循迹小车的设计与制作

word文档word文档可自由复制编辑`毕业设计（2014届）题目：循迹小车的设计与制作完成日期：年5月20日HebeiVocational&TechnicalCollegeofBuildingMaterials河北建材职业技术学院word文档word文档可自由复制编辑摘要AT89S52单片机是一款八位单片机实现电动小车的自动寻迹。本系统以设计题目的要求为目的，采用AT89S52单片机为控制核心，利用电动小车前面的红外线传感器检测道路上的轨迹，将路面信息转送给AT89S52，AT89S52根据信息作出反应控制电动机转动，从而控制电动小汽车按照路上的轨迹行驶。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。小车采用的技术主要有传感器的有效应用和AT89S52芯片的使用。有很多功能可以继续扩展，值得就一步学习和研究。关键词:AT89S52红外线传感器直流电机wordword文档可自由复制编辑目录引言.................................................................................1方案设计与论证.....................................................................1.1电动小车模块......................................................................1.2控制模块..........................................................................1.3传感器模块........................................................................1.4电源模块..........................................................................2硬件设计...........................................................................2.1主要元器件的介绍..................................................................2.2模块介绍..........................................................................2.3整体方案..........................................................................3软件设计...........................................................................3.1程序设计..........................................................................3.2利用proteus进行软件仿真..........................................................3.3制作电路图和PCB板图............................................................总结.................................................................................致谢.................................................................................参考文献.............................................................................附录1C语言程序.....................................................................附录2电路图和PCB板图..............................................................word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑

线传感器在黑色物体时，黑色物体吸收大量红外线，反射少量红外线，红外线接收其不足以导通，输出信号为线传感器在黑色物体时，黑色物体吸收大量红外线，反射少量红外线，红外线接收其不足以导通，输出信号为1。当红外线传感器在白色物体上时，白色物体吸收的红外线少，反射的红外线少，红外线接收器导通，输出信号为0。因此本设计采用红外线传感器模块与有黑线的路面组合使用。图2.4红外线传感器的应用电路2.2模块介绍2.2.1车头传感器模块图2.5车头传感器模块本系统共设计三个红外线传感器固定在底盘前沿，贴近地面，分别放置在电动车车头的正前方、左下方和右下方两。正常行驶时，发射管发射红外光照射地面，光线经白纸反射后被接收管接收，输出高电平信号；电动车经过黑线时，发射端发射的光线被黑线吸收，红外线红外线接收器发射器VCCR21K5R1220GND输出信号右下方传感器左下方传感器正前方传感器输出信号接收端接收不到反射光线，传感器输出低电平信号。正前方的传感器用于检测障碍物。见图接收端接收不到反射光线，传感器输出低电平信号。正前方的传感器用于检测障碍物。见图2.5所示。图2.6电动小车模块2.2.2电动小车模块电动小车由两个直流电机与其驱动芯片组成。一左一右位于小车前端两边。电机通过齿轮组带动轮胎。后端是用于平衡的轮胎。小车电动机模块如图2.6所示2.2.3控制模块(1)时钟电路AT89S52虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。AT89S52单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式，即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择。电容值无严格要求，CX1、CX2可在20pF到pF100之间取值。所以本设计中，振荡晶体选择11.0592MHZ，电容选择30pF。(2)复位电路AT89S52的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过在每个机器周期的对复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现L9110L9110控制信号电动机加轮胎电动机加轮胎MM的。只要的。只要VCC的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。时钟频率用11.0592MHZ时C取10uF,R取10KΩ。本设计就是用就是最简单的上电复位。控制器模块如图2.7所示。图2.7控制器模块2.3整体方案小车的寻迹原理是当左侧传感器在黑线上时，传感器输出高电平，在白色地板上时输出低电平。电平信号进入单片机P3.5口，同理右侧传感器将电平信号传送到单片机P3.7口。单片机通过P0.0和P0.1口控制左电机组，通过P0.2和P0.3口控制右电机组。当正前方传感器检测出小车前方有物体阻挡时，正前方传感器输出低电平信号到单片机的P3.6口，单片机控制小车行动。整体硬件示意图如图2.8所示。当左右传感器都在黑线上时，单片机控制左右电机同时一同速度正向转动，小车向前行驶。当左侧传感器在黑线外，右侧传感器在黑线上，单片机控制右侧的电机停止（或反向转动），左侧的电机正向转动（或停止）来控制小车向右转。当右侧传感器在黑线外，左侧传感器在黑线上，单片机控制左侧的电机停止（或反向转动），右侧的电机正向转动（或停止）来控制小车向左转。从而来实现小车的自动寻迹。当正前方的有物体阻挡时，单片机控制小车停下来。AT89S52R110KC130pfC230pfC310ufZ11.0592VCCGNDTXAL1TXAL2RES车头传感器模块控制器模块P3.5P3.6P3.7P0.0P0.1P0.2P0.3左下方传感器正前方传感器右下方传感器AT8S952电动小车模块左电动机组右电动机组图2.8小车整体示意图3、软件设计3.1程序设计程序要的任务是，让单片机查询传感器模块发出的路面信号，根据信号作出反应，控制电动机工作实现自动寻迹。其程序流程图3.1所示。图3.1程序流程图3.1.1程序的模块化设计在进行微机控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。因此，软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。为了完成要求设计，在进行软件设计时，通常把整个过程分成若干个部分，每一部分叫做一个模块。所谓“模块”，实质上就是所完成一定功能，相对独立的程序段，这种程序设计方法叫模块程序设计法。模块程序设计法的主要优点是：（1）单个模块比起一个完整的程序易编写及调试；初始化前方是否有障是否检测到黑是否偏离黑行驶停停NN