代码收藏家 基于单片机的智能小车控制系统，实现超声波避障和红外寻迹功能
**单片机设计介绍，基于单片机智能超声波避障红外寻迹小车控制系统
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
基于单片机智能超声波避障红外寻迹小车控制系统概要如下：
一、系统简介
该系统是一款基于单片机的智能小车控制系统，结合超声波避障与红外寻迹两大核心功能，实现小车在复杂环境中的自主导航与避障。通过超声波传感器检测前方障碍物，同时利用红外传感器实现寻迹功能，确保小车能够安全、准确地沿着预设的轨迹行驶。
二、系统组成
单片机：作为整个系统的核心，负责接收传感器信号、处理数据并发出控制指令。
超声波避障模块：通过发射和接收超声波来检测前方障碍物，并将距离信息传输给单片机。当检测到障碍物距离小于等于预设的安全距离（如30cm）时，单片机将控制小车自动避开障碍物。
红外寻迹模块：包含红外发射和接收二极管，用于检测地面上的特定标记（如黑线），实现小车的寻迹功能。红外传感器将检测到的信号传输给单片机进行处理。
电机驱动模块：根据单片机的控制指令，驱动小车前进、后退、左转或右转。通常采用H桥驱动芯片来控制电机，确保小车运动的灵活性和准确性。
电源系统：为整个系统提供稳定可靠的电力支持，确保系统能够持续稳定地运行。
三、工作原理
初始化：系统上电后，单片机首先进行初始化操作，配置各模块的工作参数和引脚模式。
传感器检测：超声波避障模块和红外寻迹模块持续工作，分别检测前方障碍物和地面上的特定标记。
数据处理：单片机接收传感器传输的数据，并进行处理和分析。根据处理结果，单片机判断小车当前的状态和位置，并做出相应的决策。
控制指令发出：单片机根据决策结果发出控制指令，通过电机驱动模块控制小车的运动。例如，当检测到前方有障碍物时，单片机将控制小车减速或转向避开障碍物；当检测到地面上的特定标记时，单片机将控制小车沿着标记行驶。
四、系统特点
智能化：系统具备智能避障和寻迹功能，能够自主导航和适应复杂环境。
高精度：超声波避障模块和红外寻迹模块具有高精度的检测能力，能够确保小车在行驶过程中的准确性和稳定性。
灵活性：电机驱动模块采用H桥驱动芯片控制电机，使得小车在运动过程中更加灵活和准确。
可扩展性：系统可以根据实际需求进行扩展和定制开发，例如增加其他传感器或模块来实现更多功能。
五、应用前景
该系统可广泛应用于智能机器人、自动导航小车等领域，为各种智能设备的自主导航和避障提供解决方案。随着物联网和人工智能技术的不断发展，该系统将具有更加广阔的应用前景和市场潜力。
二、功能设计
本设计是基于单片机的避障小车及自动循迹的设计，主要实现以下功能：
可实现通过超声波距离传感器测得障碍物距离
可实现通过红外对管自动循迹
可实现通过温度传感器测得车内温度
可实现自动避障、自动循迹等功能
可实现通过LCD1602显示当前检测到的障碍物距离、车内温度数值以及左右偏差值
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：QQ_2193276455
