较简单循迹小车方案
小车循迹电路设计方案
小车循迹电路设计方案小车循迹电路设计方案一、设计需求设计一款小车循迹电路，使其能够自动寻路，沿着黑线行驶。
二、设计方案1. 传感器选择选择红外线传感器作为寻线传感器。
红外线传感器能够感知黑线的反射光，从而确定小车的位置。
2. 电路连接将红外线传感器与单片机连接。
传感器的输出信号经过单片机的处理，控制小车的运动。
3. 运动控制根据传感器输出的信号，确定小车需要向左还是向右转弯。
如果传感器探测到黑线，小车保持直行；如果传感器没有探测到黑线，小车向右转弯，以寻找黑线。
4. 电源供应为了保证小车的稳定运行，选择适合的电源供应方式。
可以使用电池供电，电池电压适宜，容易携带。
三、电路图见附件。
四、硬件选型1. 单片机：选择一款性能较好的单片机，如ATmega328P，具有较强的处理能力和丰富的外设接口。
2. 传感器：选择高灵敏度的红外线传感器，如TCRT5000，可感知黑线的反射光。
3. 驱动电机：选择合适的直流电机作为小车的驱动装置，可根据小车的重量和负载情况选择合适的电机转速。
4. 电源：选择适合的电池供电，如锂电池或镍氢电池，电压稳定，容量适宜。
五、测试与优化完成电路连接后，进行测试。
将小车放置在黑线上，观察小车能否自动寻路、沿着黑线行驶。
根据测试结果，对电路进行优化，如调整红外线传感器的灵敏度、增加过滤电容等，以提高小车的稳定性和准确性。
六、总结通过以上的设计方案，可以实现小车循迹电路的基本功能。
在实际应用中，还可以添加其他功能，如避障功能、自动停车等，以提升小车的性能和实用性。
附件：电路连接图[图片]。
循迹小车简单设计方案
循迹小车简单设计方案
循迹小车是一种能够自动沿着指定轨迹行驶的小车。
它通常由车体、电机、传感器、控制板等组件组成。
下面是一个简单的循迹小车设计方案。
首先，车体部分。
车体可以使用两个驱动轮和一个万向轮的结构。
驱动轮可以通过电机驱动，万向轮可以用于保持车体的平衡和方向控制。
车体通常使用轻质材料制作，比如塑料板或者
3D打印的部件。
在车体上还要设计出安装电路板和传感器的
空间。
其次，电机部分。
选择一个适合的直流电机，电机的功率可以根据实际需要进行选择。
电机需要能够提供足够的动力，以便推动小车沿着指定轨迹行驶。
同时，还需要安装一个驱动电路板，用于控制电机的转动速度和方向。
然后，传感器部分。
循迹小车通常会安装光电传感器来检测地面上的轨迹。
光电传感器能够判断地面上的黑白色块，从而确定小车是否需要调整方向。
这些传感器可以通过引脚连接到控制板上。
最后，控制板部分。
控制板是循迹小车的核心，用于接收传感器的数据，控制电机的运行。
在控制板上，可以使用微控制器，如Arduino等，来编写控制程序。
控制程序可以根据传感器检
测到的轨迹，计算出小车需要调整的方向和速度，然后控制电机的转动，实现小车沿着指定轨迹行驶。
综上所述，一个简单的循迹小车设计方案包括车体、电机、传感器和控制板等部分。
这些部分需要合理设计和选型，才能确保小车能够准确行驶在指定的轨迹上。
当然，这只是一个基础的设计方案，实际应用中可能会有更多复杂的要求和功能。
实验1 循迹小车
实验1 循迹小车循迹方案的运动原理：要想识别地面上的黑线或者白线，很容易可以想到使用灰度传感器，而且至少要有２个灰度传感器。
当只安装一个传感器时，一旦小车偏离轨迹就不好办了，所以还要想办法在小车快要离开轨迹的时候把它拉回来，这样就需要另外一个传感器。
所以我们最少要用到两个灰度传感器，一个安装在车头左侧，一个安装在车头右侧，如果左侧传感器检测到轨迹，就向右行驶来纠正；同理，如果右侧传感器检测到轨迹，就向左行驶来纠正。
这样就保证轨迹始终在两个传感器之间。
如下图所示：图1 循迹方案的运动原理机械结构：图2 寻迹小车机械结构程序代码：int pin[2] = {A0, A4 }; //如上图，从左至右对应int velocity; //定义速率void setup(){pinMode( 5 , OUTPUT);pinMode( 6 , OUTPUT);pinMode( 9 , OUTPUT);pinMode( 10 , OUTPUT);velocity=150;}void loop(){while(!digitalRead(pin[0])&&! digitalRead(pin[1])) //当两个传感器都检测黑色时，小车前进{Forwards();}while( digitalRead(pin[0])&& !digitalRead(pin[1]))//当左侧传感器都检测白色时，小车右转弯{Right();}while(!digitalRead(pin[0])&& digitalRead(pin[1]))//当右侧传感器都检测白色时，小车左转弯{Left();}while( digitalRead(pin[0])&& digitalRead(pin[1]))//当两侧传感器都检测白色时，小车停止{Stop();}}void Left() //小车左转子函数{analogWrite( 5 , 0);analogWrite( 6 , velocity ); //驱动右侧电机转动analogWrite( 9 , 0 );analogWrite( 10 , 0 ); //左侧电机停转}void Right() //小车右转子函数{analogWrite( 5 , 0 );analogWrite( 6 , 0 ); //右侧电机停转analogWrite( 9 , 0);analogWrite( 10 , velocity );//驱动左侧电机转动}void Forwards() //小车前进子函数{analogWrite( 5 , 0); analogWrite( 6 , velocity ); analogWrite( 9 , 0 ); analogWrite( 10 , velocity );}void Stop() //小车停止子函数{analogWrite( 5 , 0 ); analogWrite( 6 , 0 ); analogWrite( 9 , 0 ); analogWrite( 10 , 0 );}要零件附件。
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。
简易循迹小车(实训)
桂林电子科技大学职业技术学院单片机实训Ⅱ报告自动循迹智能小车学院（系）：电子信息工程系专业：电子信息工程技术学号： 091222523学生姓名：颜远昌指导教师：叶俊明目录摘要 (2)1 绪论 (4)2 课题背景 (4)2.1 设计任务与要求 (4)2.2 设计目的 (4)3 总体设计方案 (5)3.1 设计思想 (5)3.2 方案选择与论证 (5)3.2.1轨迹探测模块设计与比较 (5)3.2.2 控制电机方案与比较 (5)3.2.3 电机驱动方案与比较 (6)4硬件设计 (6)4.1智能小车的总体硬件结构及原理 (6)4.2硬件原理框图 (6)4.3 部分元件介绍及功能 (7)4.3.1 单片机A T89S52 (7)4.3.2 比较器LM393N (8)4.3.3红外对管 (8)4.4原理图设计 (8)4.4.1 红外传感器（循迹探头）设计 (8)4.4.2 直流电机H桥驱动设计 (10)4.5 PCB图设计要求 (10)5 程序设计流程 (11)6 总结 (11)鸣谢 (13)参考文献 (14)附件 (15)摘要随着电子行业的飞速发展，智能化产品越来越受到人们的青眯。
人们都喜欢使用安全、可靠、能自动控制的电子产品。
就本着这样的思想，此次实训就设计了个智能循迹小车。
本次设计的简易智能循迹小车采用简单的人工智能技术，基于红外传感器和AT89S52两个核心部件来作为对小车的行驶状态进行检测和控制，让小车在人为布置的轨迹上行驶。
由于采用自制的红外传感器，它可以辨别黑色物质和非黑色物质；所以可以人为的给小车循着黑带轨迹走。
使用单片机A T89S52对当前红外传感器采集到的黑带信息来控制小车的下一步行驶。
通过编程控制小车的速度与转向。
根据题目设定的行进及具体要求，分别采用红外传感器进行寻迹行驶、黑带采集及变速行驶，采用PWM脉宽调制改变输出电压进行变速，用三极管自制H桥电路对直流电机进行驱动，采用直流减速电机可以对小车实行较精确定位，由蜂鸣器及LED构成声光提示电路。
循迹小车设计
循迹小车设计方案循迹小车所要实现的效果是小车在以红外对管这一传感器为核心的控制模块的控制下沿着设定好的轨迹行驶，这一轨迹在我们物电学院的实验条件下具体表现为地板上贴一黑色胶布，小车沿着黑色胶布的轨迹行驶。
当然，我们的追求是在满足这一基本要求的前提下，让小车的内部电路效益高，车身的造型优美。
循迹小车主要分以下模块，相应的人员分工也安排如下：一．车身的总体设计考虑到只有三天的时间与小组成员的实际情况，我们借用前人的部分成果，三层车体的雏形已不劳而获，但是切勿欢喜过早，除小车的四个电机是好的外，其他部分都要自力更生。
车体的第三层安装主控模块，主要是msp430g2553 单片机控制四个电机的四运行状态，以及对红外对管传感器模块的信号的采集与处理。
一个3,3V的单片机电源与5V的电机驱动电源初步计划安装在第三层。
第一层安装红外对管传感器模块。
对车身整体安排与外表设计安排范景同学来完成。
二．四个电机驱动模块电机的安装工作已完成，电机的工作电路部分由李方圆负责设计与焊接。
接下来，msp430g2553具体控制电机的转动以及怎样通过pwm来实现小车的转弯，这些相关的程序以及调试工作由陈磊来负责。
三. 红外对管传感模块红外对管传感模块的电路设计与程序设计是本次试验的主要技术之一，因此安排王平负责传感器的电路部分，李腾艳同学负责程序设计。
四. Msp430g2553单片机与以上两大模块的合理嵌入此部分较难，要综合考虑单片机的引脚分布与线路的连接，以及从传感器检测到信号到如何驱动电机的转动整个过程。
此部分安排胡颖婷来完成。
五.前景展望对于大多数同学来说，做这种智能车还是第一次，但我们只要在挑战面前一步一个脚印地走下去，起动手能力定会有所提高。
希望各位各司其职，通力合作，则循迹小车三天后定会造出来。
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。
自动循迹小车毕业设计
自动循迹小车毕业设计毕业设计：自动循迹小车摘要：本毕业设计致力于设计和制作一种自动循迹小车。
该小车能够在给定的路径上自动行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
设计方案基于Arduino控制器和红外传感器实现，小车能够感知到路径上的线路，并据此进行正确的行驶操作。
此外，设计还包括电机驱动，电源供应和用户界面等功能模块。
实验结果表明，该自动循迹小车能够高效准确地行驶在指定的路径上。
关键词：1.引言2.设计原理自动循迹小车的设计方案基于Arduino控制器和红外传感器。
红外传感器能够感知到路径上的线路，从而确定小车的行驶方向。
Arduino控制器能够接收传感器的数据并根据预先编写的程序进行控制操作，例如调整电机速度和方向等。
整个设计系统的模块主要包括传感器模块，控制器模块，电机驱动模块和电源供应模块。
3.系统设计3.1传感器模块本设计中使用红外传感器来感知路径上的线路。
传感器模块负责采集红外传感器的数据，并将其传输给控制器模块进行处理。
3.2控制器模块控制器模块由Arduino控制器组成。
它通过连接传感器模块和电机驱动模块来接收传感器数据，并根据编写的程序进行控制操作。
控制器模块具有高度灵活性和可编程性，使得小车能够按照预先设定的规则行驶。
3.3电机驱动模块电机驱动模块负责控制小车的速度和方向。
根据传感器数据，控制器模块会发送相应的指令给电机驱动模块，以控制小车的行驶。
3.4电源供应模块电源供应模块为整个系统提供所需的电力。
它负责将来自电池或电源适配器的直流电源转换为小车所需的电压和电流。
4.实验结果和讨论通过设置合适的传感器感应距离，测试了自动循迹小车在给定路径上的行驶性能。
实验结果表明，该小车能够稳定地沿着给定的路径行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
5.结论本毕业设计成功地设计和制作了一种自动循迹小车。
该小车能够准确地沿着给定的路径行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
通过这个设计，我们可以更深入地理解自动控制和传感器应用的原理和实践。
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智能寻迹小车
作者：李毅卢仁义吴甜解放军炮兵学院(安徽合肥230031) 时间：2008-06-18 来源:电子产
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关键词：51单片机智能小车光电对管寻迹脉冲宽度调制
摘要：本文介绍了一种基于51单片机的小车寻迹系统。
该系统采用两组高灵敏度的光电对管，对路面黑色轨迹进行检测，并利用单片机产生PWM波，控制小车速度。
测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径。
关键词：智能小车；光电对管；寻迹；脉冲宽度调制
在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。
笔者通过论证、比较、实验之后，制作出了简易小车的寻迹电路系统。
整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。
总体方案
整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。
首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。
系统方案方框图如图1所示。
图1 智能小车寻迹系统框图
传感检测单元
小车循迹原理
该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑和线白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。
笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。
红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理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，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，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，则小车上的接收管接收不到信号。
传感器的选择
市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。
ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示：
图2 ST168检测电路
ST168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，采用非接触式检测方式。
ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。
笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。
R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测
试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接收电路的电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路的灵敏度。
因为传感器输出端得到的是模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将ST168输出电压与2.5V进行比较，再送给单片机处理和控制。
传感器的安装
正确选择检测方法和传感器件是决定循迹效果的重要因素，而且正确的器件安装方法也是循迹电路好坏的一个重要因素。
从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹的可靠性，具体位置分布如图3所示。
图3 红外探头的分布图
图中循迹传感器全部在一条直线上。
其中X1与Y1为第一级方向控制传感器，X2与Y2为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边的两个传感器之间的宽度不得大于黑线的宽度。
小车前进时，始终保持(如图3中所示的行走轨迹黑线)在X1和Y1这两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级传感器就能检测到黑线，把检测的信号送给小车的处理、控制系统，控制系统发出信号对小车轨迹予以纠正。
第二级方向探测
器实际是第一级的后备保护，它的存在是考虑到小车由于惯性过大会依旧偏离轨道，再次对小车的运动进行纠正，从而提高了小车循迹的可靠性。
软件控制单元
单片机选型及程序流程
此部分是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。
控制方法有很多，大部分都采用单片机控制。
由于51单片机具有价格低廉是使用简单的特点，这里选择了ATMEL公司的AT89S51作为控制核心部件，其程序控制方框图如图4所示。
图4 系统的程序流程图
小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口，一旦检测到某个I/O口有信号变化，程序就进入判断程序，把相应的信号发送给电动机从而纠正小车的状态。
车速的控制
车速调节的方法有两种：一是用步进电机代替小车上原有的直流电机；二是在原有直流电机的基础上，采用PWM调速法进行调速。
考虑到机械装置不便于修改等因素，这里选择后者，利用单片机输出端输出高电平的脉宽及其占空比的大小来控制电机的转速，从而控制小车的速度。
经过多次试验，最终确定合适的脉宽和占空比，基本能保证小车在所需要的速度范围内平稳前行。
电机驱动单元
从单片机输出的信号功率很弱，即使在没有其它外在负载时也无法带动电机，所以在实际电路中我们加入了电机驱动芯片提高输入电机信号的功率，从而能够根据需要控制电机转动。
根据驱动功率大小以及连接电路的简化要求选择L298N，其外形、管脚分布如图5所示。
图5 L298N管脚分布图
从图中可以知道，一块L298N芯片能够驱动两个电机转动，它的使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控制，极大地满足各种复杂电路需要。
另外，
L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够这个问题。
结语
此方案选择的器件比较简单，实际中也很容易实现。
经过多次测试，结果表明在一定的弧度范围内，小车能够沿着黑线轨迹行进，达到了预期目标。
不足之处，由于小车采用直流电机，其速度控制不够精确和稳定，不能实现急转和大弧度的拐弯。
参考文献：
1. 赵家贵、付小美、董平，新编传感器电路设计手册，中国计量出版社，2002
2. 李华等，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社，2003
3. 王晓明，电动机的单片机控制，北京航空航天大学出版社，2002
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