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基于52单片机的智能循迹小车的设计与制作 谭世张 哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院 070812班 摘要：以自主设计的底盘为基础，以直流减速电机及其控制电路为驱动，以AT89S52单片机为控制核心，以红外对管为探测系统，加以外围电路组成的智能小车在特定的程序下实现走“8”字及循迹的功能；基于阿克曼原理设计的平面等腰梯形连杆机构及差速器能够实现小车的完美转向；基于52单片机、光耦、L298、稳压器7805的控制电路能够实现对直流减速电机与舵机的整体控制；电路部分与机械部分的有机结合在特定程序下经过多次调试便能实现上述功能。 关键词：AT89S52；L298；直流电机； 平面等腰梯形连杆机构；红外放射式原理 引言： 随着控制技术及计算机技术的发展，智能车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演重要的角色，是以后的发展方向。 智能小车的巡线功能在生产生活中都有着广泛的用途。例如：可以用在大的生产车间的物流系统中，按照预先设定的路线来传输货物；可以用在赛车比赛中能够按照轨道行驶，从而更加安全；还可以用在导航系统中等等。 国内高校间年年举办的机器人大赛大多选择以小车为载体来实现特定功能，小车这种简单而又常见的玩具得到了越来越多的。 随着大学期间知识的积累，所学的东西完全可以在程控小车这个项目上得到实现。 本次设计的简易智能小车采用AT89S52单片机为小车的检测和控制核心，辅以L298、光耦、7805等器件构成的外围电路能够实现对直流减速电机与舵机的控制。随着编程语言的导入，及多次的调试，小车便能实现走“8”字的功能。在此基础上安装红外对管组成的探测系统，可以把反馈的信号送入单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车沿着设置的黑线行驶，便完成了循迹的功能。 本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度上体现了智能化。 1.设计任务 要求：用已有器件设计一个简易智能小车，其行驶路线满足要求。 2.总体设计方案 根据设计任务要求及扩展功能，智能小车是以AT89S52单片机为检测和控制核心，由轨迹探测模块、后轮驱动模块和前轮导向模块及电源模块等四大模块组成。设计如图1所示： 图1 智能小车系统结构模块 2.1轨迹探测模块 该模块采用红外对管GP2A25来检测信号送给单片机，其原理图接线如图2所示： 图2 红外对管引脚接线 红外对管构成的探测系统原理如图3所示： 图3 探测系统电路图 2.2前轮驱动模块 该模块是以平面等腰梯形连杆机构为机械机构，由舵机进行控制驱动。 连杆转向机构及驱动体系的工作的原理框图如图4所示： 图4 连杆转向机构 2.3后轮驱动模块 该模块以差速器为机械基础，由电机来驱动。差速器结构图5所示： 图5 差速器结构图 2.4整体装配图： 有了驱动系统与转向系统，加上其它小车零件，就可以的到如图6所示的程控小车装配图。 图6 整体装配图 3.程序框图： 3.1走8字型程序流程图如图7所示： 图7 程序流程图 其中子函数drive决定舵机的转向转角和电机的转速转向；子函数init0_time是定时器0初始化函数，在设计中使定时器0每100Us中断一次；子函数motor_run决定电机的转速和转向；子函数time0_pwm为定时器0中断服务程序，包括舵机部分、直流电机PWM调速部和较精确延时部分。 2．循迹程序流程图如图8所示： 图8 4.方案的论证与实现 4.1轨迹探测模块 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”——黑线．判断信号可通过单片机控制驱动模块修正前进方向，以使其保持沿着黑线行进。 所用的黑线宽度大约为1 cm，判断黑线的方案采用红外反对管作为传感器，三个红外对管并排放置于小车的前部进行线路跟踪——正常行驶时，中间一个红外对管都应位于黑线之内，而左右两个红外对管应位于白色轨道上。 电开关脱离轨道时，等待外面任意一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶。 4.2后轮驱动模块 小车的