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摘 要

本文论述的是基于单片机的智能循迹小车的总体设计过程和详细的功能介绍。智能循迹以智能机器人系统为基础，让小车自动对行径路线进行识别，以及选择合适路线的一项功能。智能循迹小车将单片机、传感器、驱动电路以及自控等技术结合起来实现人们所预期完成的目标，并且过程之中不需要任何人为的管理便可自动实现循迹功能的新型科技。该技术当前在无人机车，无人工厂，仓库，智能机器人等多种领域广泛应用。

本次设计以STC89C52单片机为基础，来充当小车的系统控制核心，采用RPR220红外反射式开关传感器充当小车的循迹模块来对黑色标志线进行一系列的识别过程最后达到自动循迹的目的，并将其获得的无法被单片机直接识别的信号经过一系列的转化，变为能够被单片机识别的数字信号。其中，通过驱动芯片L298N组成的双H桥驱动模块来进行对直流电机的有效控制，软件系统的高级语言运用的是C程序语言，本设计中电路结构相对于其他各种设计较为简单，经济，可靠性也比较高。

关键词：STC89C52单片机；自动循迹；电机驱动

Design of Intelligent Trail Car Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

This paper discusses the overall design process and detailed function introduction of the intelligent tracking car based on single-chip microcomputer. Intelligent tracking is based on an intelligent robot system that allows the car to automatically identify the route and select the right route. Intelligent tracking car combines single chip microcomputer, sensor, driving circuit and automatic control technology to achieve the desired goal, and in the process, it can automatically realize the tracking function without any man-made management. The new technology of tracking function can be realized automatically without any man-made management in the process.

This design is based on the STC89C52 single chip microcomputer to act as the system control core of the intelligent tracking car.The RPR220 infrared reflective switch sensor is used as the tracking module of the car to carry on a series of recognition process to the black mark line and finally achieve the goal of automatic tracing. The signal that can not be directly recognized by MCU is transformed into digital signal, which is recognized by MCU through a series of transformations. Among them, through the drive chip L298N double H-bridge drive module to carry on the effective control to the DC motor, the high-level language of the software system uses the C program language, the circuit structure phase in this design. Other designs are simple, economical and reliable.

Keywords：Single Chip Microcomputer, Automatic Tracing, Driving Circuit

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 智能循迹小车概述 1

1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 1

1.1.2 智能循迹分类 2

1.1.3 智能循迹小车的应用 3

1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 4

第二章 智能循迹小车总体设计方案论证 5

2.1 整体设计方案 5

2.1.1 系统设计步骤 5

2.1.2 系统基本组成 5

2.2 整体控制方案确定 6

第三章 系统的硬件设计 7

3.1 单片机系统模块 7

3.1.1 单片机功能特性描述 7

3.1.2 晶振电路 8

3.1.3 复位电路 9

3.3 显示模块 9

3.4 循迹模块 10

3.5 电机驱动模块 12

3.5.1 L298N引脚结构 12

3.5.2 电机驱动原理 13

3.5.3 电机控制逻辑 15

第四章 系统的软件设计 16

4.1 系统控制流程 16

4.2 循迹算法设计 17

第五章 系统的总体调试 17

5.1 硬件的测试 17

5.2 软件的调试 18

第六章 结束语 19

致 谢 20

参考文献(References) 21

附录A 原理图及PCB图 22

附录B 程序代码 26

附录C 硬件实物图 31

第一章 引 言

随着人们进入二十一世纪，在计算机技术和科学创新的进一步发展之下，机器人方面的技术有了迅速的新阶段发展，而智能循迹小车作为机器人技术中的重要领头项目，担任着自动智能领域发展的典型代表。

1.1 智能循迹小车概述

智能循迹小车被称为 Automated Guided Vehicle ，是在距今六十多年前出现的前端智能运输机器人。同时它也配备着自动导向系统，并沿着设定的预期路径行驶，是较为安全的运载车辆。在某些领域中会选择以充电蓄电池为主要能量，由软件程序来对其运动的轨迹进行选择并加以其它动作，也可把电磁轨道安装在地面上来确定其行进的路线，无人搬运车通过接受电磁轨道的信号来进行相应的动作，不需要任何人为操作，自动地将货物从起点运输到终点。

AGV有一个独特的特征就是很强的智能化，按照仓库即时的需求、工艺的生产线选择合适而又正确的运输纽带，而且改变行径路线的费用相比于传统的输送轨道非常低廉。AGV的小车绝大多数运载着一些器械，自行对接其他的物流设备，并实现了物品运载以及输送的智能化过程。与此同时它也靠着蓄电池所提供的能源，也有着环保的作用以及运行过程中无噪音、无污染的特点，可以用在工作环境相对干净的地方。

1.1.1 循迹小车的发展历程回顾

随着社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，人们希望创造出一种来代替人来做一些非常危险，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就诞生了机器人这门学科。世界上的第一台机器人于1959年诞生，距今已然有50多年的历史，其中机器人技术也已经取得了飞速的发展与进步，现今发展成了一门结合了机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多方面技术的尖端科技。循迹小车至此经历了三代的技术创新变革：

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