循迹避障小车电子设计大赛方案书..doc

避障循迹智能小车方案书 队名 疾风PRO 队长 队员 目录 摘要 3 第1章 设计要求与方案论证 3 1.1 设计任务与要求 3 1.2 设计方案论证 4 1.3 设计原理 5 第2章 系统硬件电路设计 6 2.1 系统总体设计 6 2.2 模块设计分析 7 第3章 系统的软件设计分析 12 3.1 总程序流程图 12 3.2 程序子模块设计 13 第4章 调试与测试 13 4.1 调试过程中遇到的问题与解决 13 第5章 小车实物图 14 第6章 结束语 15 6.1 小组分工 15 6.2 项目进度表 15 6.1 心得 16 ★ 参考文献 附录 一（元件清单） 附录 二（程序清单）摘要 本课题是基于STC89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够避开赛道上的两块挡板，并在之后自主识别黑色引导线且根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以STC89C52单片机为系统控制处理器；采用红外传感器获取挡板和赛道上黑线的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 任务及要求与方案论证 1.1 设计任务与要求 1.1.1 设计并制作一个避障循迹小车，其行驶路线示意图如下： 1.1.2 机器人从起点出发，在绕过两个挡板障碍物之后，自动寻找在地上的黑线，并能跟随黑线的轨迹行走顺利地到达终点。 1.1.3 能显示机器人行驶的时间，里程，速度等其他功能。 1.1.4 机器人一旦启动后，不得人为干预其行驶，机器人须在8分钟内抵达终点，机器人冲进禁区，需重新从起点开始，时间累加，每支队伍有3次机会进行避障寻轨，取最短时间计入最终成绩，机器人长不小于15cm，宽不小于10cm 设计方案论证 1.2.1 单片机选择方案 方案:用可编程逻辑器件（PLD）实现。这种方案与前一种相比，可靠性增加，同时可以很好的完成的功能。这种方案只能选用数码管显示，显示的效果不够理想，无法很好的完成扩展功能的要求，系统的灵活性不够。 方案:采用89C52单片机作为系统的控制核心。来实现，。由于使用了单片机，整个系统可编程，系统的灵活性大大增加了。另外，本方案可以方便的实现其他功能的扩展。 经过以上的比较论证，选用方案三来完成项目设计的要求。方案一： 方案二：经过以上的比较论证，选用方案三来完成项目设计的要求。方案一：使用多个数码管显LED数码管是利用二极管发光显示数字和字母，具有亮度大、接口设计比较容易，价格相对较便宜等优点。但是由于它工作电流较大、不能显示汉字，显示的信息量有限，若在此题目中应用就会受到很大的限制。 方案二：采用液晶显示液晶特别是具有显示功能的液晶显示器，来实现显示功能，不仅可以实现基本的显示信息，而且可以显示丰富的符号指示信息以及文字指示信息，信息量丰富且直观易懂。而且液晶显示有功耗低，体积小，重量轻，寿命长，不产生电磁辐射污染等优点。系统采用方案二，设计选用这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限 系统硬件结构框图 2.2 模块设计分析 2.2.1 避障传感器模块 漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。 漫反射开关检测原理图 我们所选择的漫反射关电开关的检测距离可达30cm，其抗干扰的能力强，可进行可靠的避障。 2.2.2 循迹传感器模块 反射式光电传感器是经常使用的传感器。我们采用的红外发射接收管对价格便宜、体积小、使用方便、质量可靠、用途广泛。 在黑线检测的测试中，，4．8V ，若检测到黑色区域，，0V， 传感器的安装正确选择检测方法和传感器件是决定循迹效果的重要因素，而且正确的器件安装方法也是循迹电路好坏的一个重要因素。从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹的可靠性，具体位置分布如图3所示。 图3 红外探头的分布图 图中传感器其中与考虑到小车由于惯性过大偏离轨道，，提高了小车循