论文总字数：18212字

摘 要

Abstract 4

1. 绪论 5

1.1智能轨迹小车的意义和作用 5

1.2智能小车的现状 6

1.3课题研究的主要内容 7

2 设备方案设计与总体设计 8

2.1系统基本组成 8

2.2整体方案 10

3.硬件设计 11

3.1总体设计 11

3.2单片机最小系统设计 11

3.2电机驱动模块 13

3.3循迹模块 15

3.4 超声波测距模块 15

3.5 红外接收模块 16

4.软件设计 17

4.1 主程序框图 17

4.2 电机驱动程序 18

4.3循迹模块程序设计 18

4.4 避障模块程序设计 19

4.5超声波测距程序 19

5.调试与功能实现 20

5.1硬件测试 20

5.2 软件开发环境 20

5.3软调试 21

5.4 调试结果 21

5.5实物图 21

6 结论与展望 22

6.1 结论 22

6.2 展望 22

参考文献 24

致 谢 25

附录 源代码 26

摘 要

传统的模型车智能一直前进，无法避开障碍物或者沿着指定路线走，且操作十分的不灵敏，遇到障碍物也无法识别。为此，本文主要设计了基于51单片机的智能循迹避障遥控小车的控制方法和实现。主要采用STC89C52单片机作为小车的控制核心；采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，采用超声波模块测距来检测障碍物，红外遥控器来遥控小车。经数次的实验，小车能准确的识别路径和前方的障碍物，达到了设计要求。采用单片机控制小车，便于实现各种功能和算法，提高了设计效率，能满足实际应用要求。

关键词：STC89C52，光电转换， PWM ，电机控制

Abstract

The traditional car need remote control operation, and the operation is very not sensitive, they are unable to identify the obstacles encountered. Therefore, this thesis focuses on the designand implementation of intelligent tracking control method of 51 single obstacle avoidancebased on car. Using STC89C52 microcontroller as the control core of the car; using TCRT5000 reflective infrared sensor switch as car tracking module to identify the white roadcentral black guide line, collecting signal and converts the signal into digital signal can beidentified using MCU; driver chip L298N constitute the double H bridge DC motor control,ultrasonic ranging module. After several experiments, the car can identify the path andobstacle ahead accurately, meet the design requirements. Using SCM to control the car, to facilitate the realization of various functions and algorithms, improve the efficiency of design,can meet the requirements of practical application.

Keywords: STC89C52；photoelectric conversion,；PWM,；moter control

绪论

1.1智能轨迹小车的意义和作用

随着社会生活水平的不断增高，家家户户都至少有一辆车，越来越多的人出行都是使用自家车。这就造成交通压力越来越大，拥堵的情况时常发生。与此同时，车祸的发生率也大大增加。汽车产生的污染越来越严重，生活环境不断变差，温室效应越来越严重。汽车增多导致石油需求增加，能源压力越来越大，跟严重的是可能会导致国际动荡。

随着这些问题的出现，各国都在努力寻找方法来解决这些问题。智能车被各国看好，已经在努力研究了。智能车就是在普通汽车基础上加入传感器以及相应的执行系统。智能车最初只能用于辅助驾驶员行驶，通过传感器感知的信息提醒和帮助驾驶员更好行驶。智能科技在不停进步，可以想象在不久将来可以达到无人驾驶。智能车的优势让科学家看到了解决尾气污染、交通问题的希望。

在交通方面，智能车可以减少环境污染，减少人力资源，可以缓解交通拥堵问题，如可以利用雨水来清洗玻璃，可以通过智能雨刷自动感应雨水量，及时启动和停止。另一方面智能车使驾驶员在行驶过程中轻松许多，驾驶员可以更舒服的在车里，降低驾驶员的操作要求。同时也起到一定的保障，如可以检测驾驶员的眨眼状况来判断驾驶员是否瞌睡，还可以通过自动感应障碍物来及时减速或刹车，遇到事故或意外可以直接发送求救信号或报警。使用智能车可以选择最佳路径，减少了碳排放量，减少普通车辆的使用。

智能车可以用来采集数据，登月智能机器人就是智能车，可以代替人去收集数据，直接检测分析数据，人只需远程遥控就可以了。不仅安全，而且节约人力资源，降低成本。智能车可以在行驶过程中采集周围的环境信息，来告诉驾驶员选择最好的行车速度，碰撞警告等。还可以使驾驶员在合乎交通法下安全行驶，可以通过网络信息，收集到道路信息，选择出最短最佳路况的路线。

智能车可以改善现在交通基础设施，影响相关自动化产业的发展。汽车在将来会成为生活必需品，智能车的发展会体现一个国家的智能科技水平，也体现了一个国家生活需求水平。虽然智能车现在不能实现全面商用，但是随着科技不断发展，智能车的成本会越来越低，终会有一天全面使用。现在我国交通基础设施还不够完备，交通管理上经验还很少，只能监视，但是在远距离控制上还略显不足。我国交通环境差，交通拥堵、车速低、车况差、车技术性能低等各种情况，发展智能车十分有必要。

1.2智能小车的现状

在现在自动化技术不断发展情况下，智能车以及在此基础上开发自动化物流运输。智能车作为未来生活的必需品，渐渐成为国家经济科技生活水平的重要指标。智能车的全面实施需要配套的交通基础设施，带动其他行业发展。智能车需要有专门的驾照，不同于传统的管理方法和理念，需要有专门的管理机构，不断的改善我国的交通管理机构，也为将来全面实施智能车做好准备。虽然现在的部分汽车已经带有一些人工智能，但是这样的车只存在于一些高端的汽车上，普通民众对这样的大都没驾驶过或者体验过，需求量少，但是我国汽车厂商依然投入大量精力不断研究。驾驶的智能车在目前市场条件下无法全面使用，但是方向是在朝着这样发展，现在可以将一些研究成果提前运用在不同的领域，不断发展才能在未来处在一个相对领先的地位。

在国外，智能车的发展十分受重视。在德国汉堡一家公司制造出一辆名为“shelley”无人智能车，主要用的是先进的激光传感器技术，可以在复杂的城市交通环境中自主驾驶。2010年，意大利帕尔玛大学研究的无人车横跨大洲，共1.3万公里。近几年，丰田和奥迪都智能车积极研究无人车。

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