本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是使用單片機進行智能尋跡小車的設(shè)計資料合集免費下載包括了：畢業(yè)設(shè)計論文，參考資料，尋跡傳感器模塊（傳感器51測試程序：傳感器51測試程序，傳感器51測試程序），L298N電機驅(qū)動模塊程序書，（紅外避障模塊紅外對管：避障傳感器模塊電路圖，傳感器51測試程序，紅外避障模塊使用說明書），智能尋跡小車原理圖，程序。

　　當今世界，自從進入到二十一世紀以后，科技便不斷加速發(fā)展，在各行各業(yè)中，涌現(xiàn)了許許多多的新的科學(xué)技術(shù)，由這些新的科學(xué)技術(shù)帶來的新的科技產(chǎn)品，也逐漸融入到人民的日常生活中，自動駕駛技術(shù)便是其中之一。何為自動駕駛技術(shù)？自動駕駛技術(shù)即為車輛在行駛過程中，無人為參與、自動按照設(shè)定路線行駛，當遇到障礙物時可以自行避開障礙物的無人駕駛車輛。無人駕駛技術(shù)有兩大技術(shù)要點，即為循跡與避障。

　　本文研究一種基于單片機的智能小車系統(tǒng)設(shè)計，本系統(tǒng)以單片機作為控制核心，驅(qū)動電機實現(xiàn)小車行駛，利用光學(xué)傳感器實現(xiàn)小車的循跡行駛，以及避障行駛。本系統(tǒng)采用一種特殊算法，實現(xiàn)小車在不同行駛模式下，具有不同的行駛速度。整個系統(tǒng)無人為參與，極大的提高了系統(tǒng)的安全性，避免出現(xiàn)人為誤操作，造成車毀人亡的事故。

　　隨著微電子技術(shù)的逐步成熟和不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成度也越來越高，在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路等元器件，從而構(gòu)成了“單芯片微型計算機”，簡稱單片機。

　　我國開始使用單片機是從1982年，從開始就得到了迅速的發(fā)展。單片機的發(fā)展趨勢是從1976年Intel公司率先推出8位機MCS-48系列，1980年又推出了內(nèi)部功能單元集成度強的8位機MCS-51系列產(chǎn)品，其性能大大超過并取代了MCS-48系列產(chǎn)品。最早期的單片機都是8位或者4位的，最為成功的是Intel公司推出的8位單片機8031，并且因為其容易開發(fā)和靠靠性較高的特點，獲得了一致的好評。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，單片機進一步發(fā)展，出現(xiàn)了16位的單片機，其性能更為可靠，并得以迅速的發(fā)展。當代的單片機已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于全系列單片機上，作為現(xiàn)在高端的電子設(shè)備中使用。

　　現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將CPU、RAM、ROM、并行和串行通信接口，中斷服務(wù)系統(tǒng)、定時計數(shù)器電路、內(nèi)部時鐘電路集成在一起的芯片上。增強型的單片機還集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PCA計數(shù)器、看門狗、使用方便，因此被大多數(shù)人所接受和使用。

　　步入二十一世紀以后，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，近年來無人技術(shù)越來越滲透到我們生活的各個方面，如無人超市、無人售票、無人駕駛汽車等等，越來越多的行業(yè)開始使用無人技術(shù)，隨著這些技術(shù)的滲透，人們開始解放了雙手，提高了效率，讓生活變得越來越便捷。

　　本文擬研究一種智能小車系統(tǒng)，通過收集市面上各類無人駕駛技術(shù)的信息與資料，構(gòu)建出一種基于單片機的智能小車系統(tǒng)，從而實現(xiàn)循跡與避障的功能。

　　現(xiàn)代社會中，以智能為主題的小車系統(tǒng)的發(fā)展越來越快，技術(shù)也越來越成熟。近年來，無人駕駛技術(shù)這一話題也越來越火熱。由于汽車行駛關(guān)乎我們的人身安全，因此無人駕駛技術(shù)的可靠性、安全性，一直備受人民質(zhì)疑。如果解決安全問題，提高汽車在行駛過程中的安全性，成了我們必須要解決的問題。

　　根據(jù)要求，本文設(shè)計了一種簡單的智能小車系統(tǒng)，本系統(tǒng)只包含循跡與避障部分，目的為簡化系統(tǒng)，減少其他因素干擾，以驗證本系統(tǒng)設(shè)計的循跡避障系統(tǒng)是否符合安全性、可靠性要求。

　　本文確定如下設(shè)計方案：以單片機作為控制核心，驅(qū)動電機實現(xiàn)小車行駛，利用光學(xué)傳感器實現(xiàn)小車的循跡行駛，以及避障行駛。本系統(tǒng)采用一種特殊算法，實現(xiàn)小車在不同行駛模式下，具有不同的行駛速度。整個系統(tǒng)無人為參與，極大的提高了系統(tǒng)的安全性，避免出現(xiàn)人為誤操作，造成車毀人亡的事故。

　　中央控制系統(tǒng)是整個智能小車的系統(tǒng)核心，它負擔著整個系統(tǒng)的信號判斷、數(shù)據(jù)運算以及模塊控制等重要責任，因此，選擇一款可靠的單片機變得十分重要，好的傳感器可以為我們后面的設(shè)計研發(fā)節(jié)省很大時間。為此，有如下幾種方案可供選擇。

　　方案一：

　　選擇STC公司生產(chǎn)的STC89C52RC作為控制系統(tǒng)核心，該單片機從被設(shè)計出到如今已有許多年的歷史，并且該款單片機如今還被應(yīng)用在各行各業(yè)中，其主要參數(shù)為：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16 位定時器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。此款單片機的優(yōu)點為性能穩(wěn)定且價格低廉，但運算能力不強。

　　方案二：

　　選擇ARM公司生產(chǎn)的STM32系列單片機作為控制核心，該單片機主要參數(shù)如下：ARM 32位的Cortex-M3、最高72MHz工作頻率，在存儲器的0等待周期訪問時可達1.25DMips/MHZ（DhrystONe2.1）、單周期乘法和硬件除法。此款單片機的優(yōu)點為運算能力強，但是價格高昂，且外圍電路較為復(fù)雜。

　　對比兩種單片機，我們選擇方案一的STC89C52單片機作為整個系統(tǒng)的控制核心，此款單片機的可靠性經(jīng)受這么長時間的驗證，完全符合系統(tǒng)的要求，并且運算能力足以滿足本系統(tǒng)的要求，外圍電路簡單，因此，選擇此款單片機作為整個系統(tǒng)的控制核心。

　　2.2 電機驅(qū)動系統(tǒng)

　　由于電機運行時需要較大的電流，單片機的I/O口可以提供的電流十分小，只有幾百毫安，因此，我們需要專門的電機驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動電機。根據(jù)要求，我們有如下電機驅(qū)動方案。

　　方案一：

　　利用繼電器對電機進行驅(qū)動，繼電器的特點為以小電流便可控制大電流、大功率電路，因為控制電路與被控電路是分開的，所以被控電路對主控電路產(chǎn)生不了影響。因此利用繼電器驅(qū)動，其優(yōu)點為可以提供大電流，但是其缺點為不夠?qū)崟r，因為繼電器通斷需要時間。

　　方案二：

　　使用ULN2003大功率晶體管來驅(qū)動直流電機，其內(nèi)部為多路達林頓管組成的驅(qū)動陣列，在5V供電電壓下，可直接與單片機的I/O口相連，其硬件結(jié)構(gòu)簡單，而且驅(qū)動原理也十分簡單，易于使用。但由于外圍電路簡單，所以其抗干擾能力較弱。

　　方案三：

　　采用專用電機驅(qū)動芯片L298N來做本系統(tǒng)的驅(qū)動芯片，該芯片內(nèi)部包含兩個H橋驅(qū)動電路，每路可以向外提供2A的電流，可以帶動較大負載。其外圍電路包含了抗干擾電路設(shè)計，使用起來十分穩(wěn)定。其缺點為運行時間過長時，有較大的熱量，因此在使用時，我們需要增加散熱片，來降低芯片溫度，保證期使用年限。

　　通過對比方案一、二、三，最終，我才用方案三中的L298N作為本系統(tǒng)的電機驅(qū)動芯片，使用L298N，既可以保證穩(wěn)定性，又可以保證使用年限。

　　本系統(tǒng)以單片機作為控制核心，驅(qū)動電機實現(xiàn)小車行駛，利用光學(xué)傳感器實現(xiàn)小車的循跡行駛，以及避障行駛。經(jīng)過一系列的安裝與調(diào)試，實現(xiàn)了如下的功能：

　　一、系統(tǒng)上電后，進行開機自檢，檢查各部分部件是否正常，若有不正常部件，則小車不會啟動，直至故障排除。

　　二、本系統(tǒng)完成了兩大設(shè)計功能，分別為循跡與避障。在循跡模式下，小車可以按照預(yù)先設(shè)定的路線進行行車，根據(jù)不同的行車狀態(tài)，小車還會有不同的行駛速度；在避障模式下，小車可以及時躲避障礙物，當前方障礙物較多時，小車會選擇后退，然后左拐，從而躲避這群障礙物群。

　　通過本次的設(shè)計，我學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的知識，提高了我的動手能力，也提高了我的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、以及解決問題的能力。讓我明白，對于無論一個多么龐大的程序，都可以分解成一個個的子程序，每個子程序又可以繼續(xù)細分下去，直到落實到幾條簡單的C語句。而且，盡管程序再多，資料再亂，程序的執(zhí)行都是有先有后的（即程序流程）。另外，良好的程序設(shè)計風(fēng)格可以大大提高程序可讀性和避免很多BUG的出現(xiàn)，即使出錯也很容易調(diào)試。

　　對于本次設(shè)計，還有許多的地方可以改進。對此，我總結(jié)了如下幾點：

　　一、現(xiàn)在無人駕駛汽車有一功能變得越來越火熱，那就是通過移動端來控制汽車的運動狀態(tài)，就像游戲城中的開汽車一樣，通過操控幾個虛擬按鍵，便可以實現(xiàn)汽車的前進、拐彎、以及后退，十分便捷。

　　二、增加語音提示模塊，當小車遇到障礙物時，可以發(fā)出語音提醒，這樣更直觀，更有安全性。