基于单片机的智能小车红外避障循迹系统设计与制作
基于单片机的智能小车避障系统的设计与实现
2021.01科学技术创新智能小车是机器人研究的一个重要方面，从目前的设计和研发情况来看，主要分为了蓝牙遥控、超声波避障、光电寻迹等，其中蓝牙遥控小车使用手机串口软件和小车上的蓝牙芯片进行通信，可以控制小车转向、前进、后退、停止、启动等；超声波避障则是在小车系统中设置超声波避障模块，提高小车运行的安全性。
本文将结合单片机技术，提出智能小车避障系统的设计和实现途径，希望对智能小车研发提供必要的帮助。
1智能小车避障系统的总体设计智能小车在行驶中，需要沿着指定的路线运动，并实现对周围障碍物的躲避。
为了实现小车的避障功能，需要对智能小车车体进行总体设计。
当前，单片机技术在智能小车避障系统的设计中应用开始增多，本文在避障系统中采用的主控芯片为STC89C52单片机，小车行驶中的影像资料收集在LCD显示器上，对于障碍物的测距则采用超声波技术，行驶速度和方向通过主控系统进行体现。
本文设计的智能小车避障系统，小车在运行中可以将前方的障碍物及时辨识，在距离障碍物一定范围时，做出减速和转向等动作。
基于STC89C52单片机的小车避障系统，能够及时将小车运行情况进行显示，在收集各种小车运行数据之后，根据小车距离障碍物的距离和角度，准确的避开周围障碍物，满足直线行驶的要求。
本文设计的智能小车避障系统基本组成为避障模块、前进模块、液晶显示模块、主控制模块、转弯控制电机以及底盘部件等部分。
小车车体的智能结构图如图1所示。
图1智能小车车体结构图本文智能小车避障系统设计采用的单片机为AT89S52，与该单片机配套设计了传感器模块、电源模块、复位模块、伺服电机模块以及时钟模块等，这些模块对系统运行起到了关键性的作用。
小车在轨迹路线上运行需要依靠传感器模块，前进、后退以及转向等则是依靠伺服电机模块。
2智能小车避障系统硬件组成2.1驱动模块的设计小车的行驶通过电动来驱动，在方向的调配上则是采用电机的正转和反转来实现，利用单片机能够反映小车在行进中的路况信息。
基于51单片机的红外遥控小车设计和制作
基于51单片机的红外遥控小车设计和制作红外遥控小车设计和制作是一个有趣且实用的项目。
本文将介绍一个基于51单片机的红外遥控小车的设计方案和制作过程。
设计方案：1.硬件设计：-采用STC89C52单片机作为控制核心，具有良好的性能和稳定性。
-红外接收器模块：用于接收红外信号并将其转换为电信号。
-直流电机：用于驱动小车的轮子，实现前进、后退、转弯等动作。
-驱动电路：将单片机的输出信号转换为合适的电流和电压来驱动电机。
-电源：使用锂电池作为电源，提供所需的电能。
2.软件设计：-红外信号解码：将接收到的红外信号进行解码，并判断是前进、后退、转弯等命令。
-控制逻辑：根据解码结果产生相应的电信号，驱动电机实现小车的相应动作。
-响应机制：处理红外信号的时延和干扰，避免误操作或信号丢失。
制作过程：1.连接电路：-将STC89C52单片机与电源、红外接收器模块和驱动电路连接。
确保连接正确、稳定。
-连接直流电机和驱动电路，通过电路板或者线缆进行连接，确保电机可以正确驱动。
2.烧录程序：- 使用Keil C编译器编写控制程序，并将程序通过编程器烧录到STC89C52单片机中。
3.完善控制逻辑：-在控制程序中添加红外信号解码和控制逻辑代码，使小车能够根据接收到的红外信号做出相应动作。
4.调试和测试：-将红外遥控器对准红外接收器模块，发送不同的红外信号，确保小车能够正确接收和处理信号。
-确保小车能够根据接收到的信号做出正确的动作，如前进、后退、转弯等。
5.完善功能：-可以根据实际需求添加其他功能，如声控、避障、图像识别等，提升小车的智能性和功能性。
通过以上设计和制作过程，一个基于51单片机的红外遥控小车就可以完成。
这个小车可以通过红外遥控器进行远程控制，并实现前进、后退、转弯等动作。
它可以在室内或者室外进行运行，并具有一定的智能性和便携性。
这个项目不仅可以培养学生的动手能力和创造力，还可以加深对电子电路和嵌入式系统的理解和掌握。
基于单片机的自动寻迹避障小车设计
三、软件设计
电机控制函数根据预设算法输出控制信号，控制电机的动作。最后，我们在 主程序中调用这些函数，实现小车的自动循迹避障寻光功能。
四、测试与结论
四、测试与结论
为了验证系统的可行性和稳定性，我们对智能小车进行了多次测试。测试结 果显示，该系统能够准确地检测黑色引导线、前方障碍物和光源，并能够根据预 设算法自动调整小车的行驶方向和速度，实现了自动循迹避障寻光功能。因此， 基于单片机技术的自动循迹避障寻光智能小车系统具有广泛的应用前景和市场潜 力。
三、实验与测试
三、实验与测试
1、实验环境：在实验室内模拟实际环境进行测试，包括各种路面情况（如平 滑路面、颠簸路面）、各种障碍物类型等。
三、实验与测试
2、测试指标：测试指标包括小车的平均速度、稳定性、准确性等。通过这些 指标可以评估小车的性能并对其进行优化。
三、实验与测试
3、实验结果分析：根据实验结果分析小车的性能表现，针对不足之处进行改 进和优化。
5、执行器
5、执行器
执行器包括舵机和摄像头。舵机用于调节小车的行驶方向，摄像头用于拍摄 和传输图像数据。
三、软件设计
三、软件设计
软件设计是实现小车自动循迹避障寻光功能的关键。我们使用C语言编写程序， 通过调用单片机的外设接口接收传感器数据，根据预设算法处理数据并输出控制 信号，控制电机驱动模块和执行器的动作。
3、传感器：传感器部分包括寻迹传感器和避障传感器。寻迹传感器用于检测 小车行驶路径，避障传感器则用于检测前方障碍物。常见的传感器类型有红外线 传感器和超声波传感器。
一、硬件设计
4、电机：电机部分包括两个电机和相应的驱动器。电机驱动器用于接收控制 器的指令，控制电机的转动方向和速度。
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ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计共3篇
基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计共3篇基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计1一、研究的背景近年来，随着机器人技术的不断发展，人们对智能小车的需求越来越高。
智能小车能够根据周围环境的变化，自动地进行信号处理和运动抉择，实现自主导航、路径规划和避障等功能。
在工业生产、物流配送、智能家居、环保治理等领域，智能小车具有广泛的应用前景。
二、研究的目的本文研究的目的是基于ARM单片机的智能小车循迹避障设计。
通过对小车的硬件组成和软件程序的设计，使小车能够自主进行行车，避免撞车和碰撞，并能够遵循预设的路径进行行驶，完成既定的任务。
三、研究的内容1. 小车的硬件组成小车的硬件组成主要包括以下方面：（1）ARM单片机：ARM单片机是一种高性能、低功耗的微处理器，广泛应用于嵌入式系统领域。
在本设计中，ARM单片机作为控制中心，负责控制小车的各项功能。
（2）直流电机：直流电机是小车的动力来源，通过电路控制，实现小车前进、后退、转弯等各种运动。
（3）红外循迹传感器：红外循迹传感器是小车的“眼睛”，能够检测和识别地面上的黑色和白色，实现循迹运行。
（4）超声波传感器：超声波传感器是小车的避障装置，能够探测小车前方的障碍物，实现自动避障。
（5）LCD液晶屏幕：LCD液晶屏幕是小车的显示器，能够显示小车行驶的速度、距离、角度等信息。
2. 小车的软件程序设计小车的软件程序设计分为两部分：一部分是嵌入式软件设计，另一部分是上位机程序设计。
（1）嵌入式软件程序设计嵌入式软件程序是小车控制程序的核心部分，负责控制小车硬件的各项功能。
具体实现过程如下：① 初始化程序：负责对小车硬件进行初始化和启动，包括IO口配置、计数器设置、定时器设置等。
② 循迹程序：根据红外循迹传感器所检测到的黑白线，判断小车的行驶方向。
如果是白线，则小车继续向前行驶；如果是黑线，则小车需要进行转向。
③ 路径规划程序：根据预设路径，计算小车应该按照什么路线进行行驶。
基于51单片机的红外遥控小车设计和制作
基于51单片机的红外遥控小车设计和制作本文介绍一款红外线遥控小车，以AT89S51单片机为核心控制器，用L289驱动直流电机工作，控制小车的运行。
本款小车具有红外线遥控手动驾驶、自动驾驶、寻迹前进等功能。
本系统采用模块化设计，软件用C语言编写。
一、设计任务和要求以AT98C51单片机为核心，制作一款红外遥控小车，小车具有自动驾驶，手动驾驶和循迹前进等功能。
自动驾驶时，前进过程中可以避障。
手动驾驶时，遥控控制小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。
寻迹前进时小车还可以按照预先设计好的轨迹前进。
二、系统组成及工作原理本系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要完成红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行的发生等功能。
软件主要完成信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。
AT89S51单片机查询红外信号并解码，查询各个检测部分输入的信号，并进行相应处理，包括电机的正反转，判断是否遇到障碍物，判断是否小车其那金中有出轨等。
系统结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图三、主要硬件电路1、遥控发射器电路该电路的主要控制器件为遥控器芯片HT6221，如图2所示。
HT6221将红外码调制成38KHZ的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。
图2中D1是红外发射二极管，D2是按键指示灯，当有按键按下时D2点亮。
HT6221的编码规则是：当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，如果这个按键按下且延迟大约108ms，这108ms发射代码由一个起始码(9ms)，一个结果码(4.5ms)，低8位地址码(9ms~18ms)，高8位地址码(9~18ms)，8位数据码(9~18ms)和这8位数据码的反码(9~18ms)组成，如果按键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。
按照上图的接法，K1~K8的数据码分别为：0x00，0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07。
智能小车之红外循迹以及红外避障模块电路设计
智能小车之红外循迹以及红外避障模块电路设计红外寻迹模块
红外避障模块
一。
原理图
红外寻迹模块
红外避障模块
红外发射管，红外接收管
比较器LM393输出低电平时，绿色指示灯亮，输出高电平时绿色指示灯灭。
当3脚的电压大于2脚电压时输出高电平。
3脚的电压小于2脚电压输出低电平。
电位器用来调整反向输入端的电压。
原理图基本相同。
二。
红外避障模块
发射管一直在发射红外光，当前面的障碍物越近，反射回来的红外光越强，红外接收管的EC电压越接近0V，那么就会小于LM393的2脚的电压，LM393输出低电平，绿色指示灯亮。
在实际使用中红外接收管工作在放大区，也就是说C点的电压在不断的变化。
所以我们调节LM393的2脚的电压来改变灵敏度。
三。
寻迹模块
利用对不同颜色的障碍物对红外光的反射能力不同。
白颜色对红
外光的反射能力最强，黑色对红外光的反射能力最弱。
当寻迹模块在黒线上的时候蓝色指示灯灭，当寻迹模块不在黒线上的时候蓝色指示灯亮。
如何判断寻迹模块是偏左还是偏右呢?
就需要3个这样的模块，当偏离到黒线的左边时，左边的模块和中间的模块蓝色指示灯亮，右边的指示灯灭。
同理，当偏离到黑线右边时，右边和中间的模块蓝色指示灯亮，左边的指示灯灭。
调节电位器可以调节灵敏度。
越靠近桌面，3脚的电压越低，越远离桌面，3脚的电压越高。
基于单片机的红外遥控智能小车设计
基于单片机的红外遥控智能小车设计引言：随着科技的不断发展，智能物联网已经走进了我们的生活。
智能小车作为一种智能化的产品，能够实现远程遥控、自动避障等功能，受到了广大消费者的青睐。
本文就基于单片机的红外遥控智能小车设计进行详细介绍。
一、设计目标本设计的目标是通过红外遥控，实现对智能小车的远程控制，小车能够根据收到的指令进行行驶、避障等操作。
二、设计原理1.主控芯片：本设计使用单片机作为主控芯片，常用的单片机有51系列、AVR系列等，可根据实际需求选择合适的芯片型号。
2.红外遥控模块：红外遥控模块是实现红外通信的设备，可以将遥控器发出的红外信号解码成数据，实现遥控操作。
3.电机驱动模块：电机驱动模块可将单片机的PWM信号转化为电机的动力驱动信号，控制小车的行驶方向和速度。
4.超声波传感器：超声波传感器可以感知到小车前方的障碍物距离，根据测得的距离，进行相应的避障操作。
5.电源模块：小车需要使用适当的电源，通常是锂电池或者直流电源供应。
三、系统设计1.硬件设计：（1）搭建小车底盘：根据所选择的底盘，搭建小车结构，并安装好电机驱动模块、电源模块等硬件设备。
（2）连接电路：将红外遥控模块、超声波传感器等硬件设备与主控芯片进行连接，确保每个模块正常工作。
2.软件设计：（1）红外遥控程序设计：通过红外遥控模块接收红外信号，并解码成相应的指令。
根据指令控制电机驱动模块，实现小车的行驶方向和速度控制。
（2）超声波避障程序设计：根据超声波传感器测得的距离，判断是否有障碍物，如果有障碍物就停止或者转向。
四、实验结果和讨论经过实验验证，本设计的红外遥控智能小车能够准确接收红外信号，并根据指令控制小车的行驶方向和速度。
同时，超声波传感器能够及时感知到前方的障碍物，并进行相应的避障操作。
然而，该设计仍然存在一些不足之处，比如超声波传感器的测距范围有限，可能无法感知到较小的障碍物。
此外，红外遥控信号的传输距离也有一定限制，需要保持遥控器与小车之间的距离不过远。
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基于单片机的智能小车红外避障循迹系统设计与制作
随着科技的高速发展，人们对生活质量的要求越来越高，无人驾驶汽车已经被广为研发和试用，由此智能小车的快速发展也是在情理之中。
通过对基于单片机的智能小车的硬件及软件设计分析，实现红外避障循迹功能，并给出程序系统框图加以分析，最后通过实践证明这一设计的可行性和可靠性。
标签：AT89S52 单片机；智能小车；系统框图；红外避障；循迹
1 系统总体设计
2 系统的硬件设计与制作
在智能小车红外避障循迹系統的设计上，其硬件设计主要在电机模块和传感器模块等这两个部分的内容。
2.1 硬件的设计
硬件的设计主要体现在电机和传感器的选择上，在电机设计上采取360度伺服舵机，可以实现连续的速度与位移控制，且其本身存在分别负责伺服舵机的电源、接地、信号控制的红、黑、白三条输入线，还存在基准电路及比较器。
这一结构可以更好地实现智能小车的控制。
传感器的设计上选择了QTI红外传感器，通过接受不同的反射光强度，实现对不同颜色物体的探测，且探测QTI传感器能够自动输出不同的电平信号，为智能小车避障的实现提供了有力的保障。
2.2 硬件的制作
硬件的制作主要介绍电路板的焊制及焊制方法，为智能小车的功能实现提供坚实的基础。
2.2.1 电路板的焊制
电路板的焊制优劣直接影响到成果的效果展示，电路板的焊接内容主要是焊接电阻、电容、发光二极管、晶振、三极管、STM32、USB、三端稳压、电机驱动。
2.2.2 元件的焊制方法
按照先焊一边再焊另一边的方法，先把焊锡丝放在焊盘的中间，放上电烙铁，焊锡丝融化后立马拿开焊锡丝，再拿开电烙铁，一定要注意焊锡的量不能过多也不能过少，一只手用镊子把贴片元件放平夹着，另一只手用电烙铁把焊盘上的焊锡融化，马上把贴片元件的一端推到焊锡处，再把元件的另一端焊盘焊上少量焊锡，推到元件的一端处。
由于元件种类较多，一般按照元件的大小从小到大的顺
序焊接。
焊接完成后就可以进行组装，组装完毕后，组装过程中，要注意电源的正负极，不可接反。
3 系统软件的设计
智能小车软件的设计也是系统设计的重要组成部分，主要由C语言实现，通过编程实现避障与循迹功能。
在此，用系统框图的形式介绍软件的设计。
3.1 红外循迹功能的实现
3.2 红外避障功能的实现
4 结论
本文论述了基于单片机的智能小车的硬件制作设计及软件的设计分析，这一设计在实践中取得了较为理想的结果，小车运行灵活，稳定可靠，识别能力较强，完美的实现了避障循迹功能，但也存在一些问题，小车转弯时会出现抖动比较厉害的情况，应该适当改变程序中的参数或适当改变QTI传感器的安装高度，所以仍然需要继续创新与实践！
参考文献
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[4]周生远，王浩，于汇鑫.基于单片机的智能小车避障循迹系统设计[J].科技传播，2017.。