单片机的智能寻迹小车的设计
目 录
一、绪论 1
（一）、智能寻迹小车的意义与作用 1
（二）、智能寻迹小车的研究背景与现状 1
（三）、智能寻迹小车的设计思路与要实现的功能 2
二、系统结构图 2
三、主要芯片及传感器介绍 3
（一）、STC89C51/STC89C52系列单片机 3
1、简介 3
2、特点 3
3、引脚示意图及选型一览表 4
4、关于编译器、汇编器 5
5、仿真器 5
（二）、L9110电动机集成电路驱动模块 5
1、简介 5
2、特点 6
3、器件管脚及定义 6
4、典型应用 7
（三）、红外传感器 8
1、简介 8
2、工作原理 8
四、硬件设计与实现 9
（一）、路面检测电路 9
（二）、光敏电阻与蜂鸣器电路 10
（三）、直流电机驱动电路 11
（四）、程序指示灯电路 12
（五）、数码管显示电路 13
（六）、按键中断查询电路 14
（七）、话筒声音识别电路 15
（八）、综合功能演示 16
五、软件设计与实现 17
（一）、软件设计程序流程图 17
（二）、基本数据变量定义 18
（三）、端口定义 19
六、总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录一 主电路图 22
附录二 仿真 23
附录三 系统程序 24
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、绪论
（一）、智能寻迹小车的意义与作用
随着时代的发展，人类社会进入了信息化时代，工业机器人自诞生以来，已遍布社会中的各行各业，从电子冶金到航空航天都可以看到工业机器人的身影。机器人也变得越来越人性化，更加贴近人们的生活，给人们的衣食住行带来了极大的方便。人类在生活与工作中，希望可以制造出代替人类工作的机器人，不仅可以提高工作效率、减轻人类的工作负担，而且还可以提高产品的质量，改善劳动环境，减少能源消耗和污染。
本文所论述的智能寻迹小车可以作为机器人的典型代表，它有三部分组成：传感器检测部分、CPU中央处理器部分、以及动力执行部分，可以实现小车的自动寻迹、前进后退、转弯、避障等功能。传感器部分只需要简单的感知路线以前前方是否有障碍物，所外采用较为便宜的红外线传感器。CPU中央处理器部分采用8051家族中的STC89C51/STC89C52单片机，以配合软件进行编译。动力执行部分采用的是直流电机驱动，以5号电池为电源，由L9110驱动芯片来驱动电动机运转。
（二）、智能寻迹小车的研究背景与现状
智能寻迹小车，即自动轮式机器人，是移动机器人的一种。它可以通过对机器人的中央处理器进行编译来实现不同的功能，无需人工再去操作。智能寻迹小车是一个集环境感知、信息传输、信息处理、规划决策、自动行驶等功能于一身的综合系统。它集中的运用了单片机、传感技术、通讯技术、动力系统以及自动控制技术等技术，是典型的高新技术的体现。智能寻迹小车在工厂内运送货物以及在探测、救援等方面具有一定的应用前景。
随着各种传感器的出现，智能小车发展的很快，从最基本的智能玩具到各行各业都有十足的发展，其最基本的功能能做到寻迹、避障、避崖等基本功能。现在的智能寻迹小车又在朝着声控的方向发展，比较著名的有飞思卡尔智能小车。
（三）、智能寻迹小车的设计思路与要实现的功能
本文所论述的是设计一个以单片机为核心的智能寻迹小车，主要可以实现循着黑色路线前进并可以转弯以及避障停止等功能，通过装在前面的红外传感器来感知路线以及对小车前方是否有障碍物进行探测，在通过信息传输输入到单片机中，然后由单片机收集和处理这些信息，传达给电动机驱动芯片，由驱动芯片来驱动电动机的转动，从而实现小车的自动寻迹、避障停止等功能，当前方障碍物移除后，小车将再次自动行驶。
二、系统结构图
智能寻迹小车以8051单片机为核心，辅以动力系统、检测系统以及电源形成自动寻迹小车系统。如图1-1-1
图1-1-1系统结构图
三、 主要芯片及传感器介绍
（一） 、STC89C51/STC89C52系列单片机
1、简介
STC89C51/STC89C52系列单片机是宏晶科技为了适应现在单片机的发展所推出的高抗干扰性、高读写速度、能耗低的新一代单片机，其指令代码完全可以兼容传统的51单片机，提供6时钟和12时钟两种时钟周期供用户任意选择。
2、特点
1）8051CPU为增强型的6时钟和12时钟两种时钟周期
2）工作电压：5V单片机（3.4-5.5V）,3V单片机（2.0-3.8V）
3）0-40MHz的工作频率范围,等同于一般8051单片机的0-80MHz,但是实际工作的频率可达48MHz
4)为用户提供4K-64K的应用程序空间
5)通用I/O口（32/36个）
6）计算机上编程、调试，通过后可直接移植到单片机内
7）P3.0、P3.1两个端口可以直接装载程序
8)片上集成1280字节/512字节RAM
9）EEPROM功能
10）看门狗
11）内部集成三个十六位定时器，其中一个定时器可以当做两个八位的定时器来使用
12）外部终端4路，中断可由下降沿或是低电平触发，外部中断和低电平触发中断可以唤醒Power Down模式
13）通用异步串行口，定时器软件可以仿真出多个通用异步串行口
14）较宽的工作温度、适应性强
15)采用40引脚的DIP封装
3、引脚示意图及选型一览表
如图2-1-1 2-1-2
图2-1-1 引脚示意图
图2-1-2 选型一览表
4、关于编译器、汇编器
1)任何老的编译器/汇编器均可使用
2)Keil C51中：Device选择标准的Intel8052头档包含标准的
3)新增特殊功能寄存器如要用到，那就要需要用“sir”和“sbit”来声明地址
4)编译程序时需要用“data”或者是“equ”来声明地址
5、仿真器
1)采用proteus仿真软件进行仿真
2)用IPS直接下载程序可以实现一些新增的特殊功能
（三）、红外传感器
1、简介
将红外辐射能转换成电能的光敏元件称为红外传感器，也称作红外感应器。利用物体本身产生的红外热量，对其进行检测、处理，实现自动检测及寻迹功能的传感器，红外线具有光的一切特性，包括折射、反射等。自然界中，只要事物本身有温度就会产生红外线。红外线是光的一种，用其探测物体时不用实际接触，这样就不会产生摩擦，具有使用方便、灵敏度高等特点。
一、绪论 1
（一）、智能寻迹小车的意义与作用 1
（二）、智能寻迹小车的研究背景与现状 1
（三）、智能寻迹小车的设计思路与要实现的功能 2
二、系统结构图 2
三、主要芯片及传感器介绍 3
（一）、STC89C51/STC89C52系列单片机 3
1、简介 3
2、特点 3
3、引脚示意图及选型一览表 4
4、关于编译器、汇编器 5
5、仿真器 5
（二）、L9110电动机集成电路驱动模块 5
1、简介 5
2、特点 6
3、器件管脚及定义 6
4、典型应用 7
（三）、红外传感器 8
1、简介 8
2、工作原理 8
四、硬件设计与实现 9
（一）、路面检测电路 9
（二）、光敏电阻与蜂鸣器电路 10
（三）、直流电机驱动电路 11
（四）、程序指示灯电路 12
（五）、数码管显示电路 13
（六）、按键中断查询电路 14
（七）、话筒声音识别电路 15
（八）、综合功能演示 16
五、软件设计与实现 17
（一）、软件设计程序流程图 17
（二）、基本数据变量定义 18
（三）、端口定义 19
六、总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录一 主电路图 22
附录二 仿真 23
附录三 系统程序 24
一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
、绪论
（一）、智能寻迹小车的意义与作用
随着时代的发展，人类社会进入了信息化时代，工业机器人自诞生以来，已遍布社会中的各行各业，从电子冶金到航空航天都可以看到工业机器人的身影。机器人也变得越来越人性化，更加贴近人们的生活，给人们的衣食住行带来了极大的方便。人类在生活与工作中，希望可以制造出代替人类工作的机器人，不仅可以提高工作效率、减轻人类的工作负担，而且还可以提高产品的质量，改善劳动环境，减少能源消耗和污染。
本文所论述的智能寻迹小车可以作为机器人的典型代表，它有三部分组成：传感器检测部分、CPU中央处理器部分、以及动力执行部分，可以实现小车的自动寻迹、前进后退、转弯、避障等功能。传感器部分只需要简单的感知路线以前前方是否有障碍物，所外采用较为便宜的红外线传感器。CPU中央处理器部分采用8051家族中的STC89C51/STC89C52单片机，以配合软件进行编译。动力执行部分采用的是直流电机驱动，以5号电池为电源，由L9110驱动芯片来驱动电动机运转。
（二）、智能寻迹小车的研究背景与现状
智能寻迹小车，即自动轮式机器人，是移动机器人的一种。它可以通过对机器人的中央处理器进行编译来实现不同的功能，无需人工再去操作。智能寻迹小车是一个集环境感知、信息传输、信息处理、规划决策、自动行驶等功能于一身的综合系统。它集中的运用了单片机、传感技术、通讯技术、动力系统以及自动控制技术等技术，是典型的高新技术的体现。智能寻迹小车在工厂内运送货物以及在探测、救援等方面具有一定的应用前景。
随着各种传感器的出现，智能小车发展的很快，从最基本的智能玩具到各行各业都有十足的发展，其最基本的功能能做到寻迹、避障、避崖等基本功能。现在的智能寻迹小车又在朝着声控的方向发展，比较著名的有飞思卡尔智能小车。
（三）、智能寻迹小车的设计思路与要实现的功能
本文所论述的是设计一个以单片机为核心的智能寻迹小车，主要可以实现循着黑色路线前进并可以转弯以及避障停止等功能，通过装在前面的红外传感器来感知路线以及对小车前方是否有障碍物进行探测，在通过信息传输输入到单片机中，然后由单片机收集和处理这些信息，传达给电动机驱动芯片，由驱动芯片来驱动电动机的转动，从而实现小车的自动寻迹、避障停止等功能，当前方障碍物移除后，小车将再次自动行驶。
二、系统结构图
智能寻迹小车以8051单片机为核心，辅以动力系统、检测系统以及电源形成自动寻迹小车系统。如图1-1-1
图1-1-1系统结构图
三、 主要芯片及传感器介绍
（一） 、STC89C51/STC89C52系列单片机
1、简介
STC89C51/STC89C52系列单片机是宏晶科技为了适应现在单片机的发展所推出的高抗干扰性、高读写速度、能耗低的新一代单片机，其指令代码完全可以兼容传统的51单片机，提供6时钟和12时钟两种时钟周期供用户任意选择。
2、特点
1）8051CPU为增强型的6时钟和12时钟两种时钟周期
2）工作电压：5V单片机（3.4-5.5V）,3V单片机（2.0-3.8V）
3）0-40MHz的工作频率范围,等同于一般8051单片机的0-80MHz,但是实际工作的频率可达48MHz
4)为用户提供4K-64K的应用程序空间
5)通用I/O口（32/36个）
6）计算机上编程、调试，通过后可直接移植到单片机内
7）P3.0、P3.1两个端口可以直接装载程序
8)片上集成1280字节/512字节RAM
9）EEPROM功能
10）看门狗
11）内部集成三个十六位定时器，其中一个定时器可以当做两个八位的定时器来使用
12）外部终端4路，中断可由下降沿或是低电平触发，外部中断和低电平触发中断可以唤醒Power Down模式
13）通用异步串行口，定时器软件可以仿真出多个通用异步串行口
14）较宽的工作温度、适应性强
15)采用40引脚的DIP封装
3、引脚示意图及选型一览表
如图2-1-1 2-1-2
图2-1-1 引脚示意图
图2-1-2 选型一览表
4、关于编译器、汇编器
1)任何老的编译器/汇编器均可使用
2)Keil C51中：Device选择标准的Intel8052头档包含标准的
3)新增特殊功能寄存器如要用到，那就要需要用“sir”和“sbit”来声明地址
4)编译程序时需要用“data”或者是“equ”来声明地址
5、仿真器
1)采用proteus仿真软件进行仿真
2)用IPS直接下载程序可以实现一些新增的特殊功能
（三）、红外传感器
1、简介
将红外辐射能转换成电能的光敏元件称为红外传感器，也称作红外感应器。利用物体本身产生的红外热量，对其进行检测、处理，实现自动检测及寻迹功能的传感器，红外线具有光的一切特性，包括折射、反射等。自然界中，只要事物本身有温度就会产生红外线。红外线是光的一种，用其探测物体时不用实际接触，这样就不会产生摩擦，具有使用方便、灵敏度高等特点。
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