红外传感器的循迹智能小车的系统设计(附件)【字数：12241】
摘 要自第三次工业革命（科技革命）以来，单片机的发展与使用不断地融入人们的生产和生活当中，并且传统的控制检测与此同时也被带动着发展。单片机也叫做微型计算机，它把计算机大部分功能凝缩在一个小小的芯片上，它有中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时器/计数器、I/O（Input/Output）等部件。在微控制器应用系统的实时检测和自动控制中，单片机经常被当做核心部件，而在单片机家族中最为经典和实用性最广的就是51单片机。STC89C51单片机具有数据处理功能，并且能对系统进行实时控制，使系统工作状态稳定，灵敏度高。因此本文将使用STC89C51单片机当做核心部件来设计一款循迹智能小车。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的研究目的和意义 1
1.2智能车的国内外研究现状 2
1.3智能车的发展趋势 3
1.4本文将要研究的内容 4
第二章 循迹智能小车的理论知识和系统方案 5
2.1循迹小车的基本原理 5
2.2红外通信原理 5
2.3循迹智能小车系统框图 8
第三章 循迹智能小车硬件功能设计 9
3.1 STC89C51主控芯片电路 9
3.2时钟晶振电路 10
3.3复位电路 11
3.4电源供电电路 12
3.5蜂鸣器应用电路 13
3.6数码管显示电路 13
3.7电机驱动电路 14
3.8红外遥控电路 15
3.9循迹传感器电路 16
3.10避障模块 17
第四章 循迹智能小车软件功能设计 18
4.1智能小车系统软件设计 18
4.2红外遥控程序设计 19
4.3电机驱动设计 20
4.4小车循迹设计 21
结束语 22
致谢 23
参考文献 24
附录一 25
附录二 26
附录三 30
附录四 38
第一章 绪论
1.1课 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
题的研究目的和意义
在如今的21世纪，自动控制在不同方面特别是工业方面发挥着无可替代的作用，机械自动化、电气自动化和电子信息工程早已不再有明确的区分界限，传感器技术与自动控制技术的发展尤为迅速，智能（intelligence）也逐渐映入人们的眼帘。当今世界各国自动控制技术和传感器技术的开发和应用也有了相当大的进展，就比方说德国，德国库卡（KUKA）公司发明了一款会打乒乓球的机器人，并与德国著名乒乓球运动员蒂姆波尔进行了一场史无前例的乒乓球人机大战，最终波尔9:11不敌机器人。
汽车目前是机械行业无可替代的重要产品之一，但是随着人们对汽车安全、环保以及舒适度要求的不断提高，推动了汽车由传统的机电产品向高新技术产品的转型。因此电子信息产品也逐渐融入到汽车的设计和生产之中，具备先进功能的汽车才能更加受到客户们的青睐。汽车不再仅仅是作为人们外出的冰冷的铁皮工具，而是具有娱乐、办公等多功能、智能化、提高用户体验的“服务员”。
世界上较为典型的机器人赛事有亚太大学生机器人大赛（ABU Robocon）、机器人世界杯（Robot World Cup）、灭火竞赛（Robot extinguishing the game）、综合竞赛等，智能车竞赛比较有影响力的是“飞思卡尔”杯，可见人们对智能化创新的重视。我国智能创新比赛是在上个世纪末开始引入的，在这些年里我国智能化创新的发展经历了曲折的历程，同时也培养了我国一大批优秀的人才，推动了我国相关科学技术领域的发展，为我国的发展与崛起奠定了夯实的基础，然而与国际上先进的技术水平相比较还是有相当大的差距的，因此作为我国当代的大学生，应该要发愤图强，努力追赶国际先进技术水平甚至超过。
什么是智能车辆呢？所谓的智能车辆（Intelligent Vehicles）其实是基于普通车辆，装有传感器系统、控制器系统、执行器系统等先进系统的，集环境感知和检测、自动调节和控制、信息采集和处理等高新科技为一体的综合体。而其中，智能小车是智能车辆的雏形，研究智能小车是发展智能车辆的基础。
智能小车是新时代的产物，是将来发展的趋势，它无需人进行相应的管理，可以根据环境自动预设模式运转工作，例如火星探测，它可以代替人完成探测等工作。有的智能小车可以统计行驶的路程、显示当前的速度和时间，同时它还具有避障、自动循迹、遥控、接收和发送信息等功能。
智能小车由三个部分组成，一是传感器部分，二是控制其部分，三是执行器部分。首先，传感器部分的作用是接收获取外部信息，就如同人类的视觉、听觉等五官。然后，控制器部分的作用是接收传感器部分采集并发送而来的信息，智能小车会产生依照预先准备好的程序作出相应动作的信号，也就是控制信号，执行器部分会接收这个控制信号。最后，执行器部分的作用是使小车根据控制器发送过来的信息做出设计者预设的反应。
智能控制对当下以及今后的智能汽车发展影响深远，智能小车是当下乃至未来智能车的雏形，对智能小车学习与应用能帮助我们对智能车辆打下基础，了解智能车基本结构，同时我国提倡的素质教育，要求我们学生要将理论和实际相结合，因此本次循迹智能小车的设计目的是锻炼自己理论与实际结合的动手能力，培养自己设计一个项目的独立能力。
1.2智能车的国内外研究现状
我国对智能车的研究是从20世纪90年代开始的，国防科技大学开发的红旗HQ3是我国第一辆自主开发的无人驾驶车，2011年7月中旬进行了一次从一个城市到另一个城市的无人驾驶实验，此次实验最终获得圆满成功，该实验在我国对无人驾驶车方面的研究具有史无前例的意义，为我国今后发展和推广无人驾驶车打下了坚实的基础，同时我国智能车的水平也达到了世界领先水平。红旗HQ3总行程一共有286公里，历时一共3小时22分钟，在测试的路程中经历了恶劣的环境和天气，比如降雨和大雾，途中还遇到了复杂的交通状况，进行自动超车累积67次，期间仅仅进行了2.24公里的人工控制，其余的比如行驶速度和方向均由计算机来控制。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的研究目的和意义 1
1.2智能车的国内外研究现状 2
1.3智能车的发展趋势 3
1.4本文将要研究的内容 4
第二章 循迹智能小车的理论知识和系统方案 5
2.1循迹小车的基本原理 5
2.2红外通信原理 5
2.3循迹智能小车系统框图 8
第三章 循迹智能小车硬件功能设计 9
3.1 STC89C51主控芯片电路 9
3.2时钟晶振电路 10
3.3复位电路 11
3.4电源供电电路 12
3.5蜂鸣器应用电路 13
3.6数码管显示电路 13
3.7电机驱动电路 14
3.8红外遥控电路 15
3.9循迹传感器电路 16
3.10避障模块 17
第四章 循迹智能小车软件功能设计 18
4.1智能小车系统软件设计 18
4.2红外遥控程序设计 19
4.3电机驱动设计 20
4.4小车循迹设计 21
结束语 22
致谢 23
参考文献 24
附录一 25
附录二 26
附录三 30
附录四 38
第一章 绪论
1.1课 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
题的研究目的和意义
在如今的21世纪，自动控制在不同方面特别是工业方面发挥着无可替代的作用，机械自动化、电气自动化和电子信息工程早已不再有明确的区分界限，传感器技术与自动控制技术的发展尤为迅速，智能（intelligence）也逐渐映入人们的眼帘。当今世界各国自动控制技术和传感器技术的开发和应用也有了相当大的进展，就比方说德国，德国库卡（KUKA）公司发明了一款会打乒乓球的机器人，并与德国著名乒乓球运动员蒂姆波尔进行了一场史无前例的乒乓球人机大战，最终波尔9:11不敌机器人。
汽车目前是机械行业无可替代的重要产品之一，但是随着人们对汽车安全、环保以及舒适度要求的不断提高，推动了汽车由传统的机电产品向高新技术产品的转型。因此电子信息产品也逐渐融入到汽车的设计和生产之中，具备先进功能的汽车才能更加受到客户们的青睐。汽车不再仅仅是作为人们外出的冰冷的铁皮工具，而是具有娱乐、办公等多功能、智能化、提高用户体验的“服务员”。
世界上较为典型的机器人赛事有亚太大学生机器人大赛（ABU Robocon）、机器人世界杯（Robot World Cup）、灭火竞赛（Robot extinguishing the game）、综合竞赛等，智能车竞赛比较有影响力的是“飞思卡尔”杯，可见人们对智能化创新的重视。我国智能创新比赛是在上个世纪末开始引入的，在这些年里我国智能化创新的发展经历了曲折的历程，同时也培养了我国一大批优秀的人才，推动了我国相关科学技术领域的发展，为我国的发展与崛起奠定了夯实的基础，然而与国际上先进的技术水平相比较还是有相当大的差距的，因此作为我国当代的大学生，应该要发愤图强，努力追赶国际先进技术水平甚至超过。
什么是智能车辆呢？所谓的智能车辆（Intelligent Vehicles）其实是基于普通车辆，装有传感器系统、控制器系统、执行器系统等先进系统的，集环境感知和检测、自动调节和控制、信息采集和处理等高新科技为一体的综合体。而其中，智能小车是智能车辆的雏形，研究智能小车是发展智能车辆的基础。
智能小车是新时代的产物，是将来发展的趋势，它无需人进行相应的管理，可以根据环境自动预设模式运转工作，例如火星探测，它可以代替人完成探测等工作。有的智能小车可以统计行驶的路程、显示当前的速度和时间，同时它还具有避障、自动循迹、遥控、接收和发送信息等功能。
智能小车由三个部分组成，一是传感器部分，二是控制其部分，三是执行器部分。首先，传感器部分的作用是接收获取外部信息，就如同人类的视觉、听觉等五官。然后，控制器部分的作用是接收传感器部分采集并发送而来的信息，智能小车会产生依照预先准备好的程序作出相应动作的信号，也就是控制信号，执行器部分会接收这个控制信号。最后，执行器部分的作用是使小车根据控制器发送过来的信息做出设计者预设的反应。
智能控制对当下以及今后的智能汽车发展影响深远，智能小车是当下乃至未来智能车的雏形，对智能小车学习与应用能帮助我们对智能车辆打下基础，了解智能车基本结构，同时我国提倡的素质教育，要求我们学生要将理论和实际相结合，因此本次循迹智能小车的设计目的是锻炼自己理论与实际结合的动手能力，培养自己设计一个项目的独立能力。
1.2智能车的国内外研究现状
我国对智能车的研究是从20世纪90年代开始的，国防科技大学开发的红旗HQ3是我国第一辆自主开发的无人驾驶车，2011年7月中旬进行了一次从一个城市到另一个城市的无人驾驶实验，此次实验最终获得圆满成功，该实验在我国对无人驾驶车方面的研究具有史无前例的意义，为我国今后发展和推广无人驾驶车打下了坚实的基础，同时我国智能车的水平也达到了世界领先水平。红旗HQ3总行程一共有286公里，历时一共3小时22分钟，在测试的路程中经历了恶劣的环境和天气，比如降雨和大雾，途中还遇到了复杂的交通状况，进行自动超车累积67次，期间仅仅进行了2.24公里的人工控制，其余的比如行驶速度和方向均由计算机来控制。
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