循迹小车课程设计模板
循迹小车-单片机课程设计
单片机课程设计——智能循迹小车学院：电子信息工程学院专业、班级：自动化121501姓名：王利民学号： 201215040121指导教师：金坤善2015年12月目录一、设计目的与要求……………………………………………………………1.1、设计目的…………………………………………………………………1.2、设计要求…………………………………………………………………二、系统原理及功能分析2.1、系统原理分析………………………………………………………………2.1.1、整体原理及系统框图………………………………………………2.1.2、循迹原理分析…………………………………………………2.1.3、电机转速控制原理分析……………………………………2.2、功能分析……………………………………………………………三、系统设计……………………………………………………………3.1、系统硬件电路选取和设计3.1.1、MCU…………………………………………………………3.1.2、循迹模块…………………………………………………………3.1.3、驱动模块……………………………………………………………3.1.4、电源…………………………………………………………3.1.5、供电电源…………………………………………………………3.2、系统软件设计………………………………………………………………四、测试结果五、总结……………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………………一、设计目的与要求1.1、设计目的1、能够熟练使用51单片机编写程序。
2、能够使用Altium Designer绘制出整体电路图，并明白各部分电路的工作原理。
3、了解电机的控制原理和红外传感器的原理，能够熟练使用。
4、了解循迹的方法和原理，找出最佳的循迹方案。
简易循迹小车装配课程设计
简易循迹小车装配课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解循迹小车的基本工作原理，掌握相关电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能掌握简易循迹小车的装配流程，了解各部件之间的相互关系。
3. 学生能了解编程控制的基本概念，对循迹小车的程序设计有初步的认识。
技能目标：1. 学生能够独立完成简易循迹小车的装配，提高动手实践能力。
2. 学生能够通过编程控制循迹小车，培养解决问题的能力和创新思维。
3. 学生能够运用所学的知识，对循迹小车进行调试和优化，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过参与课程，培养对科学技术的热爱和兴趣，激发创新精神。
2. 学生在团队协作中，学会沟通、交流和合作，培养团队意识。
3. 学生在课程实践中，体验成功与失败，培养面对挑战的积极态度和克服困难的勇气。
课程性质：本课程为实践性课程，注重学生的动手能力和创新能力培养。
学生特点：六年级学生具有一定的认知能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢挑战。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，引导他们主动参与课程实践，培养他们的创新意识和团队协作能力。
同时，注重课程目标的分解与落实，确保学生能够达到预期学习成果。
在教学过程中，注重过程评价和总结评价，及时给予学生反馈和指导。
二、教学内容1. 理论知识：- 了解简易循迹小车的原理，包括传感器的工作原理、电机驱动原理等。
- 学习电子元件的基本知识，如电阻、电容、二极管等。
- 掌握编程控制的基本概念，如条件语句、循环语句等。
2. 实践操作：- 装配简易循迹小车，包括电路连接、机械结构的组装。
- 学习使用编程软件，编写控制循迹小车运行的程序。
- 对循迹小车进行调试和优化，提高其运行性能。
3. 教学大纲：- 第一阶段：介绍简易循迹小车的基本原理和电子元件，让学生对课程内容有整体的认识。
- 第二阶段：学习编程控制的基本概念，为后续编程实践打下基础。
- 第三阶段：分组进行简易循迹小车的装配，培养学生的动手实践能力。
智能循迹小车---设计报告【范本模板】
智能循迹小车设计专业：自动化班级： 0804班姓名：指导老师：2010年8月—-2010年10月摘要：本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，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。
小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器; 采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制.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。
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。
现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本,比如日本本田制作的机器人,其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。
作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点:一是电子装置占汽车整车（特别是轿车)的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。
无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛,比如:亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。
但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为机电一体化学生,必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。
循迹小车课程设计
循迹小车课程设计
循迹小车课程设计是一个涉及多个学科领域的项目，包括电子、控制理论、机械设计和人工智能等。
以下是一个可能的循迹小车课程设计大纲：
一、项目背景和目标
介绍循迹小车的概念和应用场景，如智能物流、无人驾驶等。
阐述项目目标，如实现自动循迹、避障、数据采集等功能。
二、硬件选型和搭建
选择合适的微控制器、电机、传感器等硬件设备。
设计并搭建小车的机械结构，确保稳定性和灵活性。
三、控制算法设计
介绍PID控制、模糊逻辑控制等常见控制算法。
根据需求选择合适的算法，并进行参数调整。
四、循迹功能实现
编写代码实现小车的自动循迹功能，包括路径识别、电机控制等。
通过调试和优化，提高小车循迹的准确性和稳定性。
五、避障功能实现
介绍超声波、红外等常见传感器及其工作原理。
编写代码实现小车的避障功能，包括障碍物检测、路径规划等。
通过实验验证避障功能的可靠性和准确性。
六、数据采集与分析
使用传感器采集小车运行过程中的数据，如速度、位置、时间等。
分析采集到的数据，评估小车的性能表现，为后续优化提供依据。
七、系统集成与调试
将所有模块集成到小车中，进行系统调试。
解决调试过程中遇到的问题，优化系统性能。
八、总结与展望
总结项目成果，分析优缺点。
提出改进和扩展的方向，为后续研究提供思路。
课程设计循迹小车
课程设计循迹小车一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握循迹小车的基本原理和制作方法，培养学生的动手能力和创新能力。
知识目标包括：了解循迹小车的工作原理、熟悉常见的电子元件及其功能、掌握基本的电路连接和编程技巧。
技能目标包括：能够独立完成循迹小车的组装、调试和编程，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对科学的兴趣和好奇心，增强学生的团队合作意识和环保意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括循迹小车的原理、组成和制作方法。
首先，介绍循迹小车的工作原理，让学生了解其运行机制。
其次，讲解循迹小车的组成，包括电子元件、电路连接和编程等方面。
最后，教授学生如何动手制作循迹小车，培养学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合的方式。
首先，运用讲授法，向学生讲解循迹小车的基本原理和制作方法。
其次，通过讨论法，引导学生进行思考和交流，提高学生的理解能力。
再次，运用案例分析法，分析实际案例，使学生更好地掌握知识。
最后，利用实验法，让学生亲自动手操作，培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将选择和准备以下教学资源。
教材：《循迹小车制作教程》，为学生提供基本的学习资料。
参考书：《电子制作入门》、《编程技巧与应用》等，为学生提供更多的学习参考。
多媒体资料：制作PPT和视频教程，为学生提供直观的学习资源。
实验设备：准备循迹小车制作所需的电子元件、工具和设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用多种评估方式。
平时表现方面，将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性等给予评分。
作业方面，将根据学生完成作业的质量、创新性和准确性等进行评分。
考试方面，将设置选择题、填空题、简答题和综合分析题等多种题型，全面测试学生对知识的掌握和应用能力。
此外，还将设置实验操作考核，评估学生的动手能力和实验技能。
stc52循迹小车课程设计
stc52循迹小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握STC52单片机的原理与应用，了解循迹小车的基本工作原理。
2. 学生能描述传感器在循迹小车中的作用，并解释循迹原理。
3. 学生能运用所学的编程知识，编写STC52单片机程序，实现循迹小车的功能。
技能目标：1. 学生能独立完成循迹小车的组装和调试，提高动手操作能力。
2. 学生能运用所学知识，解决循迹小车在运行过程中遇到的问题，培养问题解决能力。
3. 学生能通过团队协作，共同完成任务，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对单片机及电子制作的兴趣，激发创新意识。
2. 学生通过实践活动，体会团队合作的重要性，增强团队精神和集体荣誉感。
3. 学生能够在探索过程中，勇于面对挫折，培养坚持不懈、勇于挑战的精神。
课程性质：本课程为实践性课程，以项目式教学为主，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对单片机有初步了解，对实践活动有较高的兴趣。
教学要求：教师需引导学生主动参与，鼓励学生动手实践，关注学生个体差异，提供个性化指导。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，培养学生综合运用知识的能力。
通过课程目标的分解与实施，确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- STC52单片机原理与编程基础；- 传感器工作原理及在循迹小车中的应用；- 循迹小车整体设计原理与实现方法。
2. 实践操作：- 循迹小车的组装与调试；- STC52单片机程序编写与下载；- 循迹小车运行测试及问题解决。
3. 教学大纲：- 第一阶段：STC52单片机原理学习与编程基础（1课时）- 熟悉STC52单片机的内部结构及功能；- 掌握单片机编程的基本语法及编程技巧。
- 第二阶段：传感器原理及在循迹小车中的应用（1课时）- 学习传感器工作原理；- 探讨传感器在循迹小车中的具体应用。
- 第三阶段：循迹小车组装、调试与运行（2课时）- 按照设计图纸，完成循迹小车的组装；- 编写程序，实现循迹功能；- 进行运行测试，分析并解决可能出现的问题。
循迹小车课程设计
一、课设题目：循迹小车二、课设要求：1、小车能识别黑色轨迹自主行走；2、小车速度可调；3、设计电路，编写程序，软件硬件仿真、调试。
三、任务时间表：1、六用7-10号完成方案的大体框架，确定大致元器件，完成电路图绘制，进行编程，仿真；2、六月13-14号焊接硬件；3、六月15-17号调试修改。
四、框架图：五、小车各模块电路图及说明：1、电机驱动控制部分：采用专门的电机控制芯片L298。
特点：(1) 工作电压高，最高工作电压可达46V;输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A。
(1) 内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器、线圈等感性负载。
(2) 采用标准TTL逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作。
(3) 有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。
引脚图和引脚功能表：L298管脚图它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们采用此方案，电路图如下：2、传感器探测部分：采用光电传感器ST188。
特点：1、采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
2、检测距离可调整范围大，4—13mm可用。
3、采用非接触检测方式。
应用范围1、IC卡电度表脉冲数据采样。
2、集中抄表系统数据采集。
3、传真机纸张检测。
4、与方向判别电路ST288A结合使用可判别被测物的运动方向及正反转测量、行程测量等。
外形尺寸：ST188引脚图（单位mm）3、中央处理模块：STC89C51单片机。
硬件结构：STC89C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。
如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。
它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。
单片机循迹小车课程设计
单片机循迹小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本原理，掌握其编程方法。
2. 学习并掌握循迹小车的工作原理，包括传感器、驱动电路及控制算法。
3. 了解机器人技术中的自动导航与路径跟踪技术。
技能目标：1. 能够运用单片机进行程序编写，实现对循迹小车的控制。
2. 能够独立完成循迹小车的组装和调试，提高动手实践能力。
3. 能够通过小组合作，解决实际问题，培养团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术和编程的兴趣，激发创新意识。
2. 培养学生面对问题时的耐心和毅力，形成积极向上的学习态度。
3. 增强学生的环保意识，认识到科技发展对环境保护的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点：学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的阶段，对新鲜事物有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生自主探究，培养实际操作能力。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，确保学生能够学以致用。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容- 单片机原理与编程基础：介绍单片机的组成、工作原理，基础编程语法及逻辑控制。
- 传感器原理：讲解循迹传感器的工作原理及其在循迹小车中的应用。
- 驱动电路：阐述电机驱动电路的原理与设计方法。
2. 实践操作：- 循迹小车组装：指导学生按照原理图进行电路连接，完成小车组装。
- 程序编写：教授学生编写单片机程序，实现对循迹小车的控制。
- 调试优化：教授学生如何调试程序，对小车进行性能优化。
3. 教学大纲：- 第一阶段（2课时）：介绍单片机原理与编程基础，使学生了解单片机的基本使用方法。
- 第二阶段（2课时）：讲解传感器原理与驱动电路，让学生明白循迹小车的工作原理。
- 第三阶段（3课时）：指导学生进行循迹小车的组装、编程和调试。
4. 教材关联：- 教科书第四章：单片机原理与应用。
- 教科书第五章：传感器与自动控制系统。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
课程设计说明书（论文）
课程名称：单片机课程设计
设计题目：智能循迹小车
院系：电气学院测控系
班级：光电五班
设计者：谢鹏、于鸿杰
学号：1110100426、
指导教师：胡瑞强
设计时间：2014.9.10
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
开题报告
1 绪论
1.1课题目的
《单片机原理及应用》是一门应用设计类课程，也是一门工程实践性很强的课。
做到理论与实践相结合，灵活运用、融会贯通，提高实际动手能力，是我们学习这门课的最终目的。
在这次的单片机课程设计中，我们的主要目的是：
（1）设计一辆电动小车，使它能够从起始端出发，自动地沿着黑线行驶。
（2）在此基础上适当地进行功能扩展，扩展目标初步定为：增加红外遥控功能。
进一步学习单片机原理及其应用，了解红外探测器的工作原理。
1.2 课题意义
电动智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气控制工程、智能控制等学科。
智能控制技术是一门跨学科的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
本课题所设计的智能电动小车能沿着黑线自动行驶，既具有操作机(机械本体)、控制器、直流电机驱动器和检测传感装置，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成灵活运动的自动化电子生产设备。
随着工业电子自动化的不断发展,工业机器人被广泛应用于工业生产的各个部门,如采掘、喷涂、焊接、医疗等各大领域。
由于工业机器人的出现,它不断替代了人们的繁重劳动,大大提高了劳动生产率,减轻了人们的劳动强度,此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作,日益体现出它的优越性。
电动智能控制小车模拟机器人的运作，可以通过自己的动手排除故障，更加可以给学生一个实践操作的空间，加强学生的动手能力和思维能力。
在制作的产品中，发现一些比较符合实际应用的电动小车玩具，而且成本低廉，能够运用于实际生产并且有一定的新颖度，在社会有一定的需求。
在制作中提高自身对社会需求方向的灵敏度，发现商机，为自己以后实现创业这个宏伟的目标中打下一个坚实的基础。
1.3 设计要求
（1）自动循迹小车从安全区域启动。
（2）小车按指定路线运行，自动区分直线轨道和弯道轨道，在指定弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯等功能。
（3）小车完成指定运行任务。
（4）小车完成扩展部分功能：红外遥控。
2 课题设计
2.1设计原理
（一）、
这里的循迹是指小车在黑色地板上循白线行走，通常采取的方法是红外探测法。
红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。
单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过3cm。
（二）、模块方案比较及论证
根据设计要求，本系统主要由控制器模块、电源模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、电压比较模块等模块构成。
为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。
方案1：购买玩具电动车。
购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。
但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。
其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。
再次，玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。
而且这种电动车一般都价格不菲。
因此我们放弃了此方案。
方案2：自己制作电动车。
经过反复考虑论证，我们制定了左右两轮分别驱
动，、前万向轮转向的方案。
即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直
流电机进行驱动，车体前部装一个万向轮。
这样，当两个直流电机转向相反同时
转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的
90度和180度的转弯。
在安装时我们保证两个驱动电机同轴。
当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。
这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现前轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。
为了防止小车重心的偏移，前万向轮起支撑作用。
综上考虑，我们选择了方案2。
2.2设计内容
（一）、小车总体结构图
本系统为智能电动车，对于电动车来说，其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。
由于本实验要实现对路径的准确定位和精确测量，我们综合考虑了一下两种方案。
方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。
由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。
虽然采用步进电机有诸多优点，到是由于我们考虑到简单性，所以放弃了使用步进电机。
方案2：采用直流减速电机。
直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。
由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮组，可以产生较大扭力。
能够较好的满足系统的要求，因此我们选择了此方案。
电机驱动模块
方案1：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
L298N是一个具高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。
用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。
方案2：对于直流电机用分立元件构成驱动电路。
由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。
但是这种电路工作性能不够稳定。
因此我们选用了方案1。