综合电子课程设计----智能循迹避障小车

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1、 1 题目名称：题目名称： 循迹壁障智能小车设计循迹壁障智能小车设计 组员：组员： 班班 级：级： 指导老师：指导老师： 日日 期：期： 2 智能循迹避障小车智能循迹避障小车 摘 要： 利用红外对管检测黑线与障碍物， 并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转 向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控 制。 关键词：智能小车；STC89C52单片机； L298N； 实验目的：通过设计进一步掌握别单片机的应用，特是在嵌入式系统中的应用。进一步学习单 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

2、整个系统。实现控制 小车的循迹和蔽障的功能, 一、方案设计与论证一、方案设计与论证 1.1 1.1 主控系统主控系统 根据设计要求，我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。据此，拟定了以下两种方案并进 行了综合的比较论证，具体如下： 方案一：方案一： 选用一片 CPLD（如 EPM7128LC84-15）作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。CPLD 具有速 度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点，可利用 VHDL 语言进行编写开发。但 CPLD 在控制上较 单片机有较大的劣势。同时，CPLD 的处理速度非常快，而小车的行进速度不可能太高，那么对系统处 理信息的要求也就不会太高，在

3、这一点上，MCU 就已经可以胜任了。若采用该方案，必将在控制上遇到 许许多多不必要增加的难题。为此，我们不采用该种方案，进而提出了第二种设想。 方案二：方案二： 采用 51 单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分 析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势控制 简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址 操作功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。 针对本设计特点多开关量输入的复杂程序控制系统， 需要擅长处理多开关量的标准单片机， 而 不能用精简 I

4、/O 口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D 功能也不必选用。根据这些分析,我选定了 P89C51RA 单片机作为本设计的主控装置，51 单片机具有功能强大的位操作指令，I/O 口均可按位寻址， 程序空间多达 8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是 51 单片机价格非常低廉。 在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用一片单片机，充分利用 STC89C52 单片机的资源。 1.2 1.2 电机驱动模块电机驱动模块 方案一：方案一： 3 采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是 电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。 方案二：方案二： 采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压， 从而达到分压的目的。 但电阻网络只能实现有级调 速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般的电动机电阻很小，但电流很大，分压 不仅回降低效率，而且实现很困难。 方案三：方案三： 采用功率三极管作为功率放大器