循迹小车设计
智能循迹小车___设计报告
智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
2024年度-智能循迹小车设计
智能循迹小车设计目录•项目背景与意义•系统总体设计•循迹算法研究•控制系统设计•调试与测试•项目成果展示•总结与展望01项目背景与意义智能循迹小车概述定义智能循迹小车是一种基于微控制器、传感器和执行器等技术的自主导航小车，能够按照预定路径进行自动循迹。
工作原理通过红外、超声波等传感器感知周围环境信息，将感知数据传输给微控制器进行处理，微控制器根据预设算法控制执行器调整小车行驶状态，实现循迹功能。
随着工业自动化的发展，智能循迹小车在生产线、仓库等场景中的应用需求不断增加。
自动化需求教育领域需求娱乐领域需求智能循迹小车作为教学实验平台，在高等教育、职业教育等领域具有广泛应用前景。
智能循迹小车可以作为玩具或模型车进行娱乐竞技活动，满足消费者休闲娱乐需求。
030201市场需求分析通过本项目的研究与实践，掌握智能循迹小车的核心技术，包括传感器技术、微控制器技术、控制算法等。
技术目标将智能循迹小车应用于实际场景中，提高生产效率、降低成本、提升产品品质等方面的效益。
应用目标通过智能循迹小车的研发与教学应用，培养学生动手实践能力、创新精神和团队协作能力。
教育意义推动智能循迹小车相关产业的发展，促进就业和经济增长，提升国家科技竞争力。
社会意义项目目标与意义02系统总体设计主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块总体架构设计01020304负责接收和处理传感器数据，控制小车运动。
包括红外传感器、超声波传感器等，用于感知环境和障碍物。
驱动小车前进、后退、转弯等动作。
为整个系统提供稳定可靠的电源。
硬件选型及配置选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
选用高灵敏度、低误差的传感器，如红外反射式传感器、超声波测距传感器等。
选用高效、稳定的电机驱动器，如L298N电机驱动板。
选用合适的电池和电源管理芯片，确保系统长时间稳定运行。
主控制器传感器模块电机驱动模块电源管理模块初始化模块传感器数据处理模块运动控制模块调试与测试模块软件功能划分负责系统启动时的初始化工作，包括硬件初始化、参数设置等。
毕业设计自动循迹小车
目录目录 0摘要： (1)1.任务及要求 (2)1.1任务 (2)2.系统设计方案 (2)2.1小车循迹原理 (2)2.2控制系统总体设计 (2)3.系统方案 (3)3.1 寻迹传感器模块 (3)3.1.1红外传感器ST188简介 (3)3.1.2比较器LM324简介 (4)3.1.3具体电路 (4)3.1.4传感器安装 (5)3.2控制器模块 (5)3.3电源模块 (6)3.4电机及驱动模块 (7)3.4.1电机 (7)3.4.2驱动 (7)3.5自动循迹小车总体设计 (8)3.5.1总体电路图 (8)3.5.2系统总体说明 (10)4.软件设计 (10)4.1 PWM控制 (10)4.2 总体软件流程图 (11)4.3小车循迹流程图 (11)4.4中断程序流程图 (12)4.5单片机测序 (13)5．参考资料 (16)自动循迹小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。
利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。
关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract :This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly.Keywords :infrared sensor ；MSC ；auto-tracking1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。
循迹小车课程设计报告
循迹小车课程设计报告一、课程设计目标。
本课程设计旨在通过循迹小车的设计与制作，培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神，同时提高学生对于电子技术和机械原理的理解与应用能力。
二、课程设计内容。
1. 理论学习，学生将学习循迹小车的基本原理、电子元件的使用方法、以及相关的机械知识。
2. 实践操作，学生将动手制作循迹小车，并学习如何进行程序编写和电路连接。
3. 创新设计，学生将有机会对循迹小车进行改进和创新设计，提高其性能和功能。
三、课程设计步骤。
1. 理论学习阶段。
在这个阶段，学生将学习循迹小车的原理，包括红外线传感器的工作原理、电机驱动原理等。
同时，学生还将学习相关的电子知识，包括电阻、电容、电感等元件的使用方法。
2. 实践操作阶段。
学生将根据所学理论知识，动手制作循迹小车的电路连接，并编写相应的程序。
在这个阶段，学生将学会如何使用焊接工具、编程软件等工具，培养他们的动手能力和实际操作能力。
3. 创新设计阶段。
在完成基本的循迹小车制作后，学生将有机会对其进行改进和创新设计。
他们可以尝试使用不同的传感器、改进电路连接方式，甚至加入遥控功能等。
通过这一阶段的设计，学生将培养他们的创新意识和解决问题的能力。
四、课程设计评价。
1. 学生的实际操作能力，通过学生对循迹小车的制作和程序编写，可以评价学生的动手能力和实际操作能力。
2. 学生的创新能力，通过学生对循迹小车的改进和创新设计，可以评价学生的创新意识和解决问题的能力。
3. 学生的团队合作能力，在课程设计过程中，学生需要分工合作，可以评价学生的团队合作能力。
五、课程设计实施建议。
1. 提供足够的实践操作时间，保证学生有充分的时间动手制作循迹小车。
2. 强调创新设计的重要性，鼓励学生尝试不同的设计方案，培养其创新意识。
3. 加强团队合作意识的培养，让学生在课程设计过程中学会分工合作、协调沟通。
六、课程设计总结。
通过本课程设计，学生将不仅仅是学习了循迹小车的制作和原理，更重要的是培养了他们的动手能力、创新意识和团队合作精神。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计一、硬件设计1、车体结构智能小车的车体结构通常采用四轮驱动或两轮驱动的方式。
四轮驱动能够提供更好的稳定性和动力，但结构相对复杂；两轮驱动则较为简单，但在稳定性方面可能稍逊一筹。
在选择车体结构时，需要根据实际应用场景和需求进行权衡。
为了保证小车的灵活性和适应性，车架材料一般选择轻质且坚固的铝合金或塑料。
同时，合理设计车轮的布局和尺寸，以确保小车能够在不同的地形上顺利行驶。
2、传感器模块（1）循迹传感器循迹传感器是实现小车循迹功能的关键部件。
常见的循迹传感器有光电传感器和红外传感器。
光电传感器通过检测反射光的强度来判断黑线的位置；红外传感器则利用红外线的反射特性来实现循迹。
在实际应用中，可以根据小车的运行速度和精度要求选择合适的传感器。
为了提高循迹的准确性，通常会在小车的底部安装多个传感器，形成传感器阵列。
通过对传感器信号的综合处理，可以更加精确地判断小车的位置和行驶方向。
（2）避障传感器避障传感器主要用于检测小车前方的障碍物。
常用的避障传感器有超声波传感器、激光传感器和红外测距传感器。
超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离；激光传感器则利用激光的反射来计算距离；红外测距传感器则是根据红外线的传播时间来确定距离。
在选择避障传感器时，需要考虑其测量范围、精度、响应速度等因素。
一般来说，超声波传感器测量范围较大，但精度相对较低；激光传感器精度高，但成本较高；红外测距传感器则介于两者之间。
3、控制模块控制模块是智能小车的核心部分，负责处理传感器数据、控制电机驱动和实现各种逻辑功能。
常见的控制模块有单片机（如 Arduino、STM32 等）和微控制器（如 PIC、AVR 等）。
单片机具有开发简单、资源丰富等优点，适合初学者使用；微控制器则在性能和稳定性方面表现更优，适用于对系统要求较高的场合。
在实际设计中，可以根据需求和个人技术水平选择合适的控制模块。
4、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转，实现前进、后退、转弯等动作。
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。
课程设计报告循迹小车的设计
循迹小车的设计摘要智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。
智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。
该技术已经应用于汽车制造业、仓储业，食品加工业等多个行业。
本设计是基于单片机控制的电动小车，小车能够识别地上黑色轨迹线，实现循迹行走，包括电源模块、单片机模块、循迹模块、电机驱动模块。
其中单片机模块作为控制器模块以STC89C52单片机为控制核心，用单片机产生PWM波，控制小车速度。
利用红外光电传感器RPR220型光电对管对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号进行分析判断,及时控制由芯片L298N驱动的电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。
在此基础利用E18-D80NK 3-80cm可调红外避障传感器进行小车的避障扩展，还选用PT2262/PT2272组成的无线遥控模块对小车进行无线遥控。
本设计不仅给出了硬件设计流程、完整的硬件电路图和控制程序，还用PROTEUS实现了小车电机控制仿真。
关键词：自动循迹；单片机；Proteus仿真Design on Automated Guided VehicleAbstractIntelligent tracking is based on automatic guided robot system, used to make the car line, and choosing the right route. Automated Guided Vehicle is a use of sensor, microcontroller, motor drive and automatic control technology to achieve according to the preset mode, without human management can achieve automatic tracking navigation technology. This technology has been applied in the automobile manufacturing industry, warehousing industry, food processing industry and other industries.The design is based on SCM control electric trolley, trolley can be identified on the black line, achieve the tracking of walking, including driving module power supply module, microcontroller module, tracking module, motor. The MCU module as the controller module with STC89C52 as control core, using microcontroller PWM wave, control car speed. The tube is used for tracing the use of infrared photoelectric sensor RPR220 type photoelectric, and road test signals back to the scm. Analysis and judgment of the collected signal microcontroller, timely control of motor driven by the chip L298N to adjust the car steering, so that the car can travel along the black path automatically, realize the purpose of automatic tracing. Based on E18-D80NK 3-80cm tunable infrared sensors for obstacle avoidance of car obstacle avoidance, also use wireless remote control module composed of PT2262/PT2272 for wireless remote control car.This design not only gives the hardware circuit diagram and program control hardware design flow, complete, we also use PROTEUS to achieve the car motor control simulation.Key words：tracking，microcontroller, Proteus simulation西华大学课程设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1智能循迹小车概述 (1)1.1.1循迹小车的发展历程回顾 (1)1.1.2 智能循迹分类 (2)1.1.3 智能循迹小车的应用 (3)1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 (4)2 自动循迹小车系统方案设计 (5)2.1 自动循迹小车基本原理 (5)2.2 总体方案设计 (5)2.2.1 系统总体方案的设计 (5)2.2.2 方案选择与论证 (5)3 硬件电路的设计 (8)3.1 自动循迹小车硬件设计.................................. 错误!未定义书签。
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。
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基于单片机的智能寻迹小车
一．方案设计与论证
1.1控制模块采用STC89C52单片机
设计中采用了一款十分常用的51系列单片机作为处理器，特点是价格低廉、使用方便，且可与其他处理器进行通讯。
系统时钟：晶振频率1/12，本设计采用12M晶振，因此系统时钟为1us。
I/O口资源：4个通用8位准双向I/O口（P0、P1、P2、P3，其中P3为特殊功能口）。
通讯：一对全双工串行通讯口（P3.0、P3.1），可与其他单片机或上位机进行通讯。
中断：2个外部中断（/INT0、/INT1），2个定时器中断（T0、T1），1个串行通讯中断，共5个中断资源并有2级中断优先级可供配置。
ROM：该单片机提供8K的ROM供用户编写程序。
1.2 寻黑胶带方案
方案一、
可见光发光二级管组成的发射-接收电路。
这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。
方案二、
反射式红外发射-接收器。
由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰，大大减小了误判和漏判的可能性。
经过比较选择方案二。
电机的选择和控制
方案一：
采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。
但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格比较昂贵。
更主要的问题在于一般电动机的电阻比较小，但电流比较大；分压不仅降低了效率，而且实现很困难。
方案二：
采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对电动机的转速进行控制，此方案的优点是电路比较简单，缺点是继电器的响应时间慢，机械结构易损坏，寿命较短、可靠性不高。
方案三：
采用由达林顿管组成的H型PWM电路。
用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精准调整电动机转速。
这种电路由于工作在管子的饱和截至状态下，效率非常高；H 型电路保证了可以简单的实现转速的控制；电子开关的速度很快，稳定性也较之继电器高的多，是一种广泛采用的PWM调速技术。
经过比较选择方案三。
二．硬件电路设计
2.1反射式红外发送接收对管的使用
本设计采用的是tcrt5000反射式光电传感器,原理图如下，传感器采用高
发射功率红外光电二极管和高灵敏光电晶体管组成，输出信号经施密特电路整形，稳定可靠。
其工作电压为DC3V~5.5V，推荐工作电压为5V，检测距离为1mm~8mm，焦点距离为2.5mm。
传感器检测到黑线输出为高电平，发光二极管为熄灭状态;检测到白色时输出低电平，发光二极管被点亮。
2.2 电源模块
小车的供电采用的是由两节输出电压为3.7的可充电锂电池串联的电池组，选用锂电池的原因在于锂电池可以多次充电，输出电流大可保证电机正常工作
2.3 电机驱动电路
小车采用两轮驱动，另外一个为万向轮，为了使小车灵活运动，要求小车在速度和方向上能够大范围调整。
为此我们选择了控制可靠、便于单片机控制的脉宽调制专用集成电路L298N，一片L298N可驱动两个直流电机。
L298N为Multiwatt15封装，工作电压最高为50V，通过电流达5A。
既可以与整个系统使用同一电源，又有足够的输出电流驱动电机。
L298N 驱动芯片上集成有5V稳压芯片，可从L298N上连线给单片机及红外对管供电。
我们用单片机产生PWM波，通过调节占空比来控制电机的转速。
A、B连接小车的左电机，C、D连接小车的右电机。
左右电机速度相同时可实现小车的前进或后退；速度不同时可实现小车的转弯；当两个电机反向等速运转时，小车可原地转圈。
循迹控制程序设计
整体电路如下：
车前从左至右安装3个红外发送接收对管。
（白色输出0，黑色输出1）
源代码如下：
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar x3,x4;
uint zkb1,zkb2,t=0;
sbit d0=P1^0; /*d1到d3为控制电机的输出口*/
sbit d1=P1^1;
sbit d2=P1^2;
sbit d3=P1^3;
sbit d5=P1^5; /*d5到d7为红外信号输入口*/ sbit d6=P1^6;
sbit d7=P1^7;
sbit ENA=P0^0; /*定义使能端ENA ENB接口*/ sbit ENB=P0^1;
void qianjin() //前进
{
d0=0;
d1=1;
d2=0;
d3=1;
zkb1=50;
zkb2=50;
}
void back()
{
d0=1;
d1=0;
d2=1;
d3=0;
zkb1=40;
zkb2=40;
}
void turn_left1() //1级左转
{
d0=0;
d1=0;
d2=0;
d3=1;
zkb1=0;
zkb2=30;
}
void turn_left2() //2级左转
{
d0=0;
d1=0;
d2=0;
d3=1;
zkb1=0;
zkb2=50;
}
void turn_right1() //1级右转
{
d0=0;
d1=1;
d2=0;
d3=0;
zkb1=30;
zkb2=0;
}
void turn_right2()//2级右转
{
d0=0;
d1=1;
d2=0;
d3=0;
zkb1=50;
zkb2=0;
}
void xunji() /*检测到黑线输出为高电平1，检测到白色为低电平0*/ {
if((d5==1&&d6==1&&d7==1)||(d5==0&&d6==1&&d7==0))
qianjin();
if(d5==0&&d6==0&&d7==0)
back();
if(d5==0&&d6==1&&d7==1)//右边压黑线
turn_right1();
if(d5==0&&d6==0&&d7==1)
turn_right2();
if(d5==1&&d6==1&&d7==0) //左边压黑线
turn_left1();
if(d5==1&&d6==0&&d7==0)
turn_left2();
}
void init()//初始化函数；
{
TMOD=0X01;
TH0=(65536-100)/256; //设置计时时间长度100us
TL0=(65536-100)%256;
ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
ENA=1;
ENB=1;
d0=0;
d1=1;
d2=0;
d3=1;
}
void main()
{
init();
while(1) //主函数等待中断请求；
{
xunji();
}
}
void time0() interrupt 1
{
TH0=(65536-100)/256; //设置计时时间长度
TL0=(65536-100)%256;
if(t<=zkb1)
ENA=1;
else
ENA=0;
if(t<=zkb2)
ENB=1;
else
ENB=0;
t++;
if(t>=50)//周期为5ms
t=0;
}。