基于单片机的智能循迹小车设计
基于STM32的智能循迹小车的设计
基于STM32的智能循迹小车的设计智能循迹小车是一种具有自主导航能力的智能移动机器人，能够根据预设的轨迹路径进行自主轨迹行驶。
该设计基于STM32单片机，采用感光电阻传感器进行循迹控制，结合电机驱动模块实现小车的前进、后退、转向等功能。
一、硬件设计1.MCU选型：选择STM32系列单片机作为主控芯片，具有高性能、低功耗、丰富接口等特点。
2.传感器配置：使用感光电阻传感器进行循迹检测，通过读取传感器的电阻值判断小车当前位置，根据不同电阻值控制小车行驶方向。
3.电机驱动模块：采用直流电机驱动模块控制小车的前进、后退、转向等动作。
4.电源管理：使用锂电池供电，通过电源管理模块对电源进行管理，保证系统正常工作。
二、软件设计1.系统初始化：对STM32单片机进行初始化，配置时钟、引脚等相关参数。
2.传感器读取：通过ADC模块读取感光电阻传感器的电阻值，判断小车当前位置。
3.循迹控制：根据传感器读取的电阻值判断小车相对于轨迹的位置，根据不同的位置控制小车的行驶方向，使其始终保持在轨迹上行驶。
4.电机控制：根据循迹控制的结果，通过电机驱动模块控制小车的前进、后退和转向动作。
5.通信功能：可通过串口通信模块与上位机进行通信，实现与外部设备的数据传输和控制。
三、工作流程1.初始化系统：对STM32单片机进行初始化配置。
2.读取传感器：通过ADC模块读取感光电阻传感器的电阻值。
3.循迹控制：根据读取的电阻值判断小车相对于轨迹的位置，控制小车行驶方向。
4.电机控制：根据循迹控制的结果，通过电机驱动模块控制小车的前进、后退和转向动作。
5.通信功能：可通过串口通信模块与上位机进行通信。
6.循环运行：不断重复上述步骤，实现小车的自主循迹行驶。
四、应用领域智能循迹小车的设计可以广泛应用于各个领域。
例如，在物流行业中，智能循迹小车可以实现自动化的物品搬运和运输；在工业领域，智能循迹小车可以替代人工，进行自动化生产和组装；在家庭生活中，智能循迹小车可以作为智能家居的一部分，实现家庭清洁和智能控制等功能。
基于AT89C52单片机智能循迹小车的设计
红 外接 收器 ， 回路 中还 连接 也用 于 改变 红外 发射 接 收功 率 的可 调 电阻 ， 用 于调 节红 外检 测 的距 离 。当 红外检 测 模块 检 测到 非 黑色 （ 颜 色偏 亮 色 ）时 ， 红外 发射 器所 发
必 然 的事 情 ，循迹 作 为智 能机 器 人的 一个 重要 组成 部 分
我 们 进 行 丫奉 次 的设 计 ， 对 循 迹 功 能 有 丫更 深 的理解 。 本 次 设计 系统 主 要是 利用 小 车 的红外 检测 模块 ， 小ｒ 乍控 制 模块 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片机 通 过红 外检 测模 块 等采 集 到的 信 息控 制 小车 自动 转 …，实现 小车 自动沿 预 定黑 线行 走 而 且 不 出线 ， 并在 到达 终 点后 自动停 止这 一 导航过 程 。
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通 过 车 身上的 孔连 接到 单 片机 。 ２ ）此 次 调 试主 要 是 调节 红 外 检测 传 感器 电路 的 阻 值 ， 由于 这个 电阻可 以调 节 红 外发射 管 的 发射功 率 ， 提 高其发 射 功率 就 能调 节其 有 效距 离 ， 但 是 由于没 有 补偿 电路 ， 在 调节 过 程遇 到 了很 多的 麻烦 ， 即外 界 的干扰 强 ， 如 果 电阻调 的 过 小 ，那 么 红外 发 射 管 的发 射 功率 过 人 ， 从 而使 得有 效 距离 太远 ， 检测 距 离人 近造 成对 黑 线也 反
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基于Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片机 智 能 循 迹 小车 的设 计
毕业设计基于单片机的智能循迹小车
第1章绪论1.1课题背景目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪06年代。
当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。
智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:(1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;(2)摄像机，用来获得道路图像信息;(3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。
上一层技术是下一层技术的基础。
三个层次具体如下:(1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。
主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。
碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。
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。
基于单片机的智能小车避障循迹系统设计
基于单片机的智能小车避障循迹系统设计
随着技术的不断发展，智能小车成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文主要介绍一款基于单片机的智能小车避障循迹系统设计。
一、系统的硬件设计
本智能小车的硬件设计包括控制模块、电源模块、驱动模块和传感器模块。
其中，控制模块采用C51单片机，电源模块采
用锂电池，驱动模块通过直流电机实现小车的前进、后退、左右转弯等各项动作，而传感器模块则包括超声波传感器、巡线传感器和红外线传感器。
二、系统的软件设计
本智能小车的软件设计包括控制程序和驱动程序。
控制程序主要实现通过巡线传感器和超声波传感器来检测路面情况，从而确定小车行驶方向和速度，同时通过红外线传感器来检测障碍物，从而进行避障。
驱动程序主要用于实现小车的前进、后退、左右转等动作。
三、系统的操作流程
小车启动时，控制程序首先检测巡线传感器和超声波传感器所处位置，从而确定小车行驶方向和速度。
接着，红外线传感器开始检测障碍物，并且在检测到障碍物时，自动转弯避免碰撞。
当小车行驶过程中检测到黑色线条时，巡线传感器将自动控制
小车前进或后退，从而使小车保持在线条上行驶。
四、系统的优点和应用
基于C51单片机的智能小车避障循迹系统具有高度自动化、低成本、易于维护等优点。
该系统可广泛应用于自动化物流、智能家居、机器人等领域。
总之，随着科技的不断发展，传感器技术和单片机技术等已经得到了广泛的应用和推广。
未来，智能小车必将在各个领域发挥更大的作用，创造更多的价值。
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计一、设计背景及目的随着人们对机器人技术的提高和普及，智能小车已应用于很多领域，如工业制造、学术研究等，成为了未来技术发展的重要方向。
本课程设计旨在通过单片机智能寻迹避障小车的设计，让学生了解单片机的基本原理，熟悉电路的设计和程序员的编写，培养学生的动手实践能力，同时增强学生的数字电路、模拟电路、控制系统等方面的综合实践能力。
二、设计过程1.设计方案智能寻迹避障小车把巡线车和避障车的功能集于一身，要实现这个设定的关键是用探测器实时地获取小车与路面间的距离，当距离为某一特定值时，小车就改变行进方向，而通过红外线传感器检测路线，小车就能够在沿着直线行驶时不偏离方向。
为了让设计更具实际意义，小车还可以配合LED灯来实现小车的状态显示。
2.硬件设计(1)原理图设计硬件电路由电源电路、控制电路和传感器组成。
单片机控制模块选用STC12C5A60S2芯片，这是一款强大的外设丰富的低功耗单片机，非常适合最终的应用。
为了让小车更加灵活，我们在使用STA的同时，还增加了音乐播放和语音提示的功能。
(2)电源电路设计电源电路采用两节7号电池的串联，达到12V的工作电压。
画图时还需注意进出电源的楔子，使其距离模块尽可能近，且哆扰较大，避免电路受电源电路噪声的干扰。
此外，还需要注意金属件漏接。
(3)控制电路设计该电路控制选择STC12C5A60S2单片机。
由于片内存储空间，接口丰富，定时器与PWM单元多对多的特点，这种单片机非常适合用于本设计。
传感器的控制电路采用运放直接与单片机相连的电路。
电路复杂度较低，文档在写作时主要是结果的分析。
UV2.0被用于编写程序和模拟仿真，在还原电路的同时验证了单片机的控制电路是否能够达到上设计的外部设备的操作目标。
(4)传感器设计两种传感器用来辅助STC12C5A60S2芯片的控制，实现小车的巡线与避障。
红外线传感器用于检测小车行驶时是否偏离，具体实现通过红外识别小车至地面之间的距离，当距离值达到某一阈值，小车就需要改变行进方向，以免偏离路线。
单片机应用——智能循迹小车设计
单片机应用——智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机技术的智能机器人，它可以自动跟随线路进行行驶，具有很高的应用价值，被广泛地应用在工业控制和家庭娱乐等领域。
本次智能循迹小车的设计采用的是AT89C51单片机，通过巧妙的编程和外接传感器的配合来实现小车的自动识别和跟踪线路的功能。
下面我们来具体阐述一下智能循迹小车的设计过程。
一、硬件设计智能循迹小车的硬件系统包括电机驱动电路、传感器电路、控制板电路、电源电路等几个部分。
其中，电机驱动电路是实现小车行驶的关键，它通过外接减速电机来带动小车的轮子，从而实现前进、后退、转弯等基本动作。
传感器电路则用来检测小车当前所处的位置和前方的路况，从而将这些信息传递给单片机进行处理。
控制板电路是整个硬件系统的核心部分，它包括AT89C51单片机、EEPROM存储器、逻辑电路等。
其中，AT89C51单片机是控制整个系统的“大脑”，它通过编写相应的程序来实现小车的跟踪功能。
EEPROM存储器则用来保存程序和数据，以便实现数据的长期存储。
逻辑电路则用来实现各个硬件组件之间的协调工作，从而保证整个系统的正常运转。
二、软件设计软件设计是智能循迹小车系统中最为关键的一环，它直接决定了小车的行驶效果。
为了实现小车的自动跟踪功能，我们采用了双路反馈控制系统，并在此基础上进行了进一步优化和改进。
具体来说，我们先使用PID算法对传感器采集到的数据进行处理，得到当前位置和偏差值。
然后再通过控制电机的转速和方向，使小车能够自动跟随线路前进。
三、应用价值智能循迹小车是一种非常实用的机器人，它具有很高的应用价值。
例如，在农业生产中，可以利用智能循迹小车来进行田间作业，大大提高工作效率和质量；在家庭娱乐方面，智能循迹小车可以作为一种智能玩具，为人们带来更加丰富的娱乐体验。
四、总结通过本次智能循迹小车的设计，我们不仅深入了解了单片机及传感器的原理和应用，而且具备了一定的硬件和软件开发能力。
基于单片机循迹小车的设计
基于单片机循迹小车的设计
一、硬件结构设计
（1）外观设计
该循迹小车采用4轮驱动底盘，使小车有较强的稳定性，小车安装有
一个带调光功能的LED头灯，可以缩短小车行驶的距离，以及一个用于采
集道路信息的循迹模块。
四个车轮上安装有电机，以及一个用于驱动小车
的电源，主控器采用的是51单片机。
（2）基础硬件设计
1）电源：采用12V锂电池，通过一个5V调整稳压电路改变输出电压，并调整电流大小以供电源的可靠性；
2）车轮电机：采用马达，可提供足够的动力，能够拉动小车行驶，
同时通过电路来控制马达的速度；
3）主控器：采用51单片机，作为小车的主控单元，可实现小车的运
动控制、数据采集等功能；
4）循迹模块：采用模拟循迹模块，用于采集道路信息，根据采集的
信息以及灰度传感器的反馈信息，调整小车的运动方向；
5）头灯：采用LED头灯，可实现可调光的功能，使得车子在夜晚的
黑暗环境中也能保持安全的运行；
6）电路板：依据小车的硬件结构设计出合理的路径，实现电路图和
实际的车路径的一一匹配，以此实现对小车运行的控制。
二、软件程序设计
（1）程序流程设计。
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本科毕业设计（论文）
基于单片机的智能循迹小车设计
学生学院信息工程学院
专业测控技术与仪器
（光机电一体化方向）年级班别20 级（1）班
学号
学生姓名
指导教师
20 年6月
摘要
自循迹智能小车也是智能行走机器人的一种，智能小车可以适应不同的环境，不受外界温度、湿度、空间以及重力等各种恶劣条件的影响，在人类无法进入或者生存的环境中完成人类无法完成的任务。
本课题是智能循迹小车系统的设计，智能小车的设计涉及传感器技术、电路涉及、程序设计、控制设计等多个方面的知识，是一项综合设计。
设计目标是小车能沿着规划好的黑线行走，不偏离道路。
智能循迹小车以木板车架为承载，包括单片机模块：STC89C52芯片；驱动模块：L298N驱动模块和两个直流电机；循迹模块：红外光电传感器和LM324运算放大器。
红外光电传感器判断是否寻找到黑线，并将产生的电平信号发送至LM324运算放大器，再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块控制小车在黑线上实现前进后退左转右转。
关键词：智能小车，自动循迹，单片机，红外传感器
Abstract
Self-tracing smart car is also a kind of intelligent walking robot, intelligent car can adapt to different environments, from outside temperature, humidity, space and gravity and other adverse conditions, in the human can not enter or survive the environment to complete the human Unable to complete the task. This topic is the design of intelligent tracking car system, intelligent car design involves sensor technology, circuit involved, programming, control design and other aspects of knowledge, is a comprehensive design. The design goal is that the car can walk along the planned black line without departing from the road. The
The following steps: STC89C52 chip; drive module: L298N drive module and two DC motors; tracking module: infrared photoelectric sensor and LM324 operational amplifier. Infrared photoelectric sensor to determine whether to find the black line, and the resulting level signal sent to the LM324 operational amplifier, and then return to the microcontroller, the microcontroller according to the requirements of the program to make the appropriate judgment to the motor drive module control car on the black line Turn forward and turn right.
Key words: intelligent car, automatic tracking, single chip, infrared sensor
目录
摘要 (2)
Abstract (3)
第1章绪论 (6)
1.1 引言 (6)
1.2 题目研究目的及意义 (6)
1.3 国内外研究状况 (7)
1.3.1 国外发展状况 (7)
1.3.2 国内发展状况 (8)
第2章系统硬件设计 (10)
2.1 循迹小车整体方案设计 (10)
2.2 STC89C52单片机介绍 (12)
2.3 红外光电传感器TCRT5000及LM324运算放大器组成的循迹模块 (15)
2.3.1 TCRT5000的介绍 (15)
2.3.2 LM324的介绍 (16)
2.3.3 循迹模块原理图 (18)
2.4 电机驱动模块 (18)
2.4.1 L298N驱动电路逻辑真值表 (19)
2.4.2 L298N驱动模块电路原理图 (20)
2.4.3 L298N集成H桥芯片,引脚图 (20)
2.4.4 L298N引脚功能表 (21)
2.4.5 L298N驱动电路运行参数 (22)
2.5 电源模块 (22)
第3章系统软件设计 (23)
3.1主程序 (23)
3.1.1 主程序流程图 (23)
3.1.2 主程序程序设计 (24)
3.2 循迹模块 (25)
3.2.1循迹模块流程图 (25)
3.2.2 循迹模块程序设计 (26)
3.3 PWM调速原理 (27)
3.3.1 PWM控速代码 (28)
第4章系统测试 (30)
第5章 (31)
5.1 总结 (31)
5.2展望 (31)
参考文献 (32)
致谢 (34)
附录 (35)。