基于单片机的循迹小车的设计

毕业论文题目基于单片机的循迹小车的设计院系专业学生姓名学号指导教师职称目录1绪论....................................................................................11.1研究课题的当前背景及发展现状......................................................11.2研究课题的目的以及意义：..........................................................11.3设计课题主要实现的功能............................................................32循迹小车的方案设计......................................................................32.1系统设计的理论基础和工作原理......................................................32.2小车整体方案的设计................................................................42.2.1系统步骤的设计..............................................................42.2.2系统基本组成................................................................42.3整体方案确定......................................................................53系统的硬件设计..........................................................................63.1单片机的电路设计..................................................................63.1.1LM393比较器..............................................................63.1.2STC89C51单片机芯片介绍.....................................................83.1.3晶振电路...................................................................103.1.4复位电路...................................................................103.2光电传感器模块..................................................................113.2.1传感器分布.................................................................123.3电机驱动电路.....................................................................123.3.1L293D引脚结构图...........................................................123.3.2电机驱动原理...............................................................133.3.3小车运动逻辑...............................................................143.4系统总原理图.....................................................................144系统的软件的设计.......................................................................144.1编程语言的选择...................................................................154.2系统编译器的选择.................................................................154.3系统主程序流程图.................................................................155系统的整体调试与小车性能的测试.........................................................165.1硬件的设置.......................................................................165.2系统的软件调试...................................................................165.3小车的性能测试...................................................................176设计总结...............................................................................18参考文献...............................................................................19致谢.....................................................................................21附录.....................................................................................23附录A原理图........................................................................23附录B程序代码......................................................................25附录C硬件实物图....................................................................281基于单片机的循迹小车的设计练永爱南京信息工程大学滨江学院电气工程与自动化专业，南京210044摘要：本文阐述了基于STC89C51单片机循迹小车的设计步骤。智能循迹小车是基于单片机来实现循迹功能的，它是一个集众多高新技术于一体，能够实现自主循迹导航的高新科技产品。该技术已经应用于无人驾驶飞机，仓库管理，服务性机器人等多种领域。本设计选用了STC89C51单片机当做小车的控制中枢，选用光电传感器当做小车的循迹模块，选用L293D驱动芯片来操控直流电机，选用Keil编写C语言程序。本设计的电路结构简单，实用性强。关键词：智能循迹;STC89C51单片机;光电传感;L293D驱动芯片1绪论1.1研究课题的当前背景及发展现状以当前形势来看，随着制造科技的逐渐增强,自动化技术的要求也逐渐升高。现在，世界上有好多国家都在研究这能小车，智能小车也已经成为了交通运输系统必备的组成部分之一。所以，研发智能车辆不但有重大的社会意义，还拥有广泛的市场前景。上个世纪60年代，人类历史上出现了移动机器人，它属于机器人系统中的一部分。1966年到1972年，斯坦福学院的尼尔斯和罗森·查尔斯等学者，研究开发出来一个可以自己移动的机器人并，取名为shakey[1]。是为了将智能控制技术运用在当前的复杂环境下，使得机器人系统能够实现分析、决策以及操作等一系列行为。在此之后，移动机器人也经历了从无到有，从有到优。由于国际上，普遍对机器人比较关注，而智能车辆作为移动机器人的一个重要的组成部分，从而使得智能车辆在国际上也得到了大范围的关注度。智能车辆又称无人驾驶车辆，具有自动行驶，自动感知周围环境，自动测量，自动保持行驶车距等一系列功能。循迹小车的功能是当车在一些比较复杂道路上的时候，也可以避开路上的障碍物，并朝着原先设定好的路线前进。智能车辆是在普通车辆的基础上加上了一些现代智能化设备，如果在智能车辆加入声光讯号，则可以更好的凸显出智能小车智能化和人性化的一面。增加的则有如下一些智能化设备：(1)计算机系统：主要为了是可以实现分析，处理，综合控制等一些功能[2]。(2)摄像机：用来获取道路基本情况，可以更好的感知周边环境。(3)传感器设备：距离传感器作用是测得当前的小车车距，感知传感器的作用是测得小车周围环境等一些路况信息。1.2研究课题的目的以及意义：智能小车可以应用于运输，考古、搜救、医疗、探险等众多方面，特备是在生产运输研究方面具有特别好的发展前景。所以研究开发只能循迹小车，不仅实用性高，而且还有很大的市场价值和发展潜力。2例如智能车辆运输系统。公交系统是城市向前发展一定会产生的，也是城市可持续发展必须依赖的。交通系统是城市系统中的一个重要主城部分，依靠交通系统的发展，城市才能更好的发展，人们的出行才更加方便。公交系统拥有环境污染低，乘载成本低，乘载量比较大，降低城市交通道路压力等众多优点。自从1978年以来，我国实行的改革开放获得了巨大的成果，国家的经济得以持续高速的向前发展。国家的各个城市规模也在不断的扩张，就造成对交通更加有需求，城市交通压力逐渐变大。有相关的资料表明，截止2011年底全国各大城市的机动车存有量为2.07亿辆，与1980年相比增长达到30倍，年均增长96.77%。其中，全国范围内汽车保有量达到9266万辆，占总数的47.96%。虽然改革开放以来，全国城市道路的建设突飞猛进，从1980年至2010年，全国城市道路总长度从2.95万公里增长到395万公里，年平均增长率为446.3%。人均道路面积从2.8平方米增长到14.30平方米，道路面积增长率为年均17.02%[3]。但是这样的道路上升进度还是跟不上车辆的上升进度。同时，因为一些交通道路或者交通管理的原因，现在的交通效率特别低，每年新增的交通量也被抵消掉了，没有起到什么作用。公共交通的载运量在逐渐的下降，也使得公众的出行逐渐由公共交通向电动车、摩托车、私家轿车等个体的交通方式转移。因此，这也将增加了城市道路的拥挤程度，使得城市面临着交通堵塞的压力。如何完善解决现如今城市居民对快速增加的交通出行需求和发展相对缓慢的公共交通建设之间的矛盾，成为一项摆在我们面前的迫在眉睫的任务。智能运输系统是在普通交通运输系统的基础上，把现代的计算机处理技术，传感器感知技术，数据测量技术，自动控制技术等高新技术应用到交通管理系统上。从而可以创建出一个高效的全方位的运输管理系统，改善城市现今的交通状况。交通运输管理系统是利用无线通信对城市交通进行管理，这样交通单位就可以以比较低的成本可以对车辆运营的数据进行准确的采集，并可以更好的对车辆进行管理。无线通信系统还具备数据和话音的双重传送功能，可以更好的管理车辆的运营和调度情况，有助于提高交通运输