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06-17
摘要：这款智能小车采用了简单明了的设计方案。
通过跟踪传感器模块（由光电晶体管和红外光电二极管组成）识别黑线路径，然后通过STC89C52单片机控制LN电机驱动模块来控制两个直流电机，最终完成小车的跟踪。
设计的轮式移动机器人可以沿着黑色路径自主行驶。
它不仅具有机械本体、直流电机驱动器、检测传感装置和控制器，而且还是一个可重复编程、自动控制、类人操作、立体化的机器人。
该空间完成电子自动化生产设备的灵活移动。
关键词：智能电动汽车；单片机；自动控制 1智能循迹小车总体设计方案 1.1总体设计方案 1）根据设计要求，确定控制方案。
2）利用Proteus设计合理的硬件原理图。
3）画出程序流程图并使用C语言进行编程。
4）将元件焊接在穿孔板上，然后将程序烧录到单片机中。
5）进行调试，实现控制功能。
1.2总体控制方案的确定 图1为智能循迹小车的系统控制框图。
黑色引导线是小车跟踪的目标。
跟踪传感器检测目标轨迹，然后将获得的信息反馈给微控制器进行处理。
处理后，单片机向电机驱动器发送控制信号，控制两个直流电机，从而保证小车能沿着预定路线正确行驶。
此设计使用两节 3.7 V 可充电电池为整个系统供电。
主控芯片为STC的89C52，直流电机驱动模块为LN。
可以改变芯片控制端的输入电平，采用TTL。
控制完成电机的正反转和停止操作。
光敏电阻用于形成光敏跟踪传感器。
这就形成了一个带有反馈信号的系统，如图所示。
2 系统硬件设计 2.1 单片机电路设计 单片机内部包括ROM、RAM、定时器、计数器、中断系统等。
在设计单片机的硬件电路时，由于单片机的内部单元不能完全满足系统设计的需要，必须对其进行必要的扩展，添加相应的外设，如D/A、A/D转换器、键盘、显示器等，以满足我们的需要。
本设计采用STC公司的产品STC89C52单片机。
？停止振荡，导致电路不能正常工作。
本文采用两个30pF电容来起到并联谐振的作用。
这使得一个机器周期大约为 1μs。
2.1.2 复位电路 89系列单片机将复位信号从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中。
本文使用电容值为10μF的电容器和电阻值为1kΩ的电阻。
单片机上电后，会对电容进行充电，RST会保持一段时间的高电平。
同样，如果在微控制器运行时按下复位按钮，RST 引脚将保持高电平。
这就是单片机的上电和复位操作。
2.2 光电传感器模块 光电传感器跟踪电路原理图如图2所示。
跟踪传感器工作原理：信号端检测信号输出。
当传感器检测到黑轨时，光电传感器发出的红外线会被黑轨吸收，导致反射回来的能力非常微弱。
晶体管不导通，信号端输出高电平。
电平，所以发光二极管熄灭；当传感器检测到白线时，与黑线相反，光电传感器发出的红外线被白线强烈反射回来，光电三极管导通，信号输出低电平，从而发光。
二极管亮起。
将程序烧录到单片机后，小车就可以根据编写的相应程序执行跟踪功能。
当汽车正常前进时，左右两侧的传感器会产生两个低电平。
当汽车向右行驶并偏离黑线时，左侧传感器将产生高电平。
反馈给单片机处理后，单片机就会向小车发出信号，小车就会左转。
当小车向左行驶并偏离黑线时，同理，右侧传感器产生高电平，小车右转。
这样车子就不会偏离黑线了。
当两侧光电传感器输出的信号同时为高电平时，即单片机判定均为高电平时，小车停止前进。
2.3 电机驱动 本设计采用LN电机驱动芯片来控制两个12V直流电机。
LN是ST公司的产品。
内部包含4通道逻辑驱动电路。
是两相、四相电机专用驱动器。
它是一款包含两个 H 桥的高电压大电流双全桥驱动器。
它接收标准TTL逻辑电路。
平坦信号，可以驱动46V和2A以下的电机。
引脚1和15可以单独连接到电流采样电阻，形成电流传感信号。
2.3.1 电机驱动原理 图3为直流电机与驱动芯片的接线图。
它在原来的基本H桥电路上增加了四个二极管来保护电路。
一个“使能”导通信号连接到四个与门，这样我们就可以通过这个信号来控制整个电路的开关。
采用上述方法，电机的运行只需要通过三个信号来控制：一个使能信号和两个方向信号。
如果DIR-L信号为“0”，DIR-R信号为“1”，使能信号为“1”，则晶体管Q1和Q4导通，电流从左到右流过电机。
正确的;如果DIR-L信号变为：“1”，并且DIR-R信号变为“0”，则Q2和Q3将导通，电流将以相反方向流过电机。
2.3.2 小车运动逻辑 如表1所示。
3 系统软件设计 本设计采用Keil软件，采用C语言编写程序。
软件烧录： 第一步：安装并运行STC_ISP_V软件； 第二步：点击MCU Type栏中的倒三角选项；选择对应的单片机型号STC89C52RC。
第三步：点击Open Program File选项，选择编译好的HEX文件。
第四步：打开设备管理器找到下载端口，选择对应的COM端口，点击“点击下载/下载”。
将出现一个对话框。
它正在尝试与微控制器握手。
请先上电，再给单片机上电，烧录。
结束。
软件设计系统的主程序流程图如图4所示。
部分系统程序附录如下： 4 结论 本次设计的内容主要是智能汽车的跟踪系统。
设计的小车使用四个光电传感器来检测跟踪路线，同时融合获得的数据。
得到如下结果： 1）在外部环境不发生变化的情况下，小车可以正常沿着预设轨迹行驶。
2）数十次测试证明，当传感器呈M形布局时，很容易产生不稳定的振荡信号，影响汽车行驶时的稳定性。
然而，M形布局最适合检测弯道较多的车辆。
弹道。
由于传感器排列成M形，因此它们不在同一直线上。
这样的话，当汽车转弯时，左右后部的传感器就会有更大的采样空间，而两侧前部的传感器对于采集到的信号会有更好的预见性。
。
整个布局有利于提高赛车在弯道中的速度。
3) 汽车保留了扩展功能。
汽车在完成预期功能的前提下，预留了一些软硬件接口，并保留了一定的扩展功能。
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