代码收藏家 基于单片机的智能小车系统设计：寻迹、巡线和避障功能
**单片机设计介绍，基于单片机寻迹巡线避障智能小车系统设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机寻迹巡线避障智能小车系统设计的主要目标是利用单片机作为核心控制器，结合传感器技术、电机驱动技术和控制算法，实现小车的自主循迹、巡线和避障功能。以下是对该设计概要的详细阐述：
一、系统概述
智能小车系统是一个典型的移动机器人平台，具有在复杂环境中自主导航、避障和完成任务的能力。该系统通过精确控制小车的运动，实现按照预定路线行驶，并在遇到障碍物时能够自动避开，从而提高生产效率、降低人力成本以及实现智能化管理。
二、硬件设计
单片机：选用高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责处理传感器数据、执行避障和循迹算法，以及控制小车的运动。
传感器模块：
红外线传感器：用于检测地面上的特定标记（如黑线），实现寻迹功能。通过选择合适的红外线传感器，并设计合适的安装位置和角度，以确保小车能够准确跟随线路。
超声波传感器：用于检测前方障碍物的距离，实现避障功能。超声波传感器通过发射超声波并测量其反射回来的时间，来计算障碍物的距离。
电机驱动模块：负责驱动小车的运动，包括前进、后退、转向等。通过控制电机的转速和转向，实现小车的精确控制。
电源模块：设计一个稳定可靠的电源模块，用于为小车系统提供电力。
车身结构和轮子：设计合适的车身结构和轮子，以确保小车稳定地行驶并适应各种地面环境。
三、软件设计
系统初始化：在单片机启动时进行必要的初始化操作，包括引脚配置、定时器设置等。
线路检测与寻迹：通过红外线传感器检测小车下方的线路，判断小车是否偏离线路。根据检测到的信号，单片机调整电机的转速和转向，使小车能够沿着线路行驶。
避障检测与控制：通过超声波传感器检测前方是否有障碍物，并判断是否需要转向或停车避开。当检测到障碍物时，单片机根据避障算法计算合适的避障路径，并控制小车执行相应的操作。
控制算法：根据线路检测和避障检测的结果，设计一个控制算法，确定小车的前进、后退和转向操作。该算法需要综合考虑小车的速度、加速度、转向角等多个因素，以实现稳定、高效的运行。
四、系统优势与应用前景
基于单片机寻迹巡线避障智能小车系统具有智能化水平高、稳定性好、可靠性高等优势。它能够在复杂环境中自主导航、避障和完成任务，对于提高生产效率、降低人力成本以及实现智能化管理具有重要意义。该系统在智能机器人、自动化设备等领域具有广泛的应用前景，可以作为机器人技术研究和应用的重要平台。
综上所述，基于单片机寻迹巡线避障智能小车系统设计是一个具有挑战性和实用价值的项目。通过优化硬件设计和软件算法，可以进一步提高小车的智能化水平和运行效率，为机器人技术的发展和应用做出贡献。
二、功能设计
三个模拟红外传感器进行检测循迹，具体模式如图所示，使用超声波进行避障，避障距离可以进行调整，预设为200cm，可以代码进行修改。二次开发。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：QQ2193276455
