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1、智能小车实训报告本课题是基于*单片机的智能小车的设计与实现，小车 完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实 现快速稳定的寻线行驶。小车系统以*单片机为系统控制处 理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度 进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程 序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。一、实验目的：通过设计进一步掌握5 1单片机的应用，特别是在嵌入式系 统中的应用。进一步学习5 1单片机在系统中的控制功能，能够 合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。二、设计方案该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据 采
2、集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片 L298N发出控制命令，控制电机的状态以实现对小车姿态的控制。三、报告内容安排本技术报告主要分为三个部分。第一部分是对整个系统实现 方法的一个概要说明，主要内容是对整个技术原理的概述；第二 部分是对硬件电路设计的说明，主要介绍系统传感器的设计及其 他硬件电路的设计原理等；第三部分是对系统软件设计部分的说明，主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计 介绍等。技术方案概要说明本模型车的电路系统包括电源管理模块、单片机模块、传感 器模块、电机驱动模块。工作原理：利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测路面上的 轨迹 将轨
3、迹信息送到单片机 单片机采用模糊推理求出 转向的角度，然后去控制行走部分最终完成智能小车可以按照路面上的轨迹运行。硬件电路的设计1 1、最小系统：小车采用atmel公司的*单片机作为控制芯片，图1 是其最小系统电路。主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下：1、时钟电路：给单片机提供一个外接的16MHz的石英晶 振。2、电源电路：给单片机提供5V电源。3、复位电路:在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。图1单片机最小系统原理图22、电源电路设计：模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息， 加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需 要由电路支持，
4、电源管理尤为重要。在本设计中，51单片机使 用5V电源，电机及舵机使用6V电源。考虑到电源为充电电池 组，额定电压为7.2V，实际充满电稳压后的5V电源供电，舵 机及电机直接由电池供电。3 3、传感器电路：光电寻线方案一般由多对红外收发管组成，通过检测接收到 的反射光强，判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部 分组成，红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电 平输出到单片机。4 4、电机驱动电路：电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部包含4通 道逻辑驱动 电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内 含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准 TTL 逻辑电平信号，
5、可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图 1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器， 形成电流传感信号。L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和 OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输 入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控 制电机的停转。也利用单片机产生PWM信号接到ENA，ENB 端子，对电机的转速进行调节。由于一片L298N可以直接驱动两个电机，但是为了加大驱 动力，我们采用两路并联的方式来驱动电机。软件系统的实现小车循迹规则：若小车偏左的时候，车轮将向右偏转；若小车偏右，车轮将 向左偏转；若没有偏移，小车将继续向前；
6、若小车完全偏离黑色 轨迹，小车后退以寻找黑色轨迹。心得根据本次设计要求，我们小组系统地阅读了大量的资料，并 认真分析了设计课题的需求，还系统学习了 51系列单片机的工 作原理及其使用方法，并独自设计智能小车的整个项目。虽然条件艰苦，但经过不懈钻研和努力，购买到了所有所需 的元器件，并系统的进行了多项试验，最终做出了整个小车的硬 件系统，然后结合课题任务和小车硬件进行了程序的编制，本系 统能够基本满足设计要求，能够较快较平稳的是小车沿引导线行 驶，但由于经验能力有限，该系统还存在着许多不尽人意的地方有待于进一步 的完善与改进。通过本次课题设计，不仅是对我们课本所学知识的考查，更 是对我的自学能力
7、和收集资料能力以及动手能力的考验。本次毕 业设计使我们对一个项目的整体设计有了初步认识，还认识了几 种传感器，并能独立设计出其接口电路，再有对电路板的制作有 了一定的了解，并学会了使用Protel设计电路。本次毕业设计 使我们意识到了实验的重要性，在硬件制作和软件调试的过程中， 出现了很多问题，最终都是通过实验的方法来解决的。还有以前 对程序只是一个很模糊的概念，通过这次的课题设计使我对程序 完全有了一个新的认识，并能使用C熟练的进行编程了。通过 本次课题设计，极大的锻炼了我们的思考和分析问题的能力，并 对单片机有了一个更深的认识。总之，在课题设计的过程中，无论是对于学习方法还是理论 知识，我们都有了新的认识，受益匪浅，这将激励我们在今后再 接再厉，不断完善自己的理论知识，提高实践运作能力。感谢老师在本次实训中对我们的指导。
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