1、 1 智能循迹小车设计与制作智能循迹小车设计与制作 课程设计报告课程设计报告 系系 别：别： 专专 业：业： 班班 级：级： 成成 员：员： 指导老师：指导老师： 时时 间：间： 二一一二一一年年 6 6 月月 3030 日日 2 一、设计目的：一、设计目的： 1、学会智能电子产品的功能设计与任务分析，能进行小型电子产品方案 设计； 2、掌握基于 51 单片机、FPGA 模数混合硬件系统设计和程序设计； 3、熟悉电子信息类企业项目完整的运作过程及管理规范，培养团队协作 能力、沟通能力、创新能力和组织能力。 二、智能循迹小车任务分析二、智能循迹小车任务分析 这是一种基于 STC89C51 单片机
2、的小车寻迹系统。该系统采用两组高灵敏 度的光电对管，对路面黑色(白色)轨迹进行检测，并利用单片机产生 PWM 波， 控制小车速度。测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径。 整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电 机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行 三、智能循迹小车循迹原理三、智能循迹小车循迹原理 该智能小车在画有黑线的白纸 “路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线 的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”黑线。利用 了简单、应用比较普遍的检测方法发光二极管+光敏电阻。 发光二极管+光敏电阻，即利用光线在不同颜色的物理表面具有不同的 反射性
3、质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射白光，当白光遇到白色 地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外 光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。 3 四、智能循迹小车总体方案四、智能循迹小车总体方案 整个电路系统分为检测、控制、显示、驱动四个模块。首先利用光电 对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时 控制，然后显示小车的运行状态，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动， 从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图 1 所示。 图 1 智能小车寻迹系统框图 五、智能循迹小车五、智能循迹小车各各模块模块方案方案 1 1、循迹模块循迹模块设计
4、设计 方案方案 1 1： 用红外发射管：接收管自己制作光电对管循迹传感器。红外发射管发出红 外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射 回的光线则检测出白线继而输出低电平， 若接收不到发射出的光线则测出黑线 继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工 作不够稳定，且容易受外界光线的影响，因此我们放弃了这个方案。 方案方案 2 2： 发光二极管+光敏电阻组成光敏探测器，光敏电阻的阻值可以根跟随周围 环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射 检测 （黑线）检测 （黑线） 软件控制软件控制 控制小车控制小车 显示状显示状态态 4 到黑线上面时，光线发射较弱 。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会 发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。该方案虽 然有明显的光线的车前但灵敏度好。因此我们采用这种方案。 如理图如下： R61 限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比， 但受其极限输入正向电流50mA的影响， 用R1=150
