基于单片机控制的智能车测速算法研究
基于单片机的步进电机驱动智能小车研制设计报告
基于单片机的步进电机驱动智能小车研制摘要我们本次设计采用STC12C5A60S2单片机为控制核心的，它是高速/低消耗/超强抗干扰的新一代8051单片机。
我们在最小系统的基础上，控制步进电机的正转、反转、加速和停止可以使智能小车可以精确的行驶直线90度弯道，碰到障碍物可以合理的避障，探测到金属可以发出报警信号，用AD数模转换寻到检测到光源可以寻光入库，从而使智能小车实现合理行进。
关键词：STC12C5A60S2单片机、智能小车、步进电机、避障、探测金属等、AD数模转换、寻光目录1引言 (3)2 系统设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 总体设计方案 (4)2.2.1 系统总体设计方案 (4)2.2.2 基本模块设计方案 (5)3 单元硬件电路设计 (7)3.1 电源电路模块 (7)3.2 光电寻迹模块 (7)3.3 金属探测传感器模块 (8)3.4红外避障模块 (9)3.5 AD——光敏寻光模块 (9)3.6液晶显示模块 (10)3.7L298步进电机驱动模块 (11)3.8 单片机STC12C5A60S2核心模块 (12)3.8.1 单片机芯片的选择 (12)3.8.2时钟及复位电路.................................................................... 错误！未定义书签。
4 系统软件设计 (14)4.1 主程序流程图 (14)4.2 步进电机方向及速度控制程序流程图 (15)4.3 金属探测及控制设计流程图 (16)4.4 红外避障及控制设计流程图 (16)4.5AD寻光及控制设计流程图 (17)5 系统调试 (18)5.1 硬件调试 (18)5.1.1 单元模块的测试 (18)5.2 软件调试 (18)6 心得体会 (19)附录：程序源代码1 引言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。
毕业设计论文—基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计[管理资料]
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基于单片机的直流电机测速、调速及显示系统设计摘要本文主要研究了利用Quick51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广泛等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用8051单片机自制了一个采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。
还对直流电机的速度进行了测量和显示。
关键词：单片机、 PWM、调速、测速、显示系统目录摘要 (1)目录 (1)第一章概述 (2)概述 (2)Quick51的技术简介和发展前景 (3)SmartSOPC与Quick51 (3)Quick51特性 (4)第二章总体方案设计 (4)8051单片机简介 (5)PWM信号发生电路设计 (12)PWM的基本原理 (12)128*64液晶显示 (13)第三章硬件设计与连接 (13) (13)信号处理电路设计 (16) (17)I2C总线概述 (17)存储器电路 (18)显示电路设计 (18)PWM信号发生电路设计 (19)第四章软件设计 (20) (20) (21)第五章结论与展望 (30)附录 (31)附一速度控制子程序 (31)附二电路图 (35)参考文献 (35)答辩问题 (36)第一章概述1.1概述本文主要研究了利用Quick51系列单片机，通过PWM方式控制直流电机调速的方法。
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
PWM控制技术就是以该结论为理论基础，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
基于单片机的智能小车的设计毕业论文总
基于单片机的智能小车的设计－毕业论文-总————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:基于单片机的智能小车的设计摘要单片机作为一种微型控制器，自走入人们的视野以来,就随着科技进步不断地更新换代。
它能够将计算机所有关键的零件整合集中在一块芯片上，并且具有强大的计数功能,以及各种必要的接口，因此单片机在自动控制系统中通常处于核心地位。
本文对于智能小车的设计思路就应用了最常见的AＴ89S51单片机作控制处理器,该单片机在低功率的基础上,能够保持其性能在一个较高的水平上,且其8K的处理器够灵巧，适用于嵌入式产品,在众多单片机中，表现较为优秀。
本设计是在单片机的基础上实施的,兼具数据处理、即时调控和报警提醒功能，小车接到行驶指令后，红外探头会检测路况信息（是否处在黑线路径范围内）并反馈给单片机处理，单片机判断后作出相应指令,由电机驱动使小车执行相应行驶动作。
单片机与系统的配合使智能小车的行驶保持灵敏迅速的状态。
关键词：单片机寻迹报警红外线电机驱动AbstrａctＷｉth the rapid ｄevelｏpment of sｃｉence and tｅchｎology in rｅｃeｎt yeaｒs，SＣM aｐplicatioｎs arｅcontinualｌy dｅeｐｅn ｉｎｇ．Ｔrａditioｎaｌｃoｎtｒｏｌtest drive at ｔhe same ti ｍe, the rapｉｄｌy growｉng updａtｅ. In ｒeａl－ｔimeｄｅtect ｉoｎandｃｏntrｏｌof tｈe ｍiｃｒocomputer aｐpliｃatｉon sｙsｔem，ｔｈe mｉcｒocｏntｒollerｉs oｆｔeｎｕｓed aｓａｃｏre cｏｍponenｔ.ＳCM is ｔhe mａｉn fｅａtｕrｅint ｅgratｅd comｐuter chｉp iｎa micro-ｃｏmｐuteｒ. Itｉs a setｏf muｌti-countiｎg ａnd the ｉｎteｒfaｃe in oｎｅof ｔhe ｍｉcro-cｏntｒoｌｌer. Tｈe 51 ｓｉngle－ｃhip mｉｃrｏcontｒoll ｅｒis the mosｔtypical aｎdｍｏst repreｓentatiｖe ｏne．Theｄeｓigｎｏf the mainａppliｃatioｎAT89S５1aｓthｅcontrol，ａｎdｄｉsplａｙｄrｉverｉnteｇratｅｄcircuit ｓand oｔher ｓyｓteｍs.Ｂaｓｅd on ｓｉngle cｈiｐdeｓigｎ.ＭCＵＡT8９Ｓ５1 usｉng the contｒolleｒａs an aｌarm devｉce that cａn gｉｖeｆuｌl pｌaｙｔo ＡT89S51oｆdａta processing and real-tｉme control functions．Ｍａｋe ｔhe ｓystem work in tｈe beｓｔcondiｔｉoｎ，iｍpｒｏveｔhｅsystｅm sensit ｉviｔy．Wｈｅｎtｗo signal driven ｆoｒward bｙｃar tracing ｍodule,thｅinfrａres oｎwhether to ｐroｄuceｌevel siｇnalｓthrough tｈe blaｃｋ,rｅtutn again ａｃｃorｄing to requireｍent oｆｄｅsiｇn prｏｃedure of ｊudｇment ｆor moｔor drivｅrｍoｄule,iｔconｔroｌｓtｈe car tuｒning back foｒwaｒd oｆrunning ｏnｔｈe bｌacｋlｉne.Keｙwｏrdｓ:ＳＣM，Tracing, Aｌarm dｅvｉce，Lｅvｅｌｓｉgnａls，Motor ｄrｉver mｏdule目录摘要ﻩ错误!未定义书签。
基于STC89C52单片机的智能寻迹小车的设计与实现
基于STC89C52单片机的智能寻迹小车的设计与实现摘要：随着汽车科学技术的进步，对于智能小车的实验与设计越发重要.智能小车一致具有自动寻迹、躲避障碍物、报警等功能.其所运用的知识较为广泛，主要涉及到汽车、机械和计算机等专业.智能小车不但代表汽车技术的发展，也是学校培养机电一体化学和动手能力的主要手段。
本文所设计的小车采用STC89C52芯片作为主控制芯片，通过实时检测各个模块传感器的输入信号，利用3路红外传感器寻迹模块检测黑线实现寻迹，小车电机驱动采用L298N芯片，根据内置的程序分别控制小车左右两个直流电机运转，实现小车自动识别路线，到达终点时小车自动停止蜂鸣器发出警报。
另外，在小车上添加测速模块，利用单片机内部定时器、外部中断以及串口通信，测出小车行驶的总路程，数据通过蓝牙传感器以十六进制数的形式在手机上显示出来。
并在此基础上增添超声波模块，利用超声波的发射与接收，采用单片机IO口查询相应信号，判断小车与障碍物的距离，在距障碍物15cm左右的距离时，通过程序控制小车实现自动避障，且在绕过障碍物后回归原始路径。
关键词：单片机控制；直流电机；红外线传感器；测速模块；避障模块；本智能寻迹小车的硬件部分主要由STC89C51为主控芯片，主要包括电源模块、电机驱动模块、寻迹模块、超声波模块测距模块等，其中控制系统的大概结构如图1所示。
电机方面，本小车采用直流电机。
它的优点在于硬件电路设计简单。
当外加额定直流电压时，由于其内部由高速电机提供原始动力，带动变速齿轮组，可以产生大扭力，能够很好地控制。
转速几乎相等，调速性能较好，且性价比高。
并采用L298N驱动集成电路。
当驱动电机时，单片机可以控制与两路电机相连的IO口的逻辑电平，以达到控制小车车轮转向的目的寻迹方面，本车采用3路红外传感器寻迹模块。
外传感器寻迹模块由红外发射管和接受管组成，三个光电三极管分别放置在小车车头的左侧、右侧和正前方，红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，接收管接收到反射光，经施密特触发器整形后输出低电平；当红外光遇到黑线时则被吸收，接收管没有接收到反射光，经施密特触发器整形后输出高电平。
基于MC9S1 2XS1 28单片机智能寻迹小车的设计
基于MC9S1 2XS1 28单片机智能寻迹小车的设计摘要：本文给出了智能小车寻迹系统的软硬件方案设计和开发流程。
采用飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为智能小车控制芯片，设计了电源、电机驱动、激光传感器以及测速等模块，小车的速度、转向控制采用PID控制方法，测试结果表明，小车能够平稳实现寻迹功能。
关键词：智能寻迹电机驱动激光传感器PID控制A Design of Intelligent Tracing Car Based on MC9S12XS128Abstract：This paper describes a design of hardware and software of the intelligence tracking car. The system uses Freescale MC9S12XS128 MCU as the control unit. Besides, a series of modules are designed, such as the power circuit, motor driver circuit, laser sensors and speed detecting modules. We use PID control method to control the speed and direction which helps realize intelligence tracking steadily.Key words：intelligence tracking motor driver laser sensor PID control该文以飞思卡尔杯智能车大赛为研究背景，研究了智能寻迹小车的软硬件方案设计和开发流程。
硬件电路方面采用飞思卡尔MC9S12XS128作为核心处理器，通过对比不同设计方案的性能，给出了智能小车电源、电机驱动、光电传感器以及测速等模块的设计方案并加以实现。
基于单片机的智能小车控制
信息工程专业课程设计（二）题目基于《STC89C52》单片机的智能小车姓名学号所在院系所在班级完成时间基于单片机的智能小车摘要：智能化作为现代电子产品的新趋势，是今后的电子产业的发展方向。
智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探、环境监测、智能家居等方面。
基于单片机的智能小车控制就是其中的一个体现。
本设计实现了一种基于51单片机的按键操作控制和温度检测显示系统，通过温度传感器采集温度数据并且通过显示模块显示出来，通过对按键的操作，自动控制转向电机转向，改变行驶方向。
本课题设计的智能小车，具有按键控制前后左右的功能，温度采集功能，液晶显示功能。
序言 (1)第1章总体设计方案 (2)1.1课题任务分析 (2)1.2 方案论证 (3)1.2.1小车驱动部分 (3)1.2.2 温度显示部分 (3)第2章系统硬件构成 (4)2.1系统设计原理 (4)2.2主要元器件简介 (4)2.2.1 STC89C52RC简介 (4)2.2.2 液晶显示电路 (5)2.2.3 L298N芯片直流电机驱动模块 (6)2.2.4遥控部分独立按键电路 (7)第3章软件的设计与说明 (8)3.1软件设计 (8)3.2软件的说明 (9)3.2.1 控制部分主程序流程 (9)3.2.2 温度检测显示部分主程序流程图 (10)第4章调试与总结 (12)4.1 调试的总结 (12)参考文献 (13)致谢 (14)附录 (15)附件1 L298N电机驱动模块 (15)附件2 小车侧视图 (16)附件3 小车俯视图 (16)附件4 小车最终硬件图 (17)附件5 程序清单 (18)序言随着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术[1]。
AT89S52单片机智能小车
本设计以AT89S52单片机为控制核心，小车具有循迹检测、电机驱动、测时、速、里程等主要功能。
首先，两个电机分别单独控制左右两个车轮，通过调节两个电机的转速及转动时间，达到小车正常行驶及转向的目的。
车头左侧的三个红外光电传感器通过对路况的检测反馈给单片机，控制小车行走路线，防止超出边界线。
使用槽式光电传感器测速度与里程。
车头右侧的一个红外光电传感器通过对路况的检测反馈给单片机，控制小车停车。
关键字：控制；检测；反馈；STC89C52单片机；超车；AbstractThis design with AT89S52 SCM as control core, car has a mark on testing, motor drive, measured, speed, mileage, etc main function. First of all, two motor control separately left wheel, adjust the two motor speed and turning time, reach the small car moving and turned to the purpose. On the left of the car three electrcal sensors through to the road test give feedback to the microcontroller, control the car walks route, prevent beyond boundary. Use groove photoelectric sensors to speed and mileage. On the right side of the car a electrcal sensors through to the road test give feedback to the single chip microcomputer, the control car parking. Key word: control; Detection; Feedback. AT89S52 SCM;1 系统方案论证与比较 (3)1.1设计思路.................................................................. (1)1.2控制芯片选择.................................................................. (1)1.3程序设计思路.................................................................. (2)2 各模块方案选择 (2)2.1 电源模块 (2)2.2 系统控制模块 (3)2.3 循迹模块 (3)2.4 电机驱动模块.................................................................. (3)2.5 测速传感器模块………………………………………………………... ……3系统硬件设计 (4)3.1 电源设计 (4)3.2 驱动模块设计 (5)3.3 循迹设计 (5)3.4 最小系统模块设计 (7)3.5 数码管显示模块设计 (8)3.6 测速模块设计………………………………………………………... ………4 系统软件设计 (9)5 系统调试 (10)6 附录 (12)7参考文献 (18)1 系统方案论证与比较1.1 设计思路题目要求设计并制作一台竞速智能小车，在不越出轨道的前提下，以尽可能快的速度，在如下图的赛道上行驶一圈，跑完一圈后自动停止在出发点，显示行驶时间、里程、平均速度以及越出轨道的次数。
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51单片机的智能小车设计
图3 检测铁片电路原理图
3)声音提示
方案一：采用单片机产生不同的频率信号来完成声音提示，此方案能完成声音提示功能，给人以提示的可懂性比较差，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高，我们出自经费方面考虑，采用方案一。
方案二：采用DS1420可分段录放音模块，能够给人以直观的提示，但DS1420录放音模块价格比较高，也可以采用此方案来处理，但方案二性价比不如方案一。
图4 黑带检测电路图
3)计量路程方案
方案一：利用红外线对射方式，在小车的车轮开一些透光孔来计量车轮转过圈数，从而间接地测量路程。
方案二：利用霍尔元件来对转过的车轮圈数来计程，在车轮子上装小磁片，霍尔元件靠近磁片一次计程为车轮周长。此方案传感的信号强， 电路简单，但精度不高。
如果想达到一定的计量精度，用霍尔传感元件比较难以实现，因为在车轮上装一定量的小磁片会相互影响，而利用红外线对射方式不会影响各自的脉冲，可达到厘米的精度，因此采用方案一来实现。计量路程示意图见图5。
图 10 外部中断0服务子程序
图 11 外部中断1服务子程序
图12 定时器1中断子程序
6．调试及性能分析
整机焊接完毕，首先对硬件进行检查联线有无错误，再逐步对各模块进行调试。首先写入电机控制小程序，控制其正反转，停机均正常。加入避障子程序，小车运转正常，调整灵敏度达最佳效果。加入显示时间子程序，显示正常。铁片检测依靠接近开关，对检测信号进行处理并实时显示和发出声光信息，无异常状况。路程显示部分是对霍尔管脉冲进行计数，为了尽量达到精确，车轮加装小磁片。接着对黑带检测模块调试，发现有时小车会跑出黑带，经判断是因为红外线收发对管灵敏度不高，调整灵敏度后仍然达不到满意效果，疑是受环境光影响，利用塑料套包围红外线收发后问题解决。趋光电路主要由三个光敏电阻构成，调整三个光敏电阻的角度同时测试软件，以最佳效果完成趋光功能。
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。