基于单片机寻迹巡线避障智能小车系统设计

**单片机设计介绍， 基于单片机寻迹巡线避障智能小车系统设计

一 概要

  基于单片机的寻迹巡线避障智能小车系统是一种能够自动跟随线路并避开障碍物的智能小车。下面是一个简要的系统设计介绍：

硬件设计：

1. 电机驱动模块：选择一个合适的直流电机驱动模块，用于控制小车的前进、后退和转向。

2. 红外线传感器模块：选择一种或多种红外线传感器，用于检测地面上的黑线，以实现寻迹功能。

3. 超声波传感器模块：选择合适的超声波传感器，用于检测前方障碍物的距离，以实现避障功能。

4. 电源模块：设计一个稳定可靠的电源模块，用于为小车系统提供电力。

5. 车身结构和轮子：设计合适的车身结构和轮子，以确保小车稳定地行驶并适应各种地面环境。

6. 单片机芯片：选择一种适合的单片机芯片，如51单片机或STM32等，用于控制各个模块的工作，判断线路情况和障碍物，并进行相应的控制。

软件设计：

1. 系统初始化：在单片机启动时进行必要的初始化，包括引脚配置、定时器设置等等。

2. 线路检测：通过红外线传感器检测小车下方的线路，并判断小车是否偏离线路。

3. 避障检测：通过超声波传感器检测前方是否有障碍物，并判断是否需要转向或停车避开。

4. 控制算法：根据线路检测和避障检测的结果，设计一个控制算法，确定小车的前进、后退和转向操作。

5. 小车动作控制：根据控制算法的结果，控制电机驱动模块，实现小车的前进、后退和转向。

需要注意的是，以上只是一个简要的基于单片机的寻迹巡线避障智能小车系统设计介绍，实际的设计还需要根据具体需求进行详细的设计和实现，包括电路连接、传感器校准、控制算法的优化等。同时，为确保小车的稳定性和可靠性，设计中还需要考虑电机驱动的精准控制、传感器数据的准确性、算法的效率等因素。

二、功能设计

三个模拟红外传感器进行检测循迹，具体模式如图所示，使用超声波进行避障，避障距离可以进行调整，预设为200cm，可以代码进行修改。适合二次开发。非常好的毕业设计资料，包括仿真图+程序+pdf原理图+元器件清单+简要说明+程序详细注释

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25