机器人设计报告.doc

【智能小车设计】 本文将详细探讨一款基于STC89C52单片机的智能小车设计，该小车具有自动寻迹和避障功能。设计的意义在于，不仅回顾和总结了大学中的相关知识，而且展示了智能控制技术的实际应用潜力，例如未来可能发展出的自动扑火机器人。 **系统功能要求** 智能小车的核心功能是自动寻迹，通过跟踪地面的黑色引导线行驶。此外，它还具备速度监测和避障能力。小车由传感器、最小系统、电机驱动和电源四个主要部分构成。 **方案设计** 1. **传感器部分**：利用红外线传感器检测黑线位置，红外光在黑线上被吸收，而在白线上反射。传感器采集的信号转化为数字信息，输入到单片机进行实时处理，以控制小车方向。 2. **最小系统**：以AT89C52单片机为核心，包含微处理器、数据存储器、程序存储器、I/O口、串行口、定时器/计数器和中断系统等功能组件。单片机根据传感器收集的信息做出实时响应，调整小车行驶状态。 3. **电机驱动**：采用L298N驱动芯片，这是一种高电压、大电流的电机驱动器，可以控制两个直流电机，并有控制使能端，以实现对小车速度的精确控制。 **硬件设计** 1. **电源选择**：考虑到电机和其他芯片的不同工作电压，选择了单电源加DC/DC转换的供电方案。这样既能保证电压稳定性，又避免了多电池组带来的空间占用和车重增加。 2. **电源稳压**：经过比较，选择了使用7812和7805稳压芯片的方案，以提供12V、9V和5V的稳定电压，满足不同部分的需求，同时减少了功耗和发热问题。 3. **传感器模块**：最终选用了RPR220型光电对管，因为其稳定性更好，能够准确地识别黑白线条，提供可靠的信号输入给单片机。 **工作原理** 小车通过传感器获取路面信息，单片机根据这些信息通过PWM（脉宽调制）技术控制电机的平均电压，进而调节电机转速，使小车能够实时追踪黑线。同时，速度传感器和光电码盘用于监测小车速度，确保稳定行驶。红外避障传感器则用于检测前方障碍物，防止碰撞。 综上，这款智能小车的完整设计充分展示了嵌入式系统的集成能力和智能控制技术的应用，通过优化硬件设计和软件控制，实现了高效稳定的自主导航功能。