近年来随着计算机产业日益发展,只要生活在现代社会就免不了要与各类电子产品打交道。其中，智能小车就是一个代表性的电子产品，基于智能小车衍生出的各类智能产品遍布人们生活的方方面面。本文是基于单片机的智能小车设计，硬件方面主要由STC89C52RC单片机、LM393红外避障、LM393红外循迹、L298驱动模块和驱动电机组成，要实现的功能是智能小车的循迹、避障和红外遥控。软件方面采用C语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。使用模块化的设计直观的将智能小车的各个部分展示出来方便大家理解并且为后续给小车添加其他功能留有余地。
目 录
一、引言 1
（一）课题的背景及其意义 1
（二）课题研究的内容 1
二、系统方案设计 2
（一）总体设计 2
（二）小车功能介绍 2
三、单片机介绍 4
四、 系统的硬件设计 5
（一）最小系统设计 5
（二）电机控制电路 7
（三）红外信号检测电路 8
（四）报警电路 11
（五）显示电路 11
五、 系统的软件设计 11
（一）主程序设计 11
（二）循迹子程序设计 12
（三）避障子程序设计 13
六、 实物的制作与调试 13
（一）实物的制作 13
（二）实物的调试 16
结论 19
参考文献 21
附录 22
一、引言
（一）课题的背景及其意义
随着现代计算机技术的深入发展，智能化已经成为未来社会可预见的重要发展方向，在国内外都非常重视这方面，在我们走向智能社会的现在智能车作为智能化的代表之一，在日常生活中为大众所熟知。
上世纪70年代左右，美国开始研究无人驾驶汽车，尝试将其运用于军事、道路、城市中，试图在这一领域取得成果；20世纪80年代早期，美国国防部将大量资金投入自动陆地车辆(alv)的研究，并在这一领域取得了较多的成果。
同时，欧洲各国不甘落后，紧随其后在距离控制、视觉传导、环境信息收集、传感器开发兼容等方面 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072^ 
的研究也取得了很多有效的结果。例如，通过“智能车速适配(isa)”来提高驾驶车辆的安全保障性能，以补充道路标志、GPS定位、车辆导航地图等综合信息，完成驾驶车辆的自动导航和自动化操作。
我国落后西方国家十年开始研究智能车，但经过几十年的追赶，也取得了一些成果。1992年，国防科技大学成功开发了国内首辆无人驾驶车，此后在这个方面我国不再空白。例如清华大学研发的擅于在各种路面行驶的清华V型智能车；同济大学开发无人驾驶型时速50km/h的清洁能源智能车等。
智能车到现在为止在各个领域都显示了它的价值。
在石油化工领域，智能车可以用来检测工业管道中的各类安全隐患，为工人创造更好的工作环境；在道路桥梁领域，智能车可以代替大量人工进行道路巡逻、检测等工作，解放人力，提高工作效率；在水利领域，智能车可以定期检查堤坝、监控水文环境等；另外，智能车可以有效完成援助灭火、灾后生命搜寻、救援等工作，为保障人民的生命财产安全提供更有效的帮助。
现在，由于技术、价格、材料等原因，智能车的运用并不是那么广泛，但是随着未来、时代的发展和技术的进步，智能车一定会渗透到社会各方面，给人们带来更多的便利。
课题研究的内容
本研究的课题是，主要使用STC89C52RC单片机作为主控制芯片，通过线连接单片机的IO口和智能小车的各模块，实现智能小车的跟踪、避免障碍、红外远程控制功能。智能车的基础部分由单个机的最小系统和电机控制模块构成，该部分主要实现智能车的启动和停止功能，在这个基础上添加循迹模块、避障模块和红外遥控。通过C语言编程定义相应的IO口的作用并实现循迹模式、避障模式和红外遥控模式下智能小车的控制，确保在不同模式下小车能够实现对应的功能。这个课题算是对学校两年学习的一个总结，其中不论是硬件方面的核心单片机还是用C语言编程的程序都是在学校系统学习过的知识。
二、系统方案设计
总体设计
图1是小车整体的设计框图，正文中智能小车车轮的左右两侧分别由一个马达驱动，单片机通过电机驱动模块控制两个车轮的旋转数的停止，达到控制小车前进方向的目的，后轮为万象轮，起到辅助支撑的作用。智能车的不同功能通过切换不同的模式来实现，模式一是循迹模式，模式二是避障模式，模式三是红外遥控模式，小车要求具体如下：
（1）实现智能小车红外循迹功能、红外避障功能、红外遥控功能。
（2）能够控制智能小车前进、后退、暂停、左和右。
（3）用STC89C52RC单片机控制，通过按下按键来控制智能小车转换不同模式，数码管显示“1”时，小车属于红外循迹模式；数码管显示“2”时，小车属于红外避障模式；数码管显示“3”时，小车属于红外遥控模式。


图1 总体设计框图
小车功能介绍
1.循迹模块
小车的循迹模块安装在车身正下方。当循迹模块左侧红外传感器检测到黑线时，按照预定程序中枢芯片控制左边电机旋转速度降低，此时因为左右两边车轮转速不一样导致小车向左纠正，当右侧红外传感器检测到黑线时同理，中枢芯片发出信号控制右边电机转速，小车向右纠正。
2.避障模块
避障的原理和循迹类似，在车身的上方PWM调速模块旁左右各装一个带光电对管的避障模块，当红外线探查到障碍物时避障模块反馈信息给单片机，主控芯片给出信号，蜂鸣器响，且这时主控芯片会根据烧录好的程序自动判断出前方道路的情况并控制小车向没有障碍物的方向前进。
3.红外遥控模块
红外遥控模块由遥控器和红外接收端组成，是一个1非常简单的模块。原理是遥控器向红外接收端发出命令，红外接收端接收命令传入控制芯片，由控制芯片操控小车完成命令。
主要元器件选择
1.单片机
单片机作为整个系统的核心，负责操控智能小车，实现既定的目标。在实现智能小车智能控制方面，单片机表现出诸多优势，例如操控简单便捷；单片机资源丰富有较强的控制功能和位置搜索功能，且价格亲民。
本设计需要用到的电路连接口比较多，是复杂的多开关量输出程序控制系统，在这个前提上需要能够处理多开关量的主控芯片。主控芯片不需要数字模拟转换功能，也不能用I/O口简单数量少和程序存储器容量不大的小型微控芯片。在上述条件中，只有51系列单片机符合条件，对位地址空间有丰富的位操作指令，I/O口可以按位地址，且用户的程序存储空间，可以达到8K，对本设计的要求可以完美实现且留下留有富余。因此，选择这个方案是比较合理的。

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