小車的功能簡介：1） 小車以聲音來啟動，即小車上的駐極體接受到一定的聲音信號，再通過對信號的放大處理，將信號傳給單片機，使小車啟動（開始尋線）；2） 小車可以尋跡黑線，能夠沿白線的走向而自動完成小車的轉向等動作，在尋線的過程中還要對黑線下的鐵片進行檢測，當檢測到第5塊鐵片后，小車退出尋線程序，開是避障；3） 在小車的避障階段，小車能夠通過自己前方的紅外發射接收模塊，檢測前行方向的障礙物，并自動避開障礙物，繼續前行（避障的結束是以小車上的光敏傳感器檢測到200W燈泡的光為標志）；4） 當在發現障礙物時，小車會發出報警信號：小車上的蜂鳴器會響起，并且報警燈（LED）會亮起；5） 尋線和避障結束后（即光敏電阻檢測到光信號），小車能夠在200可的燈泡的光線指引下，完成小車的入庫動作；6） 利用小車底座上的霍爾元件檢測行駛途中的鐵片，并且在檢測到鐵片時，小車回暫停1秒，并且指示燈LED會亮起，在1秒后小車繼續開始尋線，檢測到鐵片的信息會傳到單片機進行記錄；7） 小車的一系列動作完成后，液晶顯示屏上還將顯示小車的行駛時間，以及檢測到的鐵片數目。尋跡檢測方案的選擇探測路面黑線的基本原理：光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙對光的反射系數不同，可以根據接收到的反射光強弱來判斷是否是黑線。利用這個原理，可以控制小車行走的路跡。下面幾種可行的方案是根據本原理設計的：方案一：采用集成的紅外發射接收對管（型號：）的信號檢測方案，如圖1-1所示。其工作原理：利用電位器的分壓作用，從比較器的正輸入端5輸入一個某一定幅值的電壓。當無光照時，光敏電阻呈現高阻狀態，輸入比較器的負輸入端6輸入一個高電平（大于端口5的電壓值），則此時比較器輸出低電平；反之，當有光照的時候，光敏電阻接收到反射的光，其阻值下降，則負輸入端6輸入的是低電平（小于端口5的電壓值），則此時比較器輸出高電平。本方案能達到基本的控制要求，但是它的缺點在于容易受到外界光線的干擾，不易于控制小車的行跡，損壞了信號采集的效果。解決辦法：調整傳感器的安裝位置，盡量避免外界光線的干擾。

VCC1-1發光二極管及光敏電阻組成的發射接收方案方案二：脈沖調制的反射式紅外發射接收器。由于采用該有交流分量的調制信號，側可大幅度減少外界干擾；另外紅外發射接收管的最大工作電流取決于平均電流。如果采用占空比小的調制信號，再平均電流不變的情況下，瞬時電流很大（50?100mA），則大大提高了信噪比。并且其反應靈敏，外圍電路也很簡單。如圖1-2所示。它的優點是消除了外界光線的干擾提高了靈敏度，制作比較簡單。1-2脈沖調制的反射式紅外發射接收方案由以上兩種方案比較可知。方案二要比方案一優勢大，但是方案一的電路簡單，工作性能還算比較穩定，能夠基本滿足項目的需求。從而避免了電路的復雜性，因此我先用方案一作為小車的線路監測系統。電動機的選擇市場上用很多種類的小電壓直流電動機，購買也很方便。主要有普通電動機、和步進電動機。方案一：采用步進電機，步進電動機的一個顯著的特點就是具有快速啟動和停止能力，而且最重要的還是它能夠準確地行使我們所要求的路程，能夠達到我們所要求的標準。對于步進電機而言當，當負荷不超過其所能提供的動態轉矩值時，步進電機就能夠立即啟動或反轉。其轉換靈敏度比較高。正轉、反轉控制靈活。但是步進電機的價格比較昂貴，且編程也相對復雜些，占用過多的IO口，對于單片機的資源是種浪費。因此性價比較低。方案二：采用普通的直流電機。直流電機具有優良的調速特性，調速平滑、方便。調整范圍廣；過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現頻繁的無極快速啟動、制動和反轉。能滿足各種不容的特殊運行要求，最重要的是它使用容易且價格便宜。由于普通直流電機價格適宜，更易于購買，并且電路相對簡單，因此建議采用直流電機作為動力源。電動機驅動方案的選擇方案一：采用電路網絡或數字電位器調整電動機的分壓，從而達到調整速度目的。但是組織網絡只能是先有極調速，而數字電阻的元器件價格比較昂貴，且可能存在于干擾。更主要的問題在于一般電動機的電阻比較小但電流很大，分壓不僅會降低效率，而且實現很困難。方案二：采用繼電器對電動機的開關控制，通過控制開關的切換速度實現對小車的速度進行調整。這個電路的優點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應時間長，易于損壞，壽命較短、可靠性小。方案三：采用四個大功率晶體管組成H橋式電路，四個大功率晶體管分為兩組，交替導通和截止，用單片機控制使之工作在開關狀態，進而控制電機的運行。該控制電路由于四個大功率晶體管只工作在飽和與截止狀態下，效率非常高，并且大功率晶體管開關的速度很快，穩定性也極強，是一種廣泛采用的電路，可以選擇了四個大功率晶體管組成H橋式電路的293集成。^CC1VCC21-3L293集成芯片由于本項目所選用的電機所須用的電流較小，并沒有超過了293所能承受的范圍，因此，我們L293進行驅動。障礙物探測方案的選擇方案一：采用光電開關，因為其反應靈敏，外圍電路也很簡單。它的優點是消除了外界光線的干擾提高了靈敏度。方案二：采用超聲波傳感器，如果傳感器接收到反射的超聲波，則通知單片機前方有障礙物，如則通知單片機可以向前行駛。市場上很多紅外光電探頭也都是基于這個原理。這樣不但能準確完成測量，而且能避免電路的復雜性。但是由于光電開關的輸出電壓較高，因此在電路的設計當中我們還采用了電位器進行分壓，使其產生適合于單片機接受的電平。我們在這里采用的是第一種方案如圖1-4所示。因為第二種方案超聲波傳感器價格比較昂貴。

JP_O2RO2Res21K9VGNDJP_O2RO2Res21K9VGND在這里接 插光電開關Header3Obs220KP23圖1-4光電開關使用電路圖尋找光源的方案方案一：采用光敏電阻為傳感器件，將光敏電阻置于黑盒子里面，黑盒子開有一條細逢，而光敏電阻就被安置在盒子中一定的位置上，然后在將盒子安置在車子的恰當位置上，這樣：當光線照射于兩光敏電阻之間時，小車就執行前進的動作；當光線照射在左邊的光敏電阻時，小車就執行右轉的動作；而當右邊的光敏電阻感受到光照時，小車則左轉；在小頂部的光敏電阻受到光照時，表明已成功抵達目的地，任務完成。電路原理如圖1-5：光敏的m圖光敏的m圖1-56.聲音傳感啟動的方案話筒的原理：話筒中的震動片根據聲波的變化情況進行震動，從而導致話筒的電阻值的變化，因此，在這里我們采用了和尋找光源相同的電路原理，如圖1-6所示，及當駐集體感受到一定強度的聲波時，駐集體的電阻值會變小，從而分壓值也會隨著變化，因此當電壓值的變化超過比較值時，比較器的輸出值也會變化，從而向單片機發出啟動的指令。

VCCU2CLM324NP2_0VCCU2CLM324NP2_0圖1-6聲音的功放電路我們采用了TDA2822運放芯片，在J_Speak處連接喇叭，那么從?_37輸入的電信號就會經過功放電路從喇叭輸出VCCU4P37|R-Spk110K213"IFVsInput+(1)NCNCNCNCNCInput-(1)Input+(2)Input-(2)16100uFU4P37|R-Spk110K213"IFVsInput+(1)NCNCNCNCNCInput-(1)Input+(2)Input-(2)16100uF14C-Spk2T10uFI'4.7KI、1000uF*0.1uF1'21'2JHeader2GNDGNDOutput(1)GNDOutput(2)GNDTDA2822鐵片檢測的方案考慮到鐵片的性質，因此我們主要想利用霍爾元件來實現對鐵片的檢測。方案一：打算自己設計霍爾檢測電路。這樣可以降低成本。但是，它不易安裝，使

用的性能無法保證。方案二：采用市場上現有的霍爾開關，其特點是使用簡單，穩定性好，對于本項目來說，安裝也相當的方便。其設計設計電路，如圖1-8所示（與光電開關的使用一樣）：JPI1JPI1圖1-8（霍爾開關的使用電路）路程的檢測：方案一：采用光電編碼器。光電編碼器能夠對路程進行精確的檢測，具有十分良好的性能，現在對光電編碼器的使用也很普遍。方案二：利用在履帶上黏結鐵皮，通過記錄檢測到鐵皮的次數N，再測量出履帶的長度L，于是利用行使路程S=N*L。由于是對鐵片的檢測，因此檢測電路采用了跟前面鐵片檢測相同的電路，如圖1-9JPI2安插霍爾開關2Iron2.20K P35―I1'圖1-9（霍爾開關的使用電路）供電方案的選擇方案一：采用兩個電源供電，將電動機驅動電源與電片機以及其周邊電路電源完全隔離，利用光電耦合器傳輸信號。這樣可以使電動機驅動所造成的十擾徹底消除，提高了系統的穩定性，但是多一組電池，增加了小車的重量，同時也增加了小車的慣性，消弱因為電動機的控制性能，降低了靈敏度，而且從成本上來講也增加了不少。方案二：采用單一電源供電。電源直接給電動機供電，因電動機起動瞬間電流較大，會造成電源電壓波動，因而控制與檢測部分電路通過集成穩壓塊供電，將電壓穩定在一定數值范圍內，以免有波動電壓造成電路的損毀，其供電也比方案一簡單。我們在選用的時候，我們選用第二種方案供電，如圖1-5所示。因為，這樣可以減小在電源方面的開銷，使電動機驅動所造成的干擾比較小，能夠保證系統的穩定性，可以達到比賽所追求的目標。圖1-6電路供電方案圖8.控制核心CPU的選擇方案一:市場上流通很多種類的單片機，在一般性能上都可以達到要求，例如AT89C51、羚羊系列等都可以用于控制小車，缺點在于：要么是不能夠電反復擦寫，要么就是下載器的價格太高，且羚羊的單片機價錢比較貴。不利于小資本實驗。方案=:AT89S52系列單片機價錢容易接受，可以在線下載，下載器也比較容易購買到，方便攜帶應用。例如，AT89S52擁有足夠的內存來存儲程序及數據，它也擁有足夠多的IO端口和中斷響應端口，方便我們對小車的控制。因此，我選擇了第二種方案，采用AT89S52作為控制核心，利用從傳感信號對小車進行控制。如圖1-5所示。

迫農通PD.Q'ADD38]37]P0.2W皿36]叩.*占。335]=,D.^.AD4倒11姑U0533]叩.臥3532]PD.7/AD731|zA.''.'pp3D]ALE29)JL!LN弋.了以虧27]吒.曲匕32.SA-3片引腳圖)24]弋123]久.泌c22]如70弋二拓第二部分：軟件的設計程序的流程圖：本項目完整的程序：#include<reg52.h>#include<math.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharR=2;//對鐵片數量進行全局變量的設定ucharcom;uchardat;uchartdata;uchari;uintshe;// 有關液晶的函數聲明voiddsp(); //顯示voiddelay(uintshijin); 〃延時voidwritedata(uchar com); //寫數據voidwritecode(uchar cmd); //寫命令// 各種數據的定義uintjourney=0;//路程ucharjourney1=0;ucharjourney2=0;ucharjourney3=0;ucharjourney4=0;uinttime=1; 〃時間uinttime_1=1;uinttime1=0;uinttime2=0;uinttime3=0;uintspeed=0;

ucharspeed1=0;ucharspeed2=0;// 293對電機的控制信號的sbitEnable=P1"0;//左和右電機使能控制sbitL1=P1"1;sbitL2=P1”2;sbitR1=P1”3;sbitL1=P1"1;sbitL2=P1”2;sbitR1=P1”3;sbitR2=P1”4;// sbitLightL=P1"5;sbitLightR=P1"6;sbitLightM=P1"7;sbitVoice=P2”0;sbitLineL=P2”1;sbitLineR=P2”2;sbitObstacleL=P2”3;sbitObstacleR=P2”4;sbitRS=P2”6;sbitRW=P2”7;sbitE=P3”3;sbitIron=P3”2;〃左電機控制1〃左電機控制2〃右電機控制1〃右電機控制2傳感信號的獲取//左光源的檢測//右光源的檢測〃中間光源的檢測//聲音啟動信號//尋線左傳感器//尋線右傳感器〃左障礙物的檢測//右障礙物的檢測//液晶屏使能端//檢測到鐵片的外部中斷INT0voiddelay(uintshijin)//100us(uinti;ucharj;for(i=0;i<shijin;i++);for(j=0;j<120;j++);}voiddelay50us(unsignedcharn)//50us(unsignedchari,j;for(i=n;i>0;i--)for(j=50;j>0;j--);}// 液晶屏幕的寫數據函數和寫命令函數voidwritedata(ucharcom)// 寫數據函數(RS=0;RW=1;do(P0=0XFF;E=1;E=0;}while(tdata&0x80);(RS=1;RW=0;P0=com;E=1;delay(2);E=0;}}voidwritecode(ucharcmd)// 寫命令函數(RW=1;RS=0;do(P0=0xff;E=1;tdata=P0;E=0;}while(tdata&0x80);(RW=0;P0=cmd;E=1;delay(2);E=0;}}// 行使方式的定義voidHead(void) 〃前進(L1=1;L2=0;R1=1;R2=0;}voidTurn_right(void)〃右轉(L1=1;L2=0;R1=0;R2=0;}voidTurn_left(void)〃左轉(L1=0;L2=0;R1=1;R2=0;}voidStop(void) 〃停車(L1=0;L2=0;R1=0;R2=0;}voidBack(void)(L1=0;L2=1;R1=0;R2=1;}尋線子程序voidFollow_Line(void)(if(LineL==0&&LineR==0)Stop();elseif(LineL==0)Turn_right();elseif(LineR==0)Turn_left();elseHead();}// 尋找光源voidSearch_Light(void)(while(1)(if(LightL==0)(Turn_right();delay50us(1);}elseif(LightR==0)(Turn_left();delay50us(1);}elseif(LightM==0)(Head();delay50us(1);}else(Stop();}}}// 躲避障礙物的程序voidAvoid(void)if(ObstacleR==0&&ObstacleL==0)(Back();delay50us(5);Turn_right();delay50us(5);}elseif(ObstacleR==0&&ObstacleL!=0)(Turn_left();delay50us(5);}elseif(ObstacleR!=0&&ObstacleL==0)(Turn_right();delay50us(5);}else(Head();delay50us(5);}Iron_Disp(ucharn)(switch(n)// 檢測到鐵片時的顯示記錄函數(case1:writecode(0x01);writedata(0xcc);writedata(0xfa);writedata(0xc6);writedata(0xac);writedata(0xca);writedata(0xfd);writedata(0xa1);writedata(0xc3);writedata(0xa3);writedata(0xb1);break;//鐵片數：1case2:writecode(0x01);writedata(0xcc);writedata(0xfa);writedata(0xc6);writedata(0xac);writedata(0xca);writedata(0xfd);writedata(0xa1);writedata(0xc3);;writedata(0xa3);writedata(0xb2);break;case3:writecode(0x01);writedata(0xcc);writedata(0xfa);writedata(0xc6);writedata(0xac);writedata(0xca);writedata(0xfd);writedata(0xa1);writedata(0xc3);;writedata(0xa3);writedata(0xb3);break;case4:writecode(0x01);writedata(0xcc);writedata(0xfa);writedata(0xc6);writedata(0xac);writedata(0xca);writedata(0xfd);writedata(0xa1);writedata(0xc3);;writedata(0xa3);writedata(0xb4);break;case5:writecode(0x01);writedata(0xcc);writedata(0xfa);writedata(0xc6);writedata(0xac);writedata(0xca);writedata(0xfd);writedata(0xa1);writedata(0xc3);;writedata(0xa3);writedata(0xb5);break;}}Num_Disp(charn)(switch(n)(case0:writedata(0xa3);writedata(0xb0);break;case1:writedata(0xa3);writedata(0xb1);break;case2:writedata(0xa3);writedata(0xb2);break;case3:writedata(0xa3);writedata(0xb3);break;case4:writedata(0xa3);writedata(0xb4);break;case5:writedata(0xa3);writedata(0xb5);break;case6:writedata(0xa3);writedata(0xb6);break;case7:writedata(0xa3);writedata(0xb7);break;case8:writedata(0xa3);writedata(0xb8);break;case9:writedata(0xa3);writedata(0xb9);break;}}// 主函數voidmain(void)(writecode(0x01);//對液晶屏的初始化delay(200);writecode(0x30);writecode(0x0c);writedata(0xcb);writedata(0xc9);writedata(0xfa);writedata(0xd7);writedata(0xd5);writedata(0xb9);writedata(0xc5);writedata(0xcb);writedata(0xad);writedata(0xce);writedata(0xde);writedata(0xcb);writedata(0xc0);writedata(0xa1);writedata(0xa0);writedata(0xf4);writedata(0xc8);writedata(0xa1);writedata(0xb5);writedata(0xa5);writedata(0xd0);writedata(0xc5);writedata(0xd5);writedata(0xd6);writedata(0xba);writedata(0xb9);writedata(0xc7);writedata(0xe0);writedata(0xa1);writedata(0xa0);writedata(0xb4);writedata(0xd2);writedata(0xb4);writedata(0xd2);writedata(0xb5);writedata(0xc4);writedata(0xce);writedata(0xd2);writedata(0xc0);writedata(0xb4);writedata(0xc1);writedata(0xcb);while(Voice)();if(Voice==0)(TMOD=0xEA;〃用于T0計時，工作模式2；T1計數，工作模式2；TH0=0x06; //每250us中斷一次TL0=0x06;TH1=0X00;TL1=0X00;EA=1; //開中斷ET0=1; 〃允許TF0中斷EX0=0; 〃允許INT0EX1=1;TR0=1; 〃啟動關閉控制位TR1=1;while(1)(do(Search_Light();}while(LightL==0||LightR==0||LightM==0||ObstacleR==0||ObstacleL==0);do(Search_Light();}while(LightL==0||LightR==0||LightM==0);do(Avoid();}while(ObstacleR==0||ObstacleL==0);}}}// 中斷函數01,輸出pwm信號voidPwm1()interrupt1(unsignedintij;Enable=0;for(ij=4;ij>0;ij--);Enable=1;time_1++;if(time1==4000)(time++;time1=0;

//外部中斷//外部中斷INT0/*voidIroner()interrupt2(// 判斷是否檢測到鐵片intii;intjj;if(R<=5)(Stop();switch(R);delay50us(8000);R++;for(ii;ii<600;ii--)(for(jj;jj<600;jj--)(Follow_Line();}}}}*/

voidTimer()interrupt3(time_1++;if(time_1==4000)(time++;time_1=0;}}// 外部中斷INT0voidMission_End()interrupt0(Stop();journey=(TH1*16+TL1)*27;//路程journey1二journey/1000;journey2=(journey/100)%10;journey3=(journey/10)%10;journey4=journey%1000;time1=time/100;〃時間time2=(time/10)%10;time3=time%100;speed二journey/time;writecode(0x01);/*writedata(0xc8);//任wri