本文檔的主要內容詳細介紹的是使用單片機進行智能尋跡小車的設計資料合集免費下載包括了：畢業設計論文，參考資料，尋跡傳感器模塊（傳感器51測試程序：傳感器51測試程序，傳感器51測試程序），L298N電機驅動模塊程序書，（紅外避障模塊紅外對管：避障傳感器模塊電路圖，傳感器51測試程序，紅外避障模塊使用說明書），智能尋跡小車原理圖，程序。

　　當今世界，自從進入到二十一世紀以后，科技便不斷加速發展，在各行各業中，涌現了許許多多的新的科學技術，由這些新的科學技術帶來的新的科技產品，也逐漸融入到人民的日常生活中，自動駕駛技術便是其中之一。何為自動駕駛技術？自動駕駛技術即為車輛在行駛過程中，無人為參與、自動按照設定路線行駛，當遇到障礙物時可以自行避開障礙物的無人駕駛車輛。無人駕駛技術有兩大技術要點，即為循跡與避障。

　　本文研究一種基于單片機的智能小車系統設計，本系統以單片機作為控制核心，驅動電機實現小車行駛，利用光學傳感器實現小車的循跡行駛，以及避障行駛。本系統采用一種特殊算法，實現小車在不同行駛模式下，具有不同的行駛速度。整個系統無人為參與，極大的提高了系統的安全性，避免出現人為誤操作，造成車毀人亡的事故。

　　隨著微電子技術的逐步成熟和不斷發展，微處理器芯片的集成度也越來越高，在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路等元器件，從而構成了“單芯片微型計算機”，簡稱單片機。

　　我國開始使用單片機是從1982年，從開始就得到了迅速的發展。單片機的發展趨勢是從1976年Intel公司率先推出8位機MCS-48系列，1980年又推出了內部功能單元集成度強的8位機MCS-51系列產品，其性能大大超過并取代了MCS-48系列產品。最早期的單片機都是8位或者4位的，最為成功的是Intel公司推出的8位單片機8031，并且因為其容易開發和靠靠性較高的特點，獲得了一致的好評。隨著工業控制領域要求的提高，單片機進一步發展，出現了16位的單片機，其性能更為可靠，并得以迅速的發展。當代的單片機已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入操作系統被廣泛應用于全系列單片機上，作為現在高端的電子設備中使用。

　　現在常規的單片機普遍都是將CPU、RAM、ROM、并行和串行通信接口，中斷服務系統、定時計數器電路、內部時鐘電路集成在一起的芯片上。增強型的單片機還集成了如A/D轉換器、PCA計數器、看門狗、使用方便，因此被大多數人所接受和使用。

　　步入二十一世紀以后，科學技術不斷發展，近年來無人技術越來越滲透到我們生活的各個方面，如無人超市、無人售票、無人駕駛汽車等等，越來越多的行業開始使用無人技術，隨著這些技術的滲透，人們開始解放了雙手，提高了效率，讓生活變得越來越便捷。

　　本文擬研究一種智能小車系統，通過收集市面上各類無人駕駛技術的信息與資料，構建出一種基于單片機的智能小車系統，從而實現循跡與避障的功能。

　　現代社會中，以智能為主題的小車系統的發展越來越快，技術也越來越成熟。近年來，無人駕駛技術這一話題也越來越火熱。由于汽車行駛關乎我們的人身安全，因此無人駕駛技術的可靠性、安全性，一直備受人民質疑。如果解決安全問題，提高汽車在行駛過程中的安全性，成了我們必須要解決的問題。

　　根據要求，本文設計了一種簡單的智能小車系統，本系統只包含循跡與避障部分，目的為簡化系統，減少其他因素干擾，以驗證本系統設計的循跡避障系統是否符合安全性、可靠性要求。

　　本文確定如下設計方案：以單片機作為控制核心，驅動電機實現小車行駛，利用光學傳感器實現小車的循跡行駛，以及避障行駛。本系統采用一種特殊算法，實現小車在不同行駛模式下，具有不同的行駛速度。整個系統無人為參與，極大的提高了系統的安全性，避免出現人為誤操作，造成車毀人亡的事故。

　　中央控制系統是整個智能小車的系統核心，它負擔著整個系統的信號判斷、數據運算以及模塊控制等重要責任，因此，選擇一款可靠的單片機變得十分重要，好的傳感器可以為我們后面的設計研發節省很大時間。為此，有如下幾種方案可供選擇。

　　方案一：

　　選擇STC公司生產的STC89C52RC作為控制系統核心，該單片機從被設計出到如今已有許多年的歷史，并且該款單片機如今還被應用在各行各業中，其主要參數為：8k字節Flash，512字節RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，內置4KB EEPROM，MAX810復位電路，3個16 位定時器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構（兼容傳統51的5向量2級中斷結構），全雙工串口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。此款單片機的優點為性能穩定且價格低廉，但運算能力不強。

　　方案二：

　　選擇ARM公司生產的STM32系列單片機作為控制核心，該單片機主要參數如下：ARM 32位的Cortex-M3、最高72MHz工作頻率，在存儲器的0等待周期訪問時可達1.25DMips/MHZ（DhrystONe2.1）、單周期乘法和硬件除法。此款單片機的優點為運算能力強，但是價格高昂，且外圍電路較為復雜。

　　對比兩種單片機，我們選擇方案一的STC89C52單片機作為整個系統的控制核心，此款單片機的可靠性經受這么長時間的驗證，完全符合系統的要求，并且運算能力足以滿足本系統的要求，外圍電路簡單，因此，選擇此款單片機作為整個系統的控制核心。

　　2.2 電機驅動系統

　　由于電機運行時需要較大的電流，單片機的I/O口可以提供的電流十分小，只有幾百毫安，因此，我們需要專門的電機驅動系統來驅動電機。根據要求，我們有如下電機驅動方案。

　　方案一：

　　利用繼電器對電機進行驅動，繼電器的特點為以小電流便可控制大電流、大功率電路，因為控制電路與被控電路是分開的，所以被控電路對主控電路產生不了影響。因此利用繼電器驅動，其優點為可以提供大電流，但是其缺點為不夠實時，因為繼電器通斷需要時間。

　　方案二：

　　使用ULN2003大功率晶體管來驅動直流電機，其內部為多路達林頓管組成的驅動陣列，在5V供電電壓下，可直接與單片機的I/O口相連，其硬件結構簡單，而且驅動原理也十分簡單，易于使用。但由于外圍電路簡單，所以其抗干擾能力較弱。

　　方案三：

　　采用專用電機驅動芯片L298N來做本系統的驅動芯片，該芯片內部包含兩個H橋驅動電路，每路可以向外提供2A的電流，可以帶動較大負載。其外圍電路包含了抗干擾電路設計，使用起來十分穩定。其缺點為運行時間過長時，有較大的熱量，因此在使用時，我們需要增加散熱片，來降低芯片溫度，保證期使用年限。

　　通過對比方案一、二、三，最終，我才用方案三中的L298N作為本系統的電機驅動芯片，使用L298N，既可以保證穩定性，又可以保證使用年限。

　　本系統以單片機作為控制核心，驅動電機實現小車行駛，利用光學傳感器實現小車的循跡行駛，以及避障行駛。經過一系列的安裝與調試，實現了如下的功能：

　　一、系統上電后，進行開機自檢，檢查各部分部件是否正常，若有不正常部件，則小車不會啟動，直至故障排除。

　　二、本系統完成了兩大設計功能，分別為循跡與避障。在循跡模式下，小車可以按照預先設定的路線進行行車，根據不同的行車狀態，小車還會有不同的行駛速度；在避障模式下，小車可以及時躲避障礙物，當前方障礙物較多時，小車會選擇后退，然后左拐，從而躲避這群障礙物群。

　　通過本次的設計，我學到了許多課堂上學不到的知識，提高了我的動手能力，也提高了我的發現問題、分析問題、以及解決問題的能力。讓我明白，對于無論一個多么龐大的程序，都可以分解成一個個的子程序，每個子程序又可以繼續細分下去，直到落實到幾條簡單的C語句。而且，盡管程序再多，資料再亂，程序的執行都是有先有后的（即程序流程）。另外，良好的程序設計風格可以大大提高程序可讀性和避免很多BUG的出現，即使出錯也很容易調試。

　　對于本次設計，還有許多的地方可以改進。對此，我總結了如下幾點：

　　一、現在無人駕駛汽車有一功能變得越來越火熱，那就是通過移動端來控制汽車的運動狀態，就像游戲城中的開汽車一樣，通過操控幾個虛擬按鍵，便可以實現汽車的前進、拐彎、以及后退，十分便捷。

　　二、增加語音提示模塊，當小車遇到障礙物時，可以發出語音提醒，這樣更直觀，更有安全性。