摘 要

智能循迹小车是属于行走机器人的种类，它几乎可以忽略环境对自身产生的影响，不受温湿度、引力、各类辐射光线的影响，踏入人类无法适应或存在的地域进行勘探、拍摄等任务，能够在军事、航天、生活诸多领域起到不可替代的作用，为我们的生活带来极高的便利。

本设计是基于单片机所控制的自动循迹避障小车，智能小车的循迹系统采用软硬件相结合的办法，采用STC89C52单片机产生PWM波来控制速度。用红外光电传感器检测路面，将检测信号反馈给单片机，并对其进行分析，并驱动电机使小车及时转向。同时，利用超声波传感器完成路面障碍物检测，反馈后按预先设定的避障策略完成对小车电机及车身转向的控制，绕开障碍物返回原行驶路径。

本课题中，软件与硬件都是模块化的形式，系统的结构简易，可根据使用者的需求增减功能。在实际的调试过程中，智能小车能完成直道、循黑线前进，调控自身速度，通过超声波及红外传感器进行避障，完成程序设定好的要求。

关键词：单片机 循迹 避障 系统的 智能

Design of automatic tracking car with obstacle avoidance function
Abstract

The smart track car belongs to the type of walking robot. It can almost ignore the impact of the environment on itself. It is not affected by the temperature and humidity, gravity, and various types of radiation light. It can also enter the areas that humans can not adapt to or exist to explore or take photos. It can play an irreplaceable role in military, aerospace and many fields of our life to bring us a very high degree of convenience in daily life.
This design is based on the single-chip control of the automatic tracking obstacle avoidance car. The smart car tracking system adopts hardware and software combination method. It use STC89C52 MCU to generate PWM wave to control speed. Infrared photoelectric sensor is used to detect the road surface.Meanwhile, the detection signal is fed back to the single chip microcomputer. It will be analyzed to control the motor and car steering in time. At the same time, the ultrasonic sensor is used to complete the detection of obstacles on the road. After feedback, the control of motor and body steering is completed according to the preset obstacle avoidance strategy. Then the obstacles are bypassed to return to the original driving path.

In this topic, software and hardware are modular forms, the structure of the system is simple. Besides, the function can be increased or decreased according to the needs of users. In the actual debugging process, the smart car can complete the straight path and follow the black line.By regulating its own speed, it can avoid obstacles through ultrasound and infrared sensors.Finally,the car can complete the requirements set by the program.

Key words: MCU following barrier avoidance system intelligent

目 录

1 绪论 5

1.1 课题研究的背景和意义 5

1.2 国内外研究现状 6

1.2.1国外研究现状 6

1.2.2国内研究现状 7

1.3本论文研究的内容及各章节安排 8

2.带避障功能的自动循迹小车整体方案设计 9

2.1系统的整体方案设计 9

2.2系统各部分功能 10

3.硬件电路设计 11

3.1主控电路设计 11

3.1.1控制芯片的选择 11

3.1.2单片机最小系统设计 11

3.1.3按键电路设计 13

3.2电机驱动电路设计 13

3.3路面检测电路设计 15

3.3.1红外循迹电路设计 15

3.3.2红外避障电路设计 16

3.4超声波避障电路设计 17

3.5蜂鸣器电路设计 19

4.系统软件设计 20

4.1主程序设计 20

4.2循迹子程序 21

4.3红外避障子程序 22

4.4超声波避障子程序 23

5.1循迹模块演示 24

5.2红外避障模块演示 25

5.3超声波避障模块演示 26

5.4调试过程的问题与解决 26

六． 总结 27

七．致谢 28

参考文献 29

附录 30

1 绪论

• 1. 课题研究的背景和意义

在现今这个机械自动化高速发展的时代，智能化技术越加广泛的运用于机械，计算机，科学探索等多种领域。机器人技术的研究发展在某些方面能够反映出一个国家的综合技术实力，而智能小车作为机器人的基础，对其各系统的研究与制作，能更好的推动机器人技术的发展与成熟。随着智能化发展，对智能小车的关注度也在随之增加，车辆智能化是汽车发展的大势所趋，而对车辆的智能化和安全性的要求同样变得愈发严苛。随着信息技术以及模糊控制技术、人工神经网络技术等新兴控制技术的发展，智能小车技术将会出现重大的突破，其系统的实用化也会成为汽车工业发展的动力与方向，拥有良好的应变能力和环境适应性是以后的研究目标。

智能小车的优点在于能够实现自行避障、优化行驶路径等功能，那么要实现智能小车的实用价值，对其避障、循迹等功能的研究就较为关键，使得智能小车可以在生活、军事、科技领域发挥出更加强大的功效^[1]。怎样提高自动导航系统的精准度，在现在的技术研究中是较受重视的热门课题。通过对智能化小车的反复调试、测试，从而得出适应避障和路径择优的可靠办法，对智能小车行驶精度的提升有着明显的帮助^[2]。