电平。
产生的周期性脉冲经单稳电路整形送高速输入通道IOB2 或IOB3 外部中断源，取得每次上升沿的时间值，就是定时器T1 的值，每两次T1 上升沿值之差为光电脉冲周期，从而可计算出主轴的转速。
基于单片机的智能循迹小车设计
基于单片机的智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机控制的小型车辆，通过传感器检测路面信息，结合预设路线实时调整行驶方向，实现自动循迹行驶。
智能循迹小车在无人驾驶、智能物流、探险救援等领域具有广泛的应用前景。
智能循迹小车的硬件主要包括单片机、传感器、电机和电源。
其中，单片机作为整个系统的控制中心，负责接收传感器信号、处理数据并输出控制指令；传感器用于检测路面信息，一般选用红外线传感器或激光雷达；电机选用直流电机或步进电机，为小车提供动力；电源为整个系统提供电能。
智能循迹小车的软件设计主要实现传感器数据采集、数据处理、控制指令输出等功能。
具体来说，软件通过定时器控制单片机不断采集路面信息，结合预设路线信息进行数据分析和处理，并根据分析结果输出控制指令，实现小车的自动循迹。
为提高智能循迹小车的稳定性和精度，需要对算法进行优化。
常用的算法包括PID控制、模糊控制等。
通过对算法的优化，可以实现对路面信息的精确检测，提高小车的循迹精度和稳定性。
为验证智能循迹小车的实际效果，需要进行相关测试。
可以在平坦的路面上进行空载测试，检验小车的稳定性和循迹精度；可以通过加载重量、改变路面条件等方式进行负载测试，以检验小车在不同条件下的性能表现；可以结合实际应用场景进行综合测试，以验证智能循迹小车在实际应用中的效果。
测试环境的选择要具有代表性，能够覆盖实际应用中可能遇到的各种情况。
测试过程中要保持稳定的行驶速度，以获得准确的测试数据。
对于测试过程中出现的问题，要及时记录并分析原因，以便对系统进行改进。
测试完成后，要对测试数据进行整理和分析，评估系统的性能表现，提出改进意见。
通过以上测试，我们发现基于单片机的智能循迹小车在循迹精度、稳定性等方面表现良好，能够满足实际应用中的需求。
同时，通过对算法的优化和硬件的改进，可以进一步提高小车的性能表现。
本文介绍了基于单片机的智能循迹小车的设计和实现过程。
通过合理选择硬件和优化软件算法，实现了小车的自动循迹功能。
基于单片机控制的智能小车设计与制作
目录中文摘要 (2)英文摘要 (3)1 引言 (4)2 方案论证 (5)2.1 控制核心的选择及其简介 (5)2.1.1 SPCE061A单片机简介 (5)2.2.2 61板简介 (6)2.2.3 集成开发环境（IDE）简介 (7)2.2 小车驱动方式的选择 (7)2.3 语音播放和语音识别模块 (7)2.4 光电检测模块 (8)2.5 障碍检测模块 (9)3 系统硬件设计 (10)3.1 车体结构及其驱动电路 (10)3.2 循线模块 (13)3.2.1 循线硬件电路设计 (13)3.2.2 循线传感器的安装 (15)3.3 避障模块 (17)3.3.1 避障硬件电路设计 (18)3.3.2 避障硬件电路的制作与安装 (24)3.4 硬件完成后的小车总体图 (25)4 系统软件设计 (27)4.1 主程序设计 (27)4.2 循线模块程序设计 (28)4.3 障碍检测模块程序设计 (29)4.4 语音播放程序设计 (31)5 使用说明 (33)结论 (35)谢辞 (36)参考文献 (37)附录1 (38)附录2 (40)附录3 (41)附录4 (43)附录5 (44)基于单片机控制的智能小车设计与制作摘要: 课题的主要任务是设计并制作一辆智能小车，要求实现小车的语音控制、循线行走、避免撞到障碍物三大功能。
设计以凌阳16位单片机为控制核心，应用光电传感器和超声波传感器，成功实现了小车的三大功能。
课题完成了光电传感器和超声波传感器的选择、采购、各传感器的接口电路设计和制作，以及各传感器和电路的安装位置和方式的安排，并完成了整个硬件的制作工作。
此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。
关键词：智能小车，光电传感器，超声波传感器，单片机Abstract：This subject is to design and manufacture an intelligent car, whose three functions are car’s voice control, following the lin e to run, avoiding hittingthe obstacles. This design takes the Ling Yang 16 monolithic integratedcircuits as the control core, and with applying the photoelectric sensor andthe ultrasonic sensor, the car's three functions have realized. The designerhas completed the choice and purchase of the photoelectric sensor andultrasonic sensor, the design and manufacturing of various sensors' interfacecircuit, the installment position and arrangement preparation of the sensorsand circuit, as well as the entire hardware's manufacturing work. At thesame time, the control software's design and the program’s establishmentand debugging are finished. Finally completes the software and hardware'sfusion, which realizes the car's anticipated function.Keywords：intelligent car，photoelectric sensor，ultrasonic sensor，SCM1 引言当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。
智能循迹小车设计方案
智能循迹小车设计方案一、设计目标：1.实现智能循迹功能，能够沿着预定轨迹自动行驶。
2.具备避障功能，能够识别前方的障碍物并及时避开。
3.具备远程遥控功能，方便用户进行操作和控制。
4.具备数据上报功能，能够实时反馈运行状态和数据。
二、硬件设计：1.主控模块：使用单片机或者开发板作为主控模块，负责控制整个小车的运行和数据处理。
2.传感器模块：-光电循迹传感器：用于检测小车当前位置，根据光线的反射情况确定移动方向。
-超声波传感器：用于检测前方是否有障碍物，通过测量障碍物距离来判断是否需要避开。
3.驱动模块：-电机和轮子：用于实现小车的运动，可选用直流电机或者步进电机，轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。
-舵机：用于实现小车的转向，根据循迹传感器的信号来控制舵机的角度。
4.通信模块：-Wi-Fi模块：用于实现远程遥控功能，将小车与遥控设备连接在同一个无线网络中，通过网络通信进行控制。
-数据传输模块：用于实现数据上报功能，将小车的运行状态和数据通过无线通信传输到指定的接收端。
三、软件设计：1.循迹算法：根据光电循迹传感器的反馈信号，确定小车的行进方向。
为了提高循迹的精度和稳定性，可以采用PID控制算法进行修正。
2.避障算法：通过超声波传感器检测前方障碍物的距离，当距离过近时，触发避障算法，通过调整小车的行进方向来避开障碍物。
3.遥控功能：通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接，接收遥控指令并解析，根据指令调整小车的运动状态。
4.数据上报功能：定时采集小车的各项运行数据，并通过数据传输模块将数据发送到指定的接收端，供用户进行实时监测和分析。
四、系统实现：1.硬件组装：根据设计要求进行硬件的组装和连接，确保各个模块之间的正常通信。
2.软件编程：根据功能要求，进行主控模块的编程，实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。
3.调试测试：对整个系统进行调试和测试，确保各项功能正常运行，并进行性能和稳定性的优化。
4.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，实现对小车的远程控制和数据监测，提供良好的用户体验。
自制基于凌阳SPCE061A语音控制智能小车
第六届IT文化节系列活动之----嵌入式系统设计基于凌阳SPCE061A 语音控制智能小车一、前言：凌阳公司开发的SPCE061A 芯片为带音频信号处理功能的16 位单片机。
所以根据该芯片的特色，适合开发具有语音互动功能的儿童智能玩具。
目前在智能玩具市场上，都是日本做的比较先进，例如日本推出的一个比较成功的机器狗，很可爱，很受孩子们的欢迎。
根据凌阳SPCE061A 芯片的强大功能，我们中国也可以开发出先进的智能玩具。
本方案就是利用语音识别技术来控制小车的运动。
利用语音可以控制小车的前进、后退、左转、右转和按预设轨迹行走的功能。
在语音操作的时候，都会有相应的语音提示，很人性化。
另外如果再加上红外光电对管对小车轮子进行速度测量，并用数码管显示出来。
也可以由红外光电光电管构成循迹模块和小车结合。
由此构成智能小车控制系统。
二、小车平台的搭建：(1)小车底板采用加厚12*18cm 万用板：通过在该万用板的相应位置钻孔来固定轮子及其他附件。
图一 万用板(2)前轮采用万向轮：图二 万向轮(3)后轮则用两个大扭矩减速电机：转弯原理：就是控制两个电机的转速的不同，即一个慢一个快便可实现转弯。
或者一个电机停转，只让其中一个电机转，可实现快速转弯。
两个电机同时转便可实现前进、后退。
图三 减速电机(3)电机驱动采用由L298集成电机驱动芯片组成的电路图四 L298芯片电机驱动电路或者是由三极管组成的桥式电路：图四 桥式电机驱动电路该电路可以驱动两个电机，并且每个通道有两个输入端，通过SPCE061A 的IO 管脚控制每个通道两个输入端的高低电位便可实现控制电机的正反转，通过PWM 信号还可以对电机进行调速，其中PWM 信号可由SPCE061A 的定时器设定来产生。
该电路板焊好后，如下所示：图五 桥式驱动电路板实际效果图 (4)整体效果图：图六 整体效果图扩展功能：（由于时间等问题，改部分还未完善）(1)红外光电管1(检测速度用)：图七 红外光电管1该光电管驱动电路比较简单，如下图所示：图八 红外光电管1 驱动电路该红外管封装了一个发射管和一个接收管，只要在小车后轮上加一片挡板，而该红外光电管置于挡板相应位置让挡板刚好可以遮住光电管的中间间隙。
基于凌阳单片机语音控制小车
基于凌阳61单片机的语音机器人设计. 实习目的与意义1.1 实习任务设计并制作一个智能小车，并具备语音遥控的功能1.2 基本要求（1）、智能小车主控芯片任选一款单片机：AT89S52或SPCE061A；（2）、人工遥控小车发车（语音遥控）；（3）、能够识别语音控制的转弯，前进与后退，以及实现再训练功能。
1．3 实习意义通过智能小车的设计及制作,巩固并掌握IDE2.0的编程方法，学会利用单片机进行程序设计并实现功能。
通过在小车的设计与制作，将所学的知识体现出来，并应用于实际生活中，在设计过程中对小车功能的创新和改良，增强学生的创新意识和逻辑思维能力，提高学生的动手能力和研究主动性。
2. 实验内容和步骤2.1车体设计2.1.1 61板简介61板是SPCE061A EMU BOARD的简称，是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发——仿真——实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳大学计划”专为电子爱好者和高校大学生进行课程设计、毕业设计及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。
61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，使学生在掌握软件设计的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会！2.1.2 SPCE061A单片机简介SPCE061A是一款16位结构的微控制器，下图是它的结构概览：SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分，并且内置在线仿真电路ICE接口，较高的处理速度使其能够快速的处理复杂的数字信号。
SPCE061A单片机应用领域广泛，例如应用在家用电器控制器、工业控制、通信产品、医疗设备以及电子书籍等诸多方面。
2.1.3 电源61板采用3节5号电池进行供电，由J10接入。