关于智能小车的调研报告

第一篇：关于智能小车的调研报告

调研报告

中国是一个玩具车生产大国，但并不是一个玩具车生产强国。缺乏规模大的玩具车生产商，缺乏玩具车开发人才，缺乏品牌效应是最大的问题。尽管中国玩具的出口量很大（全球75％的玩具车在中国生产），但这些玩具车基本上是以OEM的形式进入国际市场的。因此，应提高中国玩具车产业的生产工艺，主动占领世界玩具车产业的制高点，提升中国玩具车产业的核心竞争力，打造中国玩具的自有品牌是中国玩具车业的当务之急。

一、调查目的：

了解玩具车倒车系统在国内外的发展现状和发展前景。

二、调查项目

1、国内玩具车所用的品牌,价格。

2、用户对汽车倒车雷达系统的了解程度和消费心理

三、调查对象：玩具汽车汽车制造商，玩具汽车使用者和潜在购买者，玩汽车配件经营者。

四、调查日期：2010年12月到2011年2月。

五、调查的基本情况：

（一）倒车雷达系统以及国内市场特点。

1、玩具车倒车雷达产品技术发展情况

倒车雷达由超声波传感器、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。

倒车雷达按提示方式可分为数码显示、液晶、后视镜、可视雷达、语言和声音提示几种；目前使用较多的倒车雷是数码显示、液晶显示和语音三种提示功能的倒车雷达。按信号的接收方式倒车雷达又可分为无线传输和有线传输两种。无线倒车雷达是近年来随着无线传输技术的应用快速发展起来的新一代产品，就产品本身功能上来说，与有线倒车雷达的基本相同，没有什么突破，但该类产品最突出的卖点是在具有有线倒车雷达相同功能的前提下，在安装过程中避免了对汽车内饰结构改动而导致的破坏，缩短等候时间，因此该类产品严格意义上来说是一种意识创新、观念创新、服务创新的新产品。

2、我国玩具车市场的特点。

近年，随着世界经济形势的变化，以及国家加工出口贸易政策调整的出台和落实，单是依靠接外国企业的加工贸易订单和贴牌生产，已经不能适应当前形势和企业的发展要求。许多企业家意识到要自主创新、自创品牌，企业才能更好地发展。同时前景广阔的内销市场，也吸引了不少企业进入，他们都在探索出口和内销“两条腿走路”的模式，以减少对海外市场的依赖。这一点，在每年一届的广州国际玩具及模型展览会上有非常明显的体现。

（二）国内玩具车市场状况

1、玩具车市场前景

中国的电动儿童玩具车在经过了很多年的市场培育和宣传后，同时现在随着技术的不断的发展，新产品的不断出现。

下面我们看一下海关的数据，在海关出口商品儿童玩具编码产品“其他带动力装置的玩具及模型”中，电动儿童玩具车占的比例相当高，据广东省玩具协会分析，电动儿童玩具车在这编码的商品中占的比例在70%左右。由此可以看出，在未来的几年内，电动儿童玩具车将有很大的发展空间，其中主要的原因如下。

首先是家庭轿车的普及带动玩具模型车市场，现在我国轿车家庭普及率在城市只有10%左右。随着家庭轿车的普及，车的概念不断深入孩子们的脑海中，因此会带来比较大的需求，同时也是由于家庭轿车的普及，也将会带动相关玩具模型车市场的扩大，而现在按比例生产的电动儿童玩具车已经成为玩具发烧友的收藏。

第二个原因是文化创意将推动儿童玩具车市场进一步扩大。儿童玩具是形象创意重要的衍生品。

最后一个原因是儿童玩具市场需求是弹性的，儿童玩具商品有它的自己的特性，与其他的商品有着一定的区别，儿童玩具的市场需求是弹性的、同时又有着极大的拓展空间，并不是就像人们常说的市场蛋糕，一方吃多了另一方就减少。

因此现在国内的电动儿童玩具车的市场的空间还是比较大的，还有着很大的市场前景，在这种情况之下，国内的儿童玩具的生产企业要根据自身的实际情况，做好市场调查工作，然后开发出适合自己的电动儿童玩具车产品，相信会有一个比较的市场空间。

2、使用者的消费需求

中国社会调查事务所（SSIC）调整显示，娱乐性玩具最受消费者欢迎，占总比例的42％，其次是教育性玩具，占39％。据调查，除了传统的军棋、象棋、围棋、跳棋、风筝外，成年男士比较喜爱电脑智力型玩具；而成年女士则喜欢高档精美的装饰性玩具，材质包括木、泥、瓷、绒、布等种类，如布娃娃、毛绒娃娃、木制玩具和小动物和长毛狗等等；中年人则会选购消遣性、轻度运动型玩具；而老年人则较喜欢各种观赏型玩具、小动物玩具、娃娃玩具等。

在玩具市场，尤其是国内玩具市场，99％生产儿童玩具，儿童玩具几乎一统天下，成人玩具几乎一片空白。而在美国，40％以上的玩具是专门为成人设计制造，而且有公司专门生产成人玩具。中国社会调查事务所最近的一项调查表明，64％的消费者表示如有条件，可以考虑购买适合自己的玩具，其中33％的成人认为自己喜欢并愿意购买玩具。成人玩具市场潜力巨大！

六、对于调查结果分析：

（一）市场广阔，市场层次格局凸现。

目前国内电动玩具车市场竞争格局 中国是世界最大的玩具生产国，从事电动玩具车生产的企业不少，但相当多的企业是加工贸易企业。目前拥有主牌品牌且品牌在市场有影响力、知名度的企业还不多。不过，尽管国内有自主品牌知名度高的电动玩具车生产企业还不多，但实际上，这不多的企业在产品细分市场上，已经出现一些企业的产品主导该市场的情况，市场已形成“群雄割据”态势。因此，想开拓国内市场的外资企业、或者加工出口贸易企业需要认识这一点。

（二）玩具车无线倒车系统市场中独树一帜

无线倒车雷达虽然早在前几年就已出现，目前主要使用在玩具车，汽车中，而且以原装和赠送为主，但由终端市场目前还没有较好地推广，而在用户调查中，无线倒车雷达无论是在玩具车还是汽车中都广泛的使用，所以未来几年无线倒车雷达在国内市场和国外市场有相当大的发展空间。

第二篇：智能小车设计报告

机器人控制技术

实验设计报告书

题

目：基于STC89C52的智能小车的设计 姓

名：李如发 学

号：073321032 专

业：电气工程及其自动化 指导老师：李东京 设计时间：2010年 6 月

目

录

1.引 言..............................................1 1.1.设计意义......................................1 1.2.系统功能要求..................................1 1.3.本组成员所做的工作............................1 2.方案设计...........................................1 3.硬件设计...........................................2 4.软件设计...........................................7 5.系统调试...........................................7 6.设计总结...........................................8 7.附 录A；源程序.....................................8 8.附 录B；作品实物图片...............................10 9.参考文献..........................................11

16×16点阵LED室内电子显示屏的设计

单片机原理及应用课程设计

基于STC89C52的智能小车的设计

1.引 言

1.1.设计意义

本智能小车的设计，首先针对大学所有学习的知识是一个很好的回顾和总结。此智能小车是基于单片机所设计的，具有自动寻迹能力，在实际的很多方面有应用。当我们进一步的改进机器人系统时，可实现更重要的功能，如可设计出自动扑火机器人等。1.2.系统功能要求

此智能小车是基于STC89C52设计的具有自动寻迹能力的小车。系统可实现跟随黑色引导线行走的能力，在行驶过程中，并能用测速传感器和光电码盘对小车速度实现实时监测。小车在行驶过程中并能实现播放美妙的音乐。1.3.本组成员所做的工作

本组成员有李如发，汪航，黄建安，韩文龙，罗莹，明菲菲，邹珊，江锐，邵进。

李如发：驱动 073321032 汪航： 电源 073522036 黄建安：最小统 073521013 韩文龙：源程序 073522007 罗莹： 传感器 073522038 明飞菲：调试 073522012 邹芬 ： 数码显示 073521025 邵琎 ： 焊接 073522017 江锐 ： 蜂鸣器 073522032

2.方案设计

智能小车主要分为传感器部分，最小系统部分，电机驱动部分，电源部分。根据功能要求，提出合理的设计方案，画出方案方框图，并对系统工作原理进行阐述。

原理，本系统的重要部分是传感器，它对整个小车的定位起到很重要的作用，由传感器检测黑线的位置，其中黑线对光能吸收，白线对光反射。利用此原

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理将红外线传感器采集到的信号转换为数字信号并送入单片机，单片机根据收到的信号实时的控制小车的方向。控制小车的方向主要是运用pwm原理来控制电机的平均电压，从而来控制电机的转速，实现小车对黑线的实时跟踪。

3.硬件设计

硬件设计各模块电路图及原理描述 传感器模块

方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。因此我们考虑其他更加稳定的方案。

方案2：用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。

方案3：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。我们选择了此方案。

传感器是整个系统的眼睛，这部分主要运用红外线传感器采集信号送给单片机处理。由于黑色车道对红外线传感器发出的光有吸收能力，白色地方对发出的光反射，从而当传感器在不同的地方产生不同的信号，传送个单片机。单片机根据采集的信号做出实时的处理。

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最小系统

最小系统是整个系统的心脏，我们采用的是AT89C52芯片。

80C52单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上[2]。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

驱动模块

方案1：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流

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电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

方案2：对于直流电机用分立元件构成驱动电路。由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。

因此我们选用了方案1。

由于最小系统和电机驱动部分的电压幅值不一样，而且电机是感性负载，在制动时可能反馈电流，因此要在最小系统和驱动模块之间采用光电隔离，所以用到了光电隔离芯片,TPL521-4

由于光耦芯片的引脚不够所以在之后采用了一片反相器74HCT14，反相器图如下

L298是双H桥高电压大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器、线圈、直流电动机、步进电动机等电感性负载。它的驱动电压可达46V，直流电流总和可达4A。其内部具有2个完全相同的PWM功率放大回路。由L298构成的PWM功率放大器的工作形式为单极可逆模式。12个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起，其输出脚(1和15)用来连接电流检测电阻。第9脚接逻辑控制部分的电源，常用+5V，第4脚为电机驱动电源，本系统中为40V，第5，7，10，12脚输入标准TTL逻辑电平，用来控制H桥的开和关，16×16点阵LED室内电子显示屏的设计

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第6，II脚则为使能控制端。当Vs=40V时，最高输出电压可达35V，连续电流可达2A。

L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动两台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。电动 机的转速由单片机调节PWM信号的占空比来实现。

L298驱动电路图

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PWM调速器的硬件组成

在整个PWM调速器中，CPU既是运算处理中心，又是控制中心，是最关键的器件。本系统中选用与MCS-51系列完全兼容的AT89C52单片机，它是一种低功耗、高性能、CMOS八位微处理器。片内具有8K字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，128x8位内部RAM，AT89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。

电源模块

电源中我们采用LM7805稳压芯片将12v直流电源稳压成5v直流源。方案1： 采用10节1.5V干电池供电，电压达到15V，经7812稳压后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。但干电池电量有限，使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便，因此，我们放弃了这种方案。

方案2：采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V给直流电机供电，经过7812的电压变换后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。锂电池的电量比较足，并且可以充电，重复利用，因此，这种方案比较可行。但锂电池的价格过于昂贵，使用锂电池会大大超出我们的预算，因此，我们放弃了这种方案。

方案3：采用12V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。虽然蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便，但由于我们的车体设计时留出了足够的空间，并且蓄电池的价格比较低。因此我们选择了此方案。下:

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4.软件设计

程序流程图

5.系统调试

本系统的设计是首先完成每一小部分的设计，因此我们在没完成一个模块时就回检测调试该模块。在初次调试时我们采用的电源是又单片机开发板所带的的电源来调试的。调试过程中我们就发现了很重要的问题，由于对本设计的很多模块的没有共同的接地使得很多模块无法工作，我们的解决办法是12v的直流源稳压来供给所以的模块，然后将所以的模块连接共同的地。在驱动模块的调试中发现当光耦芯片给定信号时对lm298的输出没有反应。我们在检验时发现是由于在光耦芯片后部焊接没有焊好，出现了虚焊。在重新焊接好后，芯片正常工作。分

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块调试传感器时，我们将传感器导通，用黑色物体将传感器发射部分盖住检测输出，在将黑色物体移开，再检测输出。

6.设计总结

本文是关于基于单片机的智能小车的设计，在共同的努力下，各部分的设计均成功，在调试过程中都无误。本次设计最终实现了直流电机的动态调压，电源正常输出供电，数码管动态显示数据，蜂鸣器播放美妙的音乐，小车实现简单的转弯功能。由于本次设计中尚存在些缺陷和对寻迹程序编写困难，实现的功能不是很完美，但要求的所有功能基本实现。

本次设计中，从中的体会很多

1、本次的设计可以说设计到大学所学到的所有专业知识，是对大学所学知识的一个整体的回顾。

2、在设计中，不能一气呵成，因为所有的电路图都是自己设计的，图中尚存在不足，所以要反复的琢磨和修改。

3、设计中要注意对每焊完一部分，都要独立的进行检查调试，及时的发现错误，及时的修改

4、本次最重要的收获是从中我们看到了团队合作的重要性，任何事都不是一个人所能完成的，需要大家的共同努力才能获得最后的成功。

7.附 录A；源程序

源程序代码（主要语句要有注释）。循迹的程序 #include #define uint unsigned int void delay(uint);

sbit R=P2^0;//右边传感器 sbit L=P2^1;//左边传感器 sbit RM1=P1^1;sbit RM2=P1^2;//右边电机 sbit LM1=P1^3;sbit LM2=P1^4;//左边电机 void main(){

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RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

delay(5);

while(1)

{

if((L==1)&&(R==1))//小车前进 {

RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

delay(5);

}

else if((L==1)&&(R==0))//小车右偏

{

RM1=1;

RM2=0;

LM1=0;

LM2=1;

//左边的电机停止转动，右边的电机转动，这样就实现了左转

delay(10);

}

else if((L==0)&&(R==1))//小车左偏

{

RM1=0;

RM2=1;

LM1=1;

LM2=0;

//右边的电机停止转动，左边的电机转动，这样就实现了右转

delay(10);}

else if((L==0)&&(R==0))//小车停车

{

RM1=0;

RM2=1;

LM1=0;

LM2=1;delay(5);

}

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else

//左右两个电机同时启动，直线前进

{

RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

}

}

delay(10);

}

void delay(uint z)

{

uint a,b;for(a=z;a>0;a--)for(b=120;b>0;b--);}

8.附 录B；作品实物图片

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9.参考文献

[1] Mark Nelson著.潇湘工作室译.串行通信开发指南[M].中国水利水电出版社，2002.[2] 王宜怀.单片机原理及其嵌入式应用教程[M].北京希望电子出版社，2002.[3] 张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，2009 [4] 康华光.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.2006

第三篇：智能小车设计报告

智能小车设计报告

魏旭峰、孔凡明、陈梦洋

(河北科技大学 电气信息学院)摘要:

AT89S52单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用89S52单片机为控制核心，利用红外线传感器检测道路上的黑线，控制电动小汽车的自动寻路，快慢速行驶。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

采用的技术主要有：

通过编程来控制小车的速度及方向； 传感器的有效应用； 1602液晶显示的应用;

关键词: 89S52单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车

第一章 方案设计与论证

一 供电系统

二 光电检测系统

三 单片机最小应用系统设计

四 液晶显示1602的应用

五 电机驱动

第二章 软件设计

第二章 方案设计与论证

根据要求,小车应在规定的赛道上行驶,赛道中央黑线宽为25MM,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，实现对电动车的位置的实时测量，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转向和速度的智能控制.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。

一 供电系统

本模块使用LM2940芯片输出+5V的电压,为89S52单片机光电检测电路供电,采用LM1117可控变压芯片输出+6V电压为舵机供电.而电机则由单片机来控制,当单片机输出的电压不同时,电机的转速不同,以此来达到控制小车速度的目的.电路如图:

二 光电检测系统

本模块采用七对红外线发射和接收对管,来检测小车前方黑线位置和模拟车站停车位置.发射管发射管出红外线,当对管正下方为白色跑道时,发射管发射出去的红外线会被反射回来, 接收因接收到红外线而导通,两端电压为零,当对管正下方为黑色线时,黑线将吸收红外线,接收管因接收不到红外线而无法导通,两端电压为+4V左右,将接收管端电压与一个给定电压经LM324比较后输出0和+5V两固定个值,当对管正下方为白色时输出+5V电压,当对管正下方为黑线时输出0V,输出的电压交给单片机,以此来确定黑线的位置.电路如图:

三 单片机最小应用系统设计

89S52单片机是本系统的核心所在,自动寻迹和调速都是它控制, 七对光电对管经比较器输出的电压输入单片机,单片机根据电压的高低来判断黑线位置，进而调整速度和方向，电路如下：

四 舵机的应用

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。

其工作原理是：单片机放的控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。

舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。

五 电机驱动

电机驱动电路是根据单片机的控制型号来控制电机的转动的，电路如下：

第二章 软件设计 #include sbit moto=P2^0;//舵机位定义 sbit in1=P2^1;////电机位定义 sbit in2=P2^2;////电机位定义 sbit L1=P1^7;////光电管位定义 sbit L2=P1^1;sbit L3=P1^2;sbit L4=P1^3;sbit L5=P1^4;sbit L6=P1^5;sbit L7=P1^6;

#define uchar unsigned char//宏定义 uchar duoj,dianj,time0=0,time1=0,L=0,e=30;void timer0()interrupt 1 //定时器零 控制舵机 { time0++;

if(time0==duoj)moto=0;if(time0==80){ time0=0;

moto=1;} TH0=(65536-313)/256;TL0=(65536-313)%256;} void timer1()interrupt 3 ///定时器一 控制电机 { time1++;if(time1==dianj)in1=1;if(time1==80){

time1=0;

in1=0;} TH1=(65536-340)/256;TL1=(65536-340)%256;}

void main()/////主函数开始 { TMOD=0x11;TH0=(65536-313)/256;TL0=(65536-313)%256;TH1=(65536-340)/256;TL1=(65536-340)%256;EA=1;ET0=1;

ET1=1;in1=0;moto=1;TR0=1;TR1=1;while(1)//////检测黑线位置

{

while(1)

{

if(P1==0xff){duoj=8;dianj=55;break;} 全白时缓进

if(L1==0){duoj=10;dianj=37;L=1;break;} //L1

if(L7==0){duoj=6;dianj=37;L=7;break;} //L7

if(L2==0){duoj=10;dianj=22;L=2;break;} //L2

if(L6==0){duoj=6;dianj=22;L=6;break;} //L6

//

if(L3==0){duoj=9;dianj=27;L=3;break;} //L3

if(L5==0){duoj=7;dianj=27;L=5;break;}

//L5

if(L4==0){duoj=8;dianj=70;L=4;break;}

//l4

//else {duoj=8;dianj=17;break;}

}

while(P1==0xff)当检测不到信号时保持最后的状态

{

switch(L)

{

case 1:duoj=10;dianj=39;break;

case 2:duoj=10;dianj=22;break;

// case 3:duoj=9;dianj=25;break;

// case 4:duoj=8;dianj=70;break;

// case 5:duoj=7;dianj=25;break;

case 6:duoj=6;dianj=22;break;

case 7:duoj=6;dianj=39;break;

}

} } }////////主函数结束

第四篇：电磁智能小车设计报告

标题：电磁感应智能电动车

摘要:本系统以AVR单片机MEGAl6为核心器件，实现对驱动电路的控制，使电动小车自动行驶。利用电磁原理，在车模前上方水平方向固定两个相距为L的电感，通过比较两个电感中产生的感应电动势大小即可判断小车相对于导线的位置，进而做出调整，引导小车大致循线行驶。用PWM技术控制小车的直流电动机转动，完成小车位置、速度、时间等的控制。利用干簧管来检测跑道的起始和终点位置从而完成小车的起步及停车。

系统总体设计：

AVR单片机MEGAl6（该芯片能够不需要外围晶振和复位电路而独立工作，非常适合智能寻迹车模的要求。）为核心，由单片机模块、路径识别模块、直流电机驱动模块、舵机驱动模块等组成，如下图所示。基于电磁感应的智能寻迹车模系统以

直流电动机为车辆的驱动装置，转向电动机用于控制车辆行驶方向。智能寻迹车模利用电磁感应在跑道上自主寻迹前进，转向。

单片机模块(控制模块)：

寻迹车模采用AVR内核的ATMEGAl6。该芯片能够不需要外围晶振和复位电路而独立工作，非常适合智能寻迹车模的要求。

路径识别模块：

本方案就是在车模前上方水平方向固定两个相距为L的电感。左边的线圈的坐标为（x,h,z），右边的线圈的位置(x-L,h,z)。由于磁场分布是以z轴为中心的同心圆，所以在计算磁场强度的时候我们仅仅考虑坐标(x,y)。由于线圈的轴线是水平的，所以感应电动势反映了磁场的水平分量。计算感应电动势：

图 1 线圈中感应电动势与它距导线水平位置x 的函数

如果只使用一个线圈，感应电动势E 是位置x 的偶函数，只能够反映到水平位置的绝对值x 的大小，无法分辨左右。为此，我们可以使用相距长度为L 的两个感应线圈，计算两个线圈感应电动势的差值：

对于直导线，当装有小车的中轴线对称的两个线圈的小车沿其直线行驶，即两个线圈的位置关于导线对称时，则两个线圈中感应出来的电动势大小应相同、且方向亦相同。若小车偏离直导线，即两个线圈关于导线不对称时，则通过两个线圈的磁通量是不一样的。这时，距离导线较近的线圈中感应出的电动势应大于距离导线较远的那个线圈中的。根据这两个不对称的信号的差值，即可调整小车的方向，引导其沿直线行驶。

对于弧形导线，即路径的转弯处，由于弧线两侧的磁力线密度不同，则当载有线圈的小车行驶至此处时，两边的线圈感应出的电动势是不同的。具体的就是，弧线内侧线圈的感应电动势大于弧线外侧线圈的，据此信号可以引导小车拐弯。

另外，当小车驶离导线偏远致使两个线圈处于导线的一侧时，两个线圈中感应电动势也是不平衡的。距离导线较近的线圈中感应出的电动势大于距离导线较远的线圈。由此，可以引导小车重新回到导线上。

由于磁感线的闭合性和方向性，通过两线圈的磁通量的变化方向具有一致性，即产生的感应电动势方向相同，所以由以上分析，比较两个线圈中产生的感应电动势大小即可判断小车相对于导线的位置，进而做出调整，引导小车大致循线行驶。

驱动模块：

简易智能小车有两个电动机。其中一个小电动机控制前轮转向，给电动机加正反向电压，实现前轮的左右转向；另一电动机控制后轮驱动力。控制转向电动机需要较小的驱动力，经过实验，选L293作为驱动芯片；由于后轮驱动功率较大，所以选用L298N，经过实验发现小车行使过程中负载较大，导致L298N发热较大，故给芯片添加散热片以保护芯片正常工作。为了优化控制性能，采用PWM脉宽调速，并利用数模转换芯片产生 模拟电压，控制555生成占空比可调的脉冲从而控制L293B与L298N进行脉宽调速。

具体设计方案：

本设计使用一普通玩具小车作为车模，采用P W M 信号驱动，当PWM信号脉宽处于(1ms,1.5ms)区间时舵机控制小车向左行驶，脉宽处于(1.5ms,2ms)时小车向右行驶，脉宽约为1.5ms时小车沿直线行驶。本方案使用两个10mH的电感置于车模头部作为确定小车位置的传感器。然后，设计了一个模拟电路，采集、调理、放大由电感得到的电动势信号。具体电路如图2所示。

该电路采用电压并联负反馈电路，电感信号从PL进入。考虑到单独电感感应出的电动势很小，本设计使用电感和电容谐振放大感应电动势。由于使用的是10mH的电感，导线中电流频率为20kHz，因此使用6.3nF的电容。这样在电容上得到的电压将会比较大，便于三极管进行放大。整个电路的具体放大倍数需要根据实际负载进行计算。本设计的小车控制电路如图3所示。

首先，把由两个电感得到的感应电动势经调理、放大后得到的电压输出u1和u2送入由运放组成的减法器中进行减法运算，然后再经由运放组成的电压跟随器送给下一级电路。经过分析，这一级电路的输出大致可由下式进行计算：

后一级电路由两个555定时器组成，其中下方的555构成一个占空比非常接近于1的脉冲发生器，作为上方555的触发脉冲。因为此触发脉冲的低电平信号非常窄，所以能很好的保证上方555构成的单稳态电路正常运行。该脉冲信号频率为：

上方的555定时器构成一个单稳型压控振荡器，它的脉宽受输入V1的控制，输出即PWM信号。当V1较大时，即两个电感线圈中的感应电动势相差较大时，亦即小车偏离导线向左行驶时，则脉宽较大，舵机将控制小车向右行驶；当V1适中时，接近，即小车沿导线行驶时，则脉宽接近1.5ms，小车按直线行驶；当V1较小时，即小车偏离导线向右行驶时，则脉宽较小，舵机将控制小车向左行驶。从而，控制小车大致循着导线行驶。另外，改变构成减法器的电阻的值，可以调整小车反应的灵敏度，进而防止出现小车以导线为中轴线左右摇摆的现象。

补充说明：跑道上的起始位置及终点位置用干簧管来检测。

程序设计流程图：

第五篇：智能小车单片机课程设计报告

单片机课程设计

题 目: 专 业: 班 级: 组长 成员 成员 成员 成员

智能小车设计 计算机科学与技术

14级2班

姓名 学号

年 12 月 23 日

2016

打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录

ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径.linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名.ubuntu:主机名

:和$之间:当前用户所处在的工作路径.windows下的工作路径如C:IntelLogs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录).ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名.ls-a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件..:当前路径..:上一级路径

ls-l:以横排的方式列出文件的详细信息

total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K)drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop

chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名(3).cd /home/linux 进入到1目录里并创建一个2普通文件,再退回上一级,并且删除1目录 6.拷贝文件.cp(copy)路径1/源文件 路径2:把路径1下的文件拷贝到路径2下

cp 路径1/源文件 路径2/目标文件:把路径1下的文件拷贝到路径2下并且重命名位目标文件.cp(copy)-r 路径1/目录名 路径2:把路径1下的目录拷贝到路径2下 7.剪切文件

mv(move)路径1/源文件 路径2:把路径1下的文件剪切到路径2下

mv 路径1/源文件 路径2/目标文件:把路径1下的文件剪切到路径2下并且重命名位目标文件

mv 源文件 目标文件:重命名文件

mv 路径1/目录名 路径2:把路径1下的目录剪切到路径2下 8.clear:清屏 9.exit 退出终端 vi编辑器.vi 文件名:如果文件不存在则创建并打开 如果文件已存在,则直接打开

VI编辑器的三种模式

1.命令行模式:刚进入编辑器的时候,默认处在这种模式下

2.编辑模式(插入模式):输入a/i/o即可进入,按下esc键退回命令行模式,再输入冒号 ,即可进入底行模式.3.底行模式下:w(保存),q(退出),wq(保存并退出),q!(强制退出不保存)按下退格键,删除冒号,即可进入命令行模式.终极保存法;w!sudo tee %d回车再回车即可

命令行模式下的快捷操作: 1.整行复制:光标移动想要复制的那一行,输入yy即可,再把光标移动到你想要粘贴位置的上一行,输入p即可

2.多行复制:光标移动想要复制的那几行的 6.多行剪切:光标移动想要剪切的那几行的 再编译一个c应用程序,在程序中来调用库里实现的函数

gcc 应用程序名-l库名(注意是去掉lib和.so的库名)

文件IO linux系统下一切设备皆文件

操作文件: open():打开一个文件

read()://从文件里边读出数据 write()//向文件里写入数据 close()//关闭文件

man手册: man 2 函数名

open: 头文件

#include #include #include

1.int open(const char *pathname, int flags);//仅限于打开一个已存在文件

参数1:文件的路径 参数2:打开方式的标志

O_RDONLY,//只读方式打开

O_WRONLY,//只写方式打开

O_RDWR.//可读可写方式打开 返回值: 打开成功:返回一个正数(文件描述符)打开失败:-1

2.int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);//可以打开一个不存在的文件 参数1:文件的路径 参数2:打开方式的标志

O_RDONLY,//只读方式打开

O_WRONLY,//只写方式打开

O_RDWR.//可读可写方式打开

如果文件不存在必须|O_CRAET,创建该文件 参数3:权限 数 比如:0666

返回值: 打开成功:返回一个正数(文件描述符)打开失败:-1

write: 头文件: #include

typedef int ssize_t

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);参数1:就是open函数的返回值,文件描述符 参数2:你想要写入的数据

参数3:你想要写入的数据的字节大小

返回值: 写入成功:返回的是写入的字节大小 写入失败:-1

strlen:实际长度 sizeof:数组的大小

arduino viod setup(){ 端口的配置;}

void loop(){ 任务的执行;

}

arduino之呼吸灯实验: int led=13;void setup(){ pinMode(led,OUTPUT);} void loop(){ digitalWrite(led,HIGH);delay(1000);digitalWrite(led,LOW);delay(1000);} 渐变灯: 暗->亮->暗

PWM波:可调脉冲宽度波.3,5,6,9,10,11这几个端口可以输出pwm波 analogWrite(pin, value)//输出pwm波 pin:管脚号:3,5,6,9,10,11中的任意一个 value:0~255中的任何一个数: 0:占空比为0% 255:占空比位100%

远程视频监控步骤: 1.将jpegsrc.v8b.tar.gz(图片库)和mjpg-streamer-code-182.tar.gz(视频查看软件)拷贝到ubuntu的家目录

2.解压缩

tar xvf jpegsrc.v8b.tar.gz 3.cd jpeg-8b 4../configure //创建Makefile文件 5.make 6.sudo make install //安装

程序运行时，默认寻找的头文件的路径在/usr/include,库文件的路径/lib

cd /usr/local/include sudo cp * /usr/include cd /usr/local/lib

sudo cp libjpeg* /lib

7.切换到家目录:cd 移植查看视频的软件：

tar xvf mjpg-streamer-code-182.tar.gz cd mjpg-streamer-code-182 cd mjpg-streamer make clean //清除已经编译过的程序

make

运行查看视频的软件:sudo./start.sh 打开火狐浏览器

在地址栏输入127.0.0.1:8080 若发现视频绿屏

先强制结束程序运行:ctl+c.解决方法：

修改start.sh

将 要对uboot环境信息进行设置

首先把拨码开关拨到0000位置.选择uboot的启动方式.uboot从外存启动.1.找到自己的COM端口号;打开putty 2.选中Serial,把波特率改为115200,端口号改为自己的端口号,Flow contrlo选择none 3.开启电源,会出现一个倒计时,在倒计时完成之前,随便敲一个键盘.4.输入命令print可以显示uboot的打印信息

确保: ipaddr=192.168.1.100//代表开发板的ip地址 serverip=192.168.1.200//代表ubuntu的IP地址 bootargs=root=nfs nfsroot=192.168.1.200:/source/rootfs ip=192.168.1.100 init=/linuxrc console=ttySAC0,115200//

打开虚拟机: 1.进入到/tftpboot目录下.把zImage拖到虚拟机,前加cp ,后加./ 使用ls查看一下是否出现zImage 2.cd /source 把rootfs这个压缩包拖到虚拟机,前加cp ,后加./ 使用ls查看一下是否出现rootfs.tgz 3.解压命令: sudo tar-xvf rootfs.tgz 要让你输入密码;输入1回车即可,密码是不可见的.再用ls查看是否多了一个蓝色的文件rootfs.4.修改ubuntu的ip地址.找到wiffi图标,点击选中edit connection->IPV4 seting->manual->add ip netmask gateway 192.168.1.200 255.255.255.0 192.168.1.1 点击保存.关闭窗口.再打开图标选中wired connection1 再看ip是否改回来了.5.网线连接开发板和电脑

在putty界面输入:ping 192.168.1.200 如果host 192.168.1.200 is alive,这是挂载系统很好的征兆.not alive的话需要关闭电脑的无线网

输入boot或者重启开发板不要再按下任何键了,如果出现

####很快就要挂载成功了 如果出现TTTTTTTTTTTTTT 在ubuntu输入命令:sudo service tftpd-hpa restart 其中sudo的作用是暂时将用户的权限提升到超级用户(root)的权限.如果出现Please press Enter to activate this console.代表系统挂载成功.通过gcc编译生成的程序不能在开发板上运行.通过命令file a.out看到文件的格式为intel 30386,说明这是X86格式的程序,只能PC上运行

而不能在arm板上运行,解决措施,使用交叉编译器来编译.交叉编译器的配置: 将arm-cortex_a8-linux-gnueabi.tar.bz2拖到ubuntu的家目录

解压命令tar-xvf arm-cor+tab键自动补齐,用ls查看是否生成arm-cortex_a8个目录.配置交叉编译器: sudo vi /etc/bash.bashrc文件

在最后一行添加export PATH=$PATH:/home/linux/arm-cortex_a8/bin 保存并退出文件

保存完成后重启文件:source /etc/bash.bashrc

重启成功后输入arm-cor+tab键会自动补齐成arm-cortex_a8-linux-gnueabi-代表交叉编译器配置成功.利用交叉编译器编译程序: arm-cortex_a8-linux-gnueabi-gcc 文件名,并将生成的可执行程序拷贝到/source/rootfs下

然后再到putty上执行./a.out就可以在开发板上运行程序了.

相关代码

Che.c

#include “cgic.h” #include #include #include #include #include

void zigbee_serial_init(int fd){ struct termios options;

tcgetattr(fd, &options);options.c_cflag |=(CLOCAL | CREAD);options.c_cflag &= ~CSIZE;options.c_cflag &= ~CRTSCTS;options.c_cflag |= CS8;options.c_cflag &= ~CSTOPB;options.c_iflag |= IGNPAR;options.c_iflag &= ~(BRKINT | INPCK | ISTRIP | ICRNL | IXON);

//options.c_cc[VTIME] = 2;options.c_cc[VMIN] = 12;

options.c_oflag = 0;options.c_lflag = 0;

cfsetispeed(&options, B115200);cfsetospeed(&options, B115200);

tcsetattr(fd,TCSANOW,&options);

} int cgiMain(){ int fd;char a='1';cgiHeaderContentType(“text/htmlnn”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“n”);

fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“