全国大学生电子设计竞赛训练教程-7.2.3简易智能电动车（E题）.doc

7.2.3 简易智能电动车（E 题）设计与总结报告示例

（以下是一个实际的简易智能电动车（E 题）设计与总结报告）

简易智能电动车（E 题）

摘要：本设计采用两块单片机（AT89C51 和 AT89C2051）作为智能小车的检测和控制核心，实现小

车识别路线、判断并自动躲避障碍、选择正确的行进路线、寻找光源等功能。引导方式采用反射

式光电传感器感知与地面颜色有较大差别的导引线，障碍判断采用超声波传感器。驱动电机采用

直流电机，电机控制方式为单向 PWM 控制。电机控制核心采用 AT89C2051 单片机，控制系统与电

introducing PWM to the system, we are able to control motor revolving speed dynamically

and precisely.

Key word: intelligently control, reflecting-infrared sensors, PWM, electric motors

automobile

（注意：以上内容在实际论文中为一页）

目 录

1. 系统方案选择和论证…………………………………………………………………………x

1.1 题目要求…………………………………………………………………………………x

1.1.1 基本要求………………………………………………………………………………x

1.1.2 发挥部分………………………………………………………………………………x

2.2 主要单元电路的设计………………………………………………………………………x

2.2.1 检测部分的单元电路设计……………………………………………………………x

2.2.2 智能控制部分的单元电路设计…………………………………………………………x

3 系统的软件设计……………………………………………………………………………x

3.1 检测光电传感器子程序………………………………………………………………………x

3.2 寻轨迹子程序………………………………………………………………………………x

3.3 金属探测子程序………………………………………………………………………………x

3.4 绕障碍物子程序………………………………………………………………………………x

3.5 超声波收发子程序……………………………………………………………………………x

3.6 寻光源子程序………………………………………………………………………………x

4.2.1 光电检测部分测试…………………………………………………………………………x

4.2.2 前轮驱动电路……………………………………………………………………………x

4.2.3 金属传感器测试…………………………………………………………………………x

4.2.4 金属片与起跑线的距离测试………………………………………………………………x

4.2.5 小车入库测试……………………………………………………………………………x

4.2.6 系统实现的功能……………………………………………………………………………x

4.3 结论……………………………………………………………………………………………x

5 总结………………………………………………………………………………………………x

参考文献……………………………………………………………………………………………x

附录…………………………………………………………………………………………………x

附录 1：元器件清单

1.1 设计要求

（注：设计要求与第 1 章 1.3.7 节内容相同，本书为节省篇幅，略）

1.2 系统基本方案

测模块，障碍物探测模块，路程测量模块，路面检测模块，光源探测模块。控制部分包括：电机

驱动模块，显示模块，控制器模块，计时模块，状态和标志模块十个基本模块，模块框图如图

1.2.1 所示。为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证。

1.2.2 各模块方案选择和论证

程序设计控制小车做出相应的动作，但由于本设计对数据处理的速度要求不高，FPGA 的高速处理

的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物

术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其

功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。基于以上分析拟定方案

二，小车单片机控制的方框图如图 1.2.2 所示。在本设计中，我们采用了两片单片机分开对 9 个

单元模块进行监测和控制，这样减轻了单个 CUP 的负担，提高了系统的工作效率，同时，通过 CPU

之间的分阶段地互相控制，减少了外围设备。由 AT89C2051 控制电机的前转后转等功能，同时监

测由路面检测模块、障碍物探测模块和光源探测模块的感应信号。AT89C51 负责监测金属探测模块

和路程测量模块，同时实现车速的显示，计时和控制小车的状态标志等功能。

当有金属导体进入线圈的磁场范围时，金属导体内部便产生感应电流，即，涡流 I

生一个新的感应磁场 H

，H

和 H

的方向相反，它会削弱原磁场 H

，从而使线圈的阻抗、Q 值和 L

的值发生改变。我们要将这种变化转化为电流或电压的变化。相应的，就有三种测量电路：① Q

值测量电路；② 阻抗测量电路；③ 电感测量电路。在本设计中我们采用谐振法，也就是电感测量

电路。它是将线圈的电感 L 随外作用变化转化为电压或电流变化。所谓谐振法通常是将线圈电感 L

与固定电容 C 并联组成谐振回路。

和 Z

都随之变化，因此可以通过测量频率和阻抗来测量电