哈尔滨理工大学第五届电子设计大赛技术报告(小车).doc

PAGE 小组名称（智能车组）组长 小组名称（智能车组） 组长 张延聪 组员 李晖 组员 马力 指导人 万泉 三英卓越电子协会 比赛 论文 哈尔滨理工大学第五届“电子设计大赛” 技术报告 比赛论文三英卓越电子协会 比赛论文 版本 修改日期 原因 作者 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc290047791 1. 摘要 PAGEREF _Toc290047791 \h 1 HYPERLINK \l _Toc290047791 2. 系统设计要求 PAGEREF _Toc290047791 \h 1 HYPERLINK \l _Toc290047792 3. 系统方案的选择与论证 PAGEREF _Toc290047792 \h 2 HYPERLINK \l _Toc290047793 4. 算法设计与分析 PAGEREF _Toc290047793 \h 3 HYPERLINK \l _Toc290047794 5. 系统设计 PAGEREF _Toc290047794 \h 4 6. 系统调试 5 7. 系统测试结果分析 6 8. 参考文献. 7 9. 附录. 8 PAGE 5 摘要 随着计算机和信息技术的飞速发展，智能技术的开发受到越来越广泛的重视，其开发速度也在快速增加。由于智能化的程度越来越高，使得其应用范围也在不断的扩展。与此同时，机器人技术的发展势头迅猛,其应用领域众多，智能循迹小车就是机器人技术与智能控制技术相结合的一个应用典范。通俗来讲，智能循迹小车就是智能机器人的另一种形式，它用轮子代替了机器人的双腿，因而在机械设计和电路方面都要比智能机器人简单，另外，其控制系统和智能机器人相比也较为简单，可是其对行车速度和行驶方向的配合则要求较严格，它首先通过传感器获取目标道路信息，然后结合智能车当前的行驶状态智能地做出决策，对其行驶方向与行车速度进行调整，从而达到准确快速跟踪道路的目的。下面将介绍了基于STC12c5a60s2单片机为控制核心的智能循迹小车的设计，该智能循迹小车是一种在控制系统的作用下，可以准确沿既定路线自动行驶的系统。本设计中，采用STC12c5a60s2单片机为主控制芯片，结合步进电机、传感器、电源电路及其他外围电路,设计实现了小车沿黑色轨迹行走的智能循迹小车，其中小车循迹功能由红外式光电传感器完成，小车的驱动功能由L298n驱动电路完成。 系统设计要求 本设计中，循迹指的是小车在白色纸板上沿着2cm宽的黑线行走。红外传感器的发射管发出红外线，由接收管接收。同时，接收的物理量被转化成电信号，经过信号放大电路处理，将信息传递给单片机，进行一定的算法处理，最后根据处理过的信息通过驱动L298n芯片，来对小车的状态进行控制，从而达到驱动小车行走和循迹的目的。循迹时，由于红外线在白色地板和黑线上的反射系数不同，所以可以根据三极管接收红外线的强弱来决定小车的走向，以下是循迹小车可以实现的具体功能： 在白色纸板上沿着2cm宽的黑线行走 能排除中途十字线的干扰，并在终点停车 可以识别并通过锐角弯、钝角弯、直角弯等 可以圆滑的走过弧线形跑道 二、系统方案的选择与论证 1、方案选择 本设计采用五对红外传感器，采用“一字型”分布。中间传感器接收不到反射回来的红外线，而左右各两个传感器能接收到反射回来的红外线，则小车直线前进；当左边和中间（或只有左边）的传感器接收不到反射回来的红外线，只有右边传感器能接收到时，说明小车向右偏离黑色轨道，则小车向左转动；同理，当中间和右边（或只有右边）的传感器接收不到反射回来的红外线，只有左边传感器能接收到时，说明小车向左偏离黑色轨道，则小车向右转动，从而实现自动循迹。本设计中红外传感器离地面垂直距离为2cm，能在没有强烈日光干扰或在有日光灯的房间里，完全能满足探测要求，具有很好的可靠性与抗干扰能力。 2、模块选择 (1)单片机最小系统： STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。 （2）红外探测模块 本模块使用五个红外对管，成一字型排列，能够很好地对黑线进行检测并对小车的状态进行引导。 （3）电源模块 输入12V直流电，输出为5V、6V和12V。为单片机、红外探测模块、电