51单片机智能送药小车报告(基于单片机的智能药箱)

51单片机智能小车制作，求通俗易懂的讲解

系统的单片机程序：

#include"reg52.h"

#definedet_Dist2.55//

单个脉冲对应的小车行走距离，其值为车轮周长

/4#defineRD9//

小车对角轴长度。

#definePI3.1415926

#defineANG_9090

#defineANG_90_T102

#defineANG_180189/

全局变量定义区。

/sbitP10=P1^0;//

控制继电器的开闭sbitP11=P1^1;//

控制金属接近开关。

扩展资料：

控制器部分：接收传感器部分传递过来的信号，并根据事前写入的决策系统（软件程序），来决定机器人对外部信号的反应，将控制信号发给执行器部分。好比人的大脑。

执行器部分：驱动机器人做出各种行为，包括发出各种信号（点亮发光二极管、发出声音）的部分，并且可以根据控制器部分的信号调整自己的状态。

对机器人小车来说，最基本的就是轮子。这部分就好比人的四肢一样。 传感器部分：机器人用来读取各种外部信号的传感器，以及控制机器人行动的各种开关。好比人的眼睛、耳朵等感觉器官。

我用51单片机做个智能小车四驱的！想要实现差速转向，怎么做！要pwm控制！需要几个定时器！一个可以

电子差速从几年前就有人投入了研究，分主动差速和被动差速。被动差速是控制两个电机严格的按照等转矩或等功率运转，主动差速是根据要求控制两个电机按一定的差速比闭环调速运转。

51系列单片机指令周期太长，不适合做电机驱动，无法实现电子差速的要求，建议使用性能更好单片机来完成，比如dsPIC,STM32,AVR系列等。

单片机实训总结范文5篇

单片机实训课程，是农业工程类专业非常重要的专业技术课，是后续专业实践课的基础，大家做好实训 总结 ，总结更多的 经验 。下面是我给大家带来的单片机实训总结 范文 _单片机实训 工作总结 ，以供大家参考，我们一起来看看吧!

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▼ 单片机实训总结范文篇一：

通过今次单片机实训，使我对单片机的认识有了更深刻的理解。系统以51单片机为核心部件，利用汇编软件编程，通过键盘控制和数码管显示实现了基本时钟显示功能、时间调节功能，能实现本设计题目的基本要求和发挥部分。

由于时间有限和本身知识水平的限制，本系统还存在一些不够完善的地方，要作为实际应用还有一些具体细节问题需要解决。例如：不能实现只用两个按键来控制时钟时间，还不能实现闹钟等扩展功能。

踉踉跄跄地忙碌了两周，我的时钟程序终于编译成功。当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。

但在这次实训中同时使我对汇编语言有了更深的认识。当我第一次接触汇编语言就感觉很难，特别是今次实训要用到汇编语言，尽管困难重重，可我们还是克服了。这次的实训使培养了我们严肃认真的做事作风，增强了我们之间的团队合作能力，使我们认识到了团队合作精神的重要性。

这次实训的经历也会使我终身受益，我感受到这次实训是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。

▼ 单片机实训总结范文篇二：

通过这一个学期的单片机学习，我收获了很多关于单片机的知识，并且这些知识和日常的生活息息相关。了解了一些简单程序的录入，LED 显示器 、键盘、和显示器的应用和原理。

LED显示器：LED显示器是由发光二管组成显示字段的器件。通常的8段LED显示器是由8个发光二极管组成，LED显示器分共阳极和共阴极两种。有段选码和和位选码。当LED显示器每段的平均电流位5MA时，就有较满意的亮度，一般选择断码5-10MA电流;位线的电流应选择40-80MA。LED显示器的显示方式有动态和静态两种。7289A芯片是具有SPI串行接口功能的显示键盘控制芯片，它可同时取得8位共阴极数码管和64个键的键盘矩阵。7289A的控制指令分为两类：8位宽度的单字节指令和16位宽度双字节指令;还有闪烁指令和消隐指令。7289A采用串行方式SPI总线与微处理器通信;7289A与AT89C52接口电路，在实际电路中无论接不接键盘，电路中连接到其各段上的8个 100千欧的下拉电阻均不可以省去，如果不接键盘而只接显示器可以省去8个10千欧电阻，若仅接键盘而不接显示器，可省去串入DP及SA-SG连线的8个220欧电阻，7289A还需要外接晶体振荡电路。液晶显示器简称LCD，其显示原理是用经过处后的液晶具有能改变光线传输方向的特性，达到显示字符和图形的目的。最简单的笔段式液晶显示器类似于LCD显示器，可以显示简单的字符和数字，而目前大量使用的是点阵式LCD显示器，既可以显示字符和数字也可以显示汉字和图形。如果把LCD显示屏、背光可变电源、接口控制逻辑、驱动集成芯片等部件构成一个整体，是的与CPU接口十分方便。

键盘：键盘是最常见的计算机输入设备，它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上。计算机操作者通过键盘向计算机输入各种指令、数据，指挥计算机的工作。按照键盘的工作原理和按键方式的不同，可以划分为四种：机械式键盘采用类似金属接触式开关，工作原理是使触点导通或断开，具有工艺简单、噪音大、易维护的特点。 塑料薄膜式键盘键盘内部共分四层，实现了无机械磨损。其特点是低价格、低噪音和低成本，已占领市场绝大部分份额。 导电橡胶式键盘触点的结构是通过导电橡胶相连。键盘内部有一层凸起带电的导电橡胶，每个按键都对应一个凸起，按下时把下面的触点接通。这种类型键盘是市场由机械键盘向薄膜键盘的过渡产品。 无接点静电电容式键盘使用类似电容式开关的原理，通过按键时改变电极间的距离引起电容容量改变从而驱动编码器。特点是无磨损且密封性较好。

按照按键方式的不同键盘可分为接触式和无触点式两类。接触式键盘就是我们通常所说的机械式键盘，它又分为普通触点式和干簧式。普通触点式的两个触点直接接触，从而使电路闭合，产生信号;而干簧式键盘则是在触点间加装磁铁，当键按下时，依靠磁力使触点接触，电路闭合。与普通触点式键盘相比，干簧式键盘具有响应速度快、使用寿命长、触点不易氧化等优点。无触点式键盘又分为电容式、霍尔式和触摸式三种。其中电容式是我们最常用到的键盘类型，它的触点之间并非直接接触，而是当按键按下时，在触点之间形成两个串联的平板电容，从而使脉冲信号通过，其效果与接触式是等同的。电容式键盘击键时无噪声，响应速度快，但是价格很高一些。

显示器：按照显示器的显示管分类CRT、LCD。按显示色彩分类单色显示器、彩色显示器。按大小分类通常有14寸、15寸、17寸和19寸，或者更大。显示管的屏幕上涂有一层荧光粉，电子枪发射出的电子击打在屏幕上，使被击打位置的荧光粉发光，从而产生了图像，每一个发光点又由“红”“绿”“蓝”三个小的发光点组成，这个发光点也就是一个象素。由于电子束是分为三条的，它们分别射向屏幕上的这三种不同的发光小点，从而在屏幕上出现绚丽多彩的画面。显示器显示画面是由显示卡来控制的。若仔细观察显示器上的文本或图像是由点组成的，屏幕上点越多越密，则分辨率越高。

屏幕上相邻两个同色点的距离称为点距，常见点距规格有0.31mm、0.28mm、0.25mm等。显示器点距越小，在高分辨率下越容易取得清晰的显示效果。电子束采用光栅扫描方式，从屏幕左上角一点开始，向右逐点进行扫描，形成一条水平线;到达最右端后，又回到下一条水平线的左端，重复上面的过程;当电子束完成右下角一点的扫描后，形成一帧。此后，电子束又回到左上方起点，开始下一帧的扫描。这种 方法 也就是常说的逐行扫描显示。而隔行扫描指电子束在扫描时每隔一行扫一线，完成一屏后再返回来扫描剩下的线，这与电视机的原理一样。隔行扫描的显示器比逐行扫描闪烁得更厉害，也会让使用者的眼睛更疲劳。完成一帧所花时间的倒数叫垂直扫描频率，也叫刷新频率，比如60Hz、75Hz等。

通过这几天的单片机的实训，我在理论的基础上更深刻的掌握了单片机的深层内容及实际生活中的应用，实训锻炼了自己动手能力和思维能力，还有在软件方面的编程能力，让我受益匪浅，同时也暴露出一些平时学习上的问题，让我深刻 反思 。这些问题的发现将为我以后的学习和工作找明道路，查漏补缺为进一步学习作好准备。通过实训，让我懂得了如何编写一些简单的程序，学会了如何制作单片机应用程序，并且可以在今后的日常生活中灵活运用。

▼ 单片机实训总结范文篇三：

一 实习目的

1. 通过对单片机小系统的设计、焊接、装配，掌握电路原理图及电子线路的基本焊接装配工艺、规范及注意事项;

2. 通过对系统板的测试，了解系统板的工作原理及性能，掌握元器件及系统故障的排除方法;

3. 掌握程序编制及调试方法，完成系统初始化、存储器操作、端口操作、键盘显示等程序的编制及调试(汇编语言、C语言均可);

4. 通过单片机系统的组装，调试以及程序编制、调试及运行，与理论及实验的有机结合和指导教师的补充介绍，使学生掌握控制系统的工作原理、开发方法和操作方法。

5. 培养学生解决实际问题的能力，提高对理论知识的感性认识。

二 实习意义

通过本实习不但可以掌握单片机软、硬件的综合调试方法，而且可以熟练掌握电路原理图，激发对单片机智能性的探索精神，提高学生的综合素质，培养学生应用单片机实现对工业控制系统的设计、开发与调试的能力。在制作学习过程中，不但可以掌握软、硬件的综合调试方法，而且可以使学生对单片机智能性产生强烈的欲望。达到最大限度地掌握微机应用技术，软件及接口设计和数据采集与处理的技能，培养电综合实践素质的目的。

三 系统基本组成及工作原理

1 系统基本组成

系统以单片机STC89C52作为控制核心，各部分基本组成框图如图1所示。

流水灯部分由单片机、键盘模块等组成;

四位数码显示，编程实现30秒倒计时部分由单片机、键盘模块、液晶显示模块等组成;

按键功能部分通过按键控制流水灯部分、四位数码显示部分;

电子钟部分由单片机、键盘模块、液晶显示模块等组成;

使用功能键实现相应的功能组合部分通过流水灯部分、30秒倒计时部分实现;

模数转换部分由单片机、ADC0809转换模块、键盘模块、液晶显示模块等组成。

2 系统工作原理

本设计采用STC89C52RC单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由ADC0809及单片机中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现阻值大小的显示。以数码管显示为显示模块，把单片机传来的数据显示出来。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。

对于模数转换部分，单片机89C51通过P0口的I/O线向ADC0809发送锁存地址以及复位、启动转换等信号，并查询转换状态。 ADC0809启动转换后，将0-8个通道一次输入的电压信号转换成相应的数字量，供89c51读取使用，并且将EOC置1供单片机查询转换状态。而滑动变阻器负责将阻值信号转换成电压信号，再送到ADC0809的八个通道。当单片机查询到转换结束后依次读取数据并按照现实的需要进行二进制转BCD码等处理最后控制显示电路显示出数字。 其实现方式是：ADC0809转换来自3通道的阻值变化信号。80c51的P2口与ADC0809的输出相连用于读取转换结果，同时P0.0-P0.6作控制总线，向ADC0809发送锁存、启动等控制信息，并查询EOC状态。ALE经分频后给ADC0809提供时钟信号。P3.0和P3.1口用于向显示电路输出段码，P3.2-P3.7用于数码管的位选。

四 系统硬件设计

结合本设计的要求和技术指标，通过对系统大致程序量的估计和系统工作的估计，考虑价格因素。选定AT89C51单片机作为系统的主要控制芯片，8位模拟转换器ADC0809进行阻值转换。 逐次比较法A/D转换器是目前种类最多、应用最广的A/D转换器，其原理即“逐位比较”，其过程类似于用砝码在天平上称物体重量。它由N位寄存器、A/D转换器、比较器和控制逻辑等部分组成，N位寄存器代表N位二进制码。目前应用最广的逐次比较法A/D转换器有ADC0809。它是一种8路模拟输入8位数字输出的逐次比较法A/D转换器件。其主要性能指标和特性如下：

分表率：8位

转换时间：取决于芯片时钟频率，转换一次时间位64个时钟周期

单一电源：+5v

模拟输入电压范围：单极性0-+5v;双极性-5v-+5v

具有可控三态输出锁存器

启动转换控制位脉冲式，上升沿使内部所有寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。

通过以上性能比较，我们不难看出ADC0809满足本设计的要求，所以本设计采用ADC0809作为A/D转换器

1 按键电路设计

利用单片机的P1口扩展一个8位键盘。

2 晶振与复位电路设计

本设计采用的是上电复位的形式，如图3.3所示，上电顺进RST获得高电平，随着电容器C的充电，RST引脚上的高电平将逐渐下降，只要高电平能保持复位所需要的两个机器周期以上时间，单片机就能实现复位操作。 晶振电路为单片机提供工作所需要的时钟信号。震荡频率越高，系统时钟频率也越高，单片机运行的速度就越快。其电路如图3.4所示。89C51的_TAL1和_TAL2两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容C1、C2形成反馈电路，就构成了稳定的自激振荡器，本设计的震荡器频率为12MHZ。

3 下载电路设计

4 流水灯模块设计

5 模数转换模块设计

6 显示电路设计

本设计采用六位数码管。本系统采用共阳极动态扫描的方式连接。数码管的段码数据由89C51的P3.0-P3.1口送出，89C51的P3.2-P3.7输出位选通信号，只有被选中的那位数码管才会显示段码

7 整体电路设计

五 系统软件设计

1主程序设计

主程序采用分支结构，以状态号标识系统所处的状态。在上电初始化后即进入状态号的轮询扫描，状态号的值决定了分支程序的入口。其中分支程序分别为：AD转换模块(状态号为0)，数字模块状态号为1)，倒计时模块(状态号为2)，电子钟模块(状态号为3)，功能组合模块(状态号为4)，流水灯模块(状态号为5)。

2 功能子程序设计

2.1 流水灯模块

流水灯模块利用单片机的P3口，通过给P3口的各位送低电平，相应的实现流水灯有规律的点亮。

2.2 30秒倒计时模块

30秒倒计时模块利用单片机的P3.0与P3.1口送相应的段控数据，P3.2-P3.7口送相应的位控数据。通过程序实现30秒倒计时。

2.3 数字加减模块

利用数码管实现数字显示，通过加一键或者是减一键实现数字变量的加一或者减一，进而实现利用数码管显示加一键、减一键功能。

2.4 电子钟模块

利用数码管实现时间显示，通过加一键或者是减一键实现小时变量或者是分钟变量的加一，从而实现调时功能。

2.5 模数转换模块

对于模数转换部分，单片机89C51通过P0口的I/O线向ADC0809发送锁存地址以及复位、启动转换等信号，并查询转换状态。 ADC0809启动转换后，将0-8个通道一次输入的电压信号转换成相应的数字量，供89c51读取使用，并且将EOC置1供单片机查询转换状态。而滑动变阻器负责将阻值信号转换成电压信号，再送到ADC0809的八个通道。当单片机查询到转换结束后依次读取数据并按照现实的需要进行二进制转BCD码等处理最后控制显示电路显示出数字。 其实现方式是：ADC0809转换来自3通道的阻值变化信号。80c51的P2口与ADC0809的输出相连用于读取转换结果，同时P0.0-P0.6作控制总线，向ADC0809发送锁存、启动等控制信息，并查询EOC状态。ALE经分频后给ADC0809提供时钟信号。P3.0和P3.1口用于向显示电路输出段码，P3.2-P3.7用于数码管的位选。

六 实习总结 、体会

本次单片机实习我们一共完成了个模块的程序设计，包括：led显示模块、数码管显示模块和键盘模块。分别实现了流水灯的循环点亮控制、数码管的静态和动态计数显示，还有矩阵键盘按键控制数码管显示的程序设计。然后我们分别用protues系统仿真软件对各个模块进行了模拟仿真，用keil软件编制了汇编语言程序，验证了我们所设计的程序。 这次实习还使我理解了编写程序的一些技巧。单片机应用系统一般由包含多个模块的主程序和由各种子程序组成。每一模块都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，如计算、接受、发送、延时、显示等。采用模块化程序设计方法，就是将这些具体功能程序进行独立设计和分别调试，最后将这些模块程序装配成整体程序并进行联合调试。模块化程序设计方法的优点：一个模块可以为多个程序所共享;单个功能明确的程序模块的设计和调试比较方便，容易完成;利用已经编好的成熟模块，将大大缩短开发程序的时间，降低开发成本。采用循环结构和子程序结构可以使程序的容量大大减少，提高程序的效率，节省内存。对于多重循环，要注意各重循环的初值和循环结束的条件，避免出现程序无休止循环的“死循环”现象; 通过这次的实习我发现，只有理论水平提高了，才能够将课本知识与实践相结合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这次实习十分有意义，这次实习我们知道了理论和实践的距离，也知道了理论和实践相结合的重要性。 回顾起此次课程设计，感觉受益匪浅，从拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，学到很多很多的课堂理论中没学到过的东西，不仅对键盘的识别技术这一章节的知识点有了深刻的认识，而且对这学期开设的单片机这门课程有了更全面的了解，尤其是在学习使用proteus软件片编程和仿真时收获良多。通过这次单片机课程设计，还使我懂得了实践的重要性。同时在程序调试的过程中提高自己的发现问题、解决问题、实际动手和独立思考的能力。 这次课程设计能顺利的完成，除了我们的努力外，当然也离不开指导老师申老师的辛勤指导，致使我在设计的过程中学到了很多实用性的知识。同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢!

▼ 单片机实训总结范文篇四：

通过为期一周的单片机实训，是我们对这门课有了许多新的了解，弥补了在课堂上学习的不足。相信这对我们以后的学习和工作都会有很大的帮助。我们一定要在最短的时间里对这些不足加以改正!

首先，在这次试训中我被单片机强大的功能所震撼，以前在课堂上完全没有能理解可编程单片机的优越性。这次通过实体仿真软件等辅助软件的共同效果，是这次试训有了鲜明的活力。换是我们认识到这次试训不仅仅是一个软件的应用，更多的是使我们认识到学习到很多在课堂上无法得到的东西。特别是protues软件的功能是我们了解了当今开发系统的新方向，简直太不可思议啦!

单片机作为一种最简单的软件，与我们的日常生活息息相关，了解一些单片机程序的简单录入是非常必要的。如：LED显示器、键盘和显示器的应用和原理。

在被刺实训中我们每个人通过一个八位流水灯的制作，使我们深深地体会到了单片机在现实生活中的小小应用，既增强了我们的好奇心，又巩固了我们的理论知识。更让我们体会到了单片机手动的开始平台的完善与成熟。只要你有想法，单片机就有可能让他成为现实。这里我学习完protues软件后的第一感觉是，虽然这软件工作不稳定，但是会有相当不错的效果出来。这对我以后的工作一定会有帮助的。在这次试训中不仅只对单片机编程有了新的认识，还对整个单片机的开发平台都有了一厅的了解，这是一笔不错的收获。

通过这几天的试训，使我的感触很深，真实“条条大路通罗马”，要达到目的，不同的人就有不同的方法。只要你的方法不错!五花八门都可以，而且是各有特色。走出来的结果都有各自的独到之处。在编程中“简”字贯穿于整个程序设计中，越简单越好，毕竟单片机留给用户的资源是有限的，所以我们要充分利用这些资源，达到更好的效果，这些是我们在以后的学习生活中应值得注意的地方。

在试训中有苦有甜，当我们为一个很难攻破的程序找出路时，心情烦躁，感觉自己很不可理喻，当程序一点一点编好后，自己从心底感觉到一点小小的安慰，看着自己的成果。感觉很欣慰，有一丝丝的甜意，几天的实训使自己的思维逻辑也有了小小的进步。

▼ 单片机实训总结范文篇五：

这是我第一次做单片机实验，说起来有一些紧张和新奇。在此之前我并没有接触过单片机，我本以为与之前的光学实验及 其它 实验差不多，可我进到实验室之后，我就改变了这个看法。

单片机实验要求的是一种思维的创新，而不是简单的重复老师所说的实验步骤。因此第一次实验，实验老师向我们讲解了CVAVR编译器的大体情况及使用方法和技巧，并简单的向我们示例——如何在CVAVR中编写一段程序。编完程序之后，知道我们如何使用AVRStudio达到将编好的程序输入到单片机中来使其运行。

之后老师让我们以组为单位合作编写一段程序，并使其运行。我们组想要编写一个跑马灯的程序。在第一次运行CVAVR时，我们组就遇到了一个麻烦，我们在建立一个新project文件那里出现了错误。在保存这个新project文件的时候，我们单击了Save，而不是Generate,SaveandE_it.因此它弹不出我们我们所需要的源程序。之后我们通过询问其他人解决了这个问题。在编程中，我们开始做的是两盏灯的交替闪烁，间隔时间是1000ms。在运用AVRStudio的时候，我们又犯了一个错误。在我们打开编译好的工程文件时，开始调试，在最后一步点击Finish时，弹出一对话框，问我们是否更新，然后我们单击了Yes。这导致了仿真器无法下次使用。这是由于实验室中的仿真器是盗版的，无法进行更新。

经过我们的不断努力，我们终于实现了简单的跑马灯的运行，便是两个灯地交替闪烁。我们感到兴奋极了。但是我们并没有满足于当前，我们又编写了三个灯地交替闪烁，四个及多个。当我们一步步实现我们的目的时，我得到莫大成就感和自信。

在这次实验中，我体会到了合作的重要性。一个人也可能实现这一系列的过程，但是要花费很多精力和时间。群策群力，分工明确，可以使我们更好、更快地完成我们的工作。在此期间，你可以更好知道自己的不足和缺陷，来得到改正。还可以知道自己的优势所在，把握好自己的优势。

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单片机 智能小车 课程设计

智能小车的设计与制作

摘要：本课题组设计制作了一款具有智能判断功能的小车，功能强大。小车具有以下几个功能：自动避障功能；寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）；趋光功能（寻找前方的点光源并行驶到位）；检测路面所放置的铁片的个数的功能；计算并显示所走的路程和行走的时间，并可发声发光。作品可以作为高级智能玩具，也可以作为大学生学习嵌入式控制的强有力的应用实例。

作品以两电动机为主驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，送入主控单元AT89S52单片机，处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用高电压，高电流，四通道驱动集成芯片L293D。其中避障采用红外线收发来完成；铁片检测部分采用电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX检测；黑带检测采用红外线接收二极管完成；趋光部分通过3路光敏二极管对光源信号的采集，再经过ADC0809转化为数字信号送单片机处理判别方向。由控制单元处理数据后完成相应动作，实现了无人控制即可完成一系列动作，相当于简易机器人。

关键字：智能控制 蔽障 红外线收发 寻迹行驶 趋光行驶

1．总体方案论证与比较

方案一：采用各类数字电路来组成小车的控制系统，对外围避障信号，黑带检测信号，铁片检测信号，各路趋光信号进行处理。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，对各路信号处理比较困难。

方案二：采用ATM89S52单片机来作为整机的控制单元。红外线探头采用市面上通用的发射管与及接收头，经过单片机调制后发射。铁片检测采用电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX检测，黑带采用光敏二极管对光源信号采集，再经过ADC0809转化为数字信号送到单片机系统处理。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。

比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方案二来实现。方案二的基本原理如图1所示。

图1 智能车运行基本原理图框图

避障部分采用红外线发射和接受原理。铁片检测采用电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX检测，产生的高低电平信号经过处理后，完成相应的记录数目，驱动蜂鸣器发声。黑带寻迹依靠安装在车底部左右两个光敏二极管对管来对地面反射光感应。寻光设计在小车前端安装3路（左、中、右）光敏电阻对光源信号采集，模拟信号经过ADC0809转化为数字信号送到MCU处理。记程通过在车轮上安装小磁块，再用霍尔管感应产生计数脉冲。记时由软件实现，显示采用普通七段LED。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现

2．模块电路设计与比较

1) 避障方案选择

方案一：采用超声波避障，超声波受环境影响较大，电路复杂，而且地面对超声波的反射，会影响系统对障碍物的判断。

方案二：采用红外线避障，利用单片机来产生38KHz信号对红外线发射管进行调制发射，发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来，红外线接收管对反射回来信号进行解调，输出TTL电平。外界对红外信号的干扰比较小，且易于实现，价格也比较便宜，故采用方案二。

红外线发射接受电路原理图如图2所示。

采用红外线避障方法，利用一管发射另一管接收，接收管对外界红外线的接收强弱来判断障碍物的远近，由于红外线受外界可见光的影响较大，因此用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制，这样减少外界的一些干扰。 接收管输出TTL电平，有利于单片机对信号的处理。采用红外线发射与接收原理。利用单片机产生38KHz信号对红外线发射管进行调制发射，发射距离远近由RW调节，本设计调节为10CM左右。发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来，红外线接收管对反射回来信号进行解调，输出TTL电平。利用单片机的中断系统，在遇障碍物时控制电机并使小车转弯。由于只采用了一组红外线收发对管，在避障转弯方向上，程序采用遇障碍物往左拐方式。如果要求小车正确判断左转还是右转，需在小车侧边加多一组对管。外界对红外信号的干扰比较小，性价比高。 。调试时主要是调制发射频率为接收头能接收的频率，采用单片机程序解决。发射信号强弱的调节，由可调精密电阻调节。

图2 红外线发射接受电路原理图

2）检测铁片方案选择

方案一：采用电涡流原理自制的传感器，取才方便，但难以调试，输出信号也不可靠，成功率比较低，难以准确输出传感信息。

方案二：采用市面易购的电感式接近开关，本系统采用市面比较通用LJ18A3-8-Z/BX来完成铁片检测的任务。虽然电感式接近开关占的体积大，对本是可以接受，且输出信号较可靠，稳定性好，受外界的干扰小，故采用方案二。

检测铁片电路原理图如图3所示。

图3 检测铁片电路原理图

3)声音提示

方案一：采用单片机产生不同的频率信号来完成声音提示，此方案能完成声音提示功能，给人以提示的可懂性比较差，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高，我们出自经费方面考虑，采用方案一。

方案二：采用DS1420可分段录放音模块，能够给人以直观的提示，但DS1420录放音模块价格比较高，也可以采用此方案来处理，但方案二性价比不如方案一。

4)黑带检测方案选择

方案一：采用发光二极管发光，用光敏二极管接收。由于光敏二极管受可见光的影响较大，稳定性差。

方案二：利用红外线发射管发射红外线，红外线二极管进行接收。采用红外线发射，外面可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行隔离。本方案也易于实现，比较可靠，因此采用方案二。黑带检测电路图如图4所示。

输出信号进入74LS02。稳定性能得到提升。当小车低部的某边红外线收发对管遇到黑带时输入电平为高电平，反之为低电平。结合中断查询方式，通过程序控制小车往哪个方向行走。电路中的可调电阻可调节灵敏度，以满足小车在不同光度的环境光中能够寻迹。由于接收对管装在车底，发射距离的远近较难控制，调节可调电阻，发现灵敏度总是不尽人意，最后采用在对管上套一塑料管，屏蔽外界光的影响，灵敏度大幅提升。再是转弯的时间延迟短长控制。

图4 黑带检测电路图

3)计量路程方案

方案一：利用红外线对射方式，在小车的车轮开一些透光孔来计量车轮转过圈数，从而间接地测量路程。

方案二：利用霍尔元件来对转过的车轮圈数来计程，在车轮子上装小磁片，霍尔元件靠近磁片一次计程为车轮周长。此方案传感的信号强， 电路简单，但精度不高。

如果想达到一定的计量精度，用霍尔传感元件比较难以实现，因为在车轮上装一定量的小磁片会相互影响，而利用红外线对射方式不会影响各自的脉冲，可达到厘米的精度，因此采用方案一来实现。计量路程示意图见图5。

通过计算车轮的转数间接测量距离，利用了霍尔元件感应磁块产生脉冲的原理，再对脉冲进行计数。另可采用红外线原理提高记程精度，其方法为在车轮均匀打上透光小孔，当车轮转动时，红外光透射过去，不断地输出脉冲，通过单片机对脉冲计数，再经过一个数据的处理过程，这样就可把小车走过的距离计算出来，小孔越多，计数越精密。

图 5 计量路程示意图

3)智能车驱动电路

方案一：采用分立元件组成的平衡式驱动电路，这种电路可以由单片机直接对其进行操作，但由于分立元件占用的空间比较大，还要配上两个继电器，考虑到小车的空间问题，此方案不够理想。

方案二：因为小车电机装有减速齿轮组，考虑不需调速功能，采用市面易购的电机驱动芯片L293D，该芯片是利用TTL电平进行控制，对电机的操作方便，通过改变芯片控制端的输入电平，即可以对电机进行正反转操作，很方便单片机的操作，亦能满足直流减速电机的要求。智能车驱动电路实现如图6所示。

图6 智能车驱动电路

小车电机为直流减速电机，带有齿轮组，考虑不需调速功能，采用电机驱动芯片L293D。L293D是著名的SGS公司的产品。为单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，设计用来接收DTL或者TTL逻辑电平，驱动感性负载(比如继电器，直流和步进马达)，和开关电源晶体管。内部包含4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，Vss电压最小4.5V，最大可达36V；Vs电压最大值也是36V，经过实验，Vs电压应该比Vss电压高，否则有时会出现失控现象。表1是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。

表1 引脚和输出引脚的逻辑关系

EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4） 电机运行情况

H H L 正转

H L H 反转

H 同IN2（IN4） 同IN1（IN3） 快速停止

L X X 停止

L293D可直接的对电机进行控制，无须隔离电路。通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照上表，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作，调试通过。

3) 寻找光源功能

方案一：在小车前面装上几个光电开关，通过不同方向射来的光使光电开关工作，从而对小车行驶方向进行控制，根据光电开关特性，只有当光达到一定强度时才能够导通，因此带有一定的局限性。

方案二：在小车前面装上参数一致的光敏二极管或者光敏电阻，再通过A/D转换电路转换成数字量送入单片机，单片机再对读入的几路数据进行存储、比较，然后发出命令对外围进操作。对方案一、二进行比较，方案二硬件稍为复杂，但能够对不同强度的光进行采集以及比较，操作灵活，所以采用方案二。

寻找光源电路图如图7所示。

图7 寻找光源电路图

3)显示部分

方案一：采用LCD显示，用单片机可实现显示数据，但显示亮度和字体大小在演示时不尽人意，价格也比较昂贵。

方案二：采用LED七段数码管，采用经典电路译码和驱动，电路结构简单，并且可以实现单片机I/O口的并用，显示效果直观，明亮，调试容易。故采用LED数码管显示。

4)显示电路如图8所示。

图8 显示电路

3. 系统原理及理论分析

1) 单片机最小系统组成

单片机系统是整个智能系统的核心部分，它对各路传感信号的采集、处理、分析及对各部分整体调整。主要是组成是：单片机AT89S52、模数转换芯片ADC0809、小车驱动系统芯片L293D、数码管显示的译码芯片74LS47、74LS138及各路的传感器件。

2)避障原理

采用红外线避障方法，利用一管发射另一管接收，接收管对外界红外线的接收强弱来判断障碍物的远近，由于红外线受外界可见光的影响较大，因此用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制，这样减少外界的一些干扰。 接收管输出TTL电平，有利于单片机对信号的处理。

3)计程原理

通过计算车轮的转数间接测量距离，在车轮均匀打上透光小孔，当车轮转动时，红外光透射过去，不断地输出脉冲，通过单片机对脉冲计数，再经过一个数据的处理过程，这样就可把小车走过的距离计算出来。

4)黑带检测原理

利用光的反射原理，当光线照射在白纸上，反射量比较大，反之，照在黑色物体上，由于黑色对光的吸收，反射回去的量比较少，这样就可以判断黑带轨道的走向。由于各路传感器会对单片机产生一定的干扰，使信号发生错误。因此，采用一级射极输出方式对信号进行隔离，这样系统对信号的判断就比较准确。

4. 系统程序设计

用单片机定时器T0产生38KHz的方波，再用定时器T1产生250Hz的方波对38KHz方波进行调制。为了提高小车反应灵敏度，对红外线接收信号及黑带检测信号都采用中断法来处理。用定时方法对铁片检测、计量路程、倒车、拐弯及数码管动态扫描进行处理。

主程序流程图见图9，各子程序图见图10、图11、图12。

图9 主程序流程图

图 10 外部中断0服务子程序

图 11 外部中断1服务子程序

图12 定时器1中断子程序

6．调试及性能分析

整机焊接完毕，首先对硬件进行检查联线有无错误，再逐步对各模块进行调试。首先写入电机控制小程序，控制其正反转，停机均正常。加入避障子程序，小车运转正常，调整灵敏度达最佳效果。加入显示时间子程序，显示正常。铁片检测依靠接近开关，对检测信号进行处理并实时显示和发出声光信息，无异常状况。路程显示部分是对霍尔管脉冲进行计数，为了尽量达到精确，车轮加装小磁片。接着对黑带检测模块调试，发现有时小车会跑出黑带，经判断是因为红外线收发对管灵敏度不高，调整灵敏度后仍然达不到满意效果，疑是受环境光影响，利用塑料套包围红外线收发后问题解决。趋光电路主要由三个光敏电阻构成，调整三个光敏电阻的角度同时测试软件，以最佳效果完成趋光功能。

整机综合调试，上电后对系统进行初始化，接着控制电机使小车向前行驶，突然发现系统即刻进入外部中断1，重复多次测试，结果都是自动进入该中断。推断是由刚上电时电机起动所引起，为了避免上电瞬间的影响，在启动小车后延时几毫秒，再开外部中断，结果问题解决。允许的话应采用双电源供电，即电机和电路应分开供电，L293D与单片机之间采用隔离信号控制。这样就不会出现小车启动时程序出错和数码管显示闪动的问题。在计程精度上，可用红外线原理获得较高精度。

7．结论

通过各种方案的讨论及尝试，再经过多次的整体软硬件结合调试，不断地对系统进行优化，智能小车能够完成各项功能到达车库。

8．参考文献

《单片机应用技术》

《周立功单片机》

《单片机原理与应用》

《8051单片机程序设计与实例》

《MCS-51单片机实验指导》

我要做一个基于51单片机的智能避障小车，而且要显示行走距离，要怎么做？要用到什么器件？什么原理？

可以通过轮轴转圈数来计数（可以通过感应端口扫描实现），然后乘以轮胎的周长就是行走路程。

至于避障可以通过红外实现。

求最简单的51单片机智能循迹小车原理图以及程序以及制作过程，不胜感激！！

简单的写的话不会区别偏离黑线距离远近的，复杂点儿的话会分区编程，简单版如下：

void turn_left()

{

P1.0 = 0; //左前轮

P1.1 = 1; //右前轮

P1.2 = 0; //左后轮

P1.3 = 1; //右后轮

}

... ...

unsigned char judge()

{

switch(P2 0x??)

case 0x??:

{

break;

}

... ...

return 某变量（用于选择拐弯方向程序）

}

转弯比较简单，就是一个轮转，另一个不转达到转弯目的，你也可以用速度高低来控制，自己DIY就行。