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设计说明书
《科学实践》课程设计
设计题目
所 在 系 信息与机电工程系
姓 名
学 号
指导老师 郑志聪
专业年级 电气工程及其自动化 2009级
2018年5月19日
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;红外对管
引言
智能小车的意义和作用
自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶 金、交通、宇航不断提高，并且迅速 地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造 能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。
随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感 器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系 统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技 术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的 目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或 CCD目前的CCD已能做到自动聚 焦。但CCD专感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰 图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。
机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感 知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车 <AVG —auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动 避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相 应的执行动作。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感 器检测部分、执行部分、CPU机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等 功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路 线，并检测到障碍物自动躲避。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般 不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以舍弃昂贵的 CC传感器
而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由 直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向和速度。单片机驱动直流电机一 般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有 PW功能的单片机，这 样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟 PWB出调制，需要占用单片机资 源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选 择第二种方案。CP使用STC89C5单片机，配合软件编程实现。
智能小车的现状 现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可 实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能。我此次的设计主要 实现循迹避障这两个功能。
一 方案设计与论证
根据要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测 器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至 单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控 制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精 度高，可满足对系统的各项要求。
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：
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勺处理速度非常快，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，在这一点上， MCIM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。
采用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