课程设计报告书
智能小车
班级：生物医学工程（医学影像技术）11 成员：王贵瑜1105512144
苏美怡1105512142
韦丽萍1105512145
指导老师：何永玲刘红秀
智能小车
作者：王贵瑜苏美怡韦丽萍
班级：生物医学工程（医学影像技术11）
指导老师：刘红秀何永玲
摘要：利用红外对管检测障碍物与黑线，火焰传感器检测光源，并以STC89C51单片机为控制芯片控制
电动小汽车的左右轮速度及转向，从而实现按照设计图的赛道实现自动避障、循迹和寻光的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
关键词：智能小车；STC89C51单片机； L298N；红外对管；火焰传感器
一、引言
1.1 智能小车的国状内外现
当今智能小车发展迅速，于国内外从智能小车玩具到其他行业都有实际成果。而现实中的智能小车能够完成的基本功能一般是循迹、避障、寻光入库、检测金属贴片等等，甚至在一些电子设计大赛或者国内外大学生实践比赛中，已经朝着声控检测或者无线网络wifi控制等功能方向研究，更加与时俱进，符合生活需求。飞思卡尔是当今较为出名的研究智能小车的公司。本组的课程设计主要为实现智能小车的红外避障、循迹、寻光入库的功能。
1.2 智能小车的设计研究意义
近年来，随着网购的风行，我国快递业市场规模急剧扩大。在网购高峰时期，很多快递都出现“暴仓”现象，使之变成“慢递”了。由于快递大小不一，在分派中
心的分类就特别费人力物力了，尤其是大型的分派中心。还有快递的分派中心的工作量波动大，工作人员的数量也不固定，在高峰期雇人比较困难，人手紧张。基于以上的现状我们想通过智能小车来代替一部分的人，节省人力还可大大提高快递分类的速度。我们相信高效率的物流传输方式不仅仅有利于节省金钱与时间，更有利于整个社会经济和文化的沟通与发展，对于网络时代、电商时代快速发展的今天更具有非常实际的意义。
利用整个轨道来模拟分拨中心，A点（起点），E点（终点）分别是快递传递的发、收点，两处均有快递员，智能小车在A、E点进行传送快递，具有实现减轻快递员工作压力，节约搬运快递时间，提高快递物流效率的实际意义。
二、总体方案
2.1 设计要求
设计一台智能电动小车，行进路线如上图，要求：
（1）从起跑线A 出发，经B、C，沿轨迹至D，最后到达停止线E，总时间要求在90 秒内完成，并能实时显示时间。
（2）赛场分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区。到Ⅲ区入口处D 点，应停留5 秒，并能发出断续声光报警。
（3）到停止线E，小车车身中心点应对准停止线，误差控制在±2cm，并能发出断续声光报警。
2.2 设计方案
1）制作小车轨道
根据上图所示利用硬纸板、白炽灯等材料制作小车测试所需的轨道。包含障碍物、黑轨迹、标注ABCDE各点等。
2）确定各线路所需功能
（1）A到B点
小车在此段实现避障功能，主要通过红外避障传感器来实现避障与转弯。
(2)B到C点
白纸挡板作为障碍物，小车要实现避障，同样通过红外避障传感器来辅助实现避障。
(3)C到D点
小车实现循迹功能，需要循迹模块利用红外探测黑轨迹来实现，按照黑轨迹来行走到达D点，到达D点之后程序会进入蜂鸣器与led灯部分，发出5秒的声光报警。
(4)D点到E点
小车要根据白炽灯的光源来循光进行行驶，此时需要火焰传感器来实现循光功
能，在到达E点之后小车的循迹模块感应到E处的黑线，驱动模块使小车停止在E处的黑线上，此时程序进入蜂鸣器与led灯部分，蜂鸣器与led灯工作，发出断续声光报警。
(5)全过程中最小系统的51定时器对小车进行计时，小车从A点出发到达E点所用的时间会显示在1602液晶显示屏上。
2.3 硬件方案
智能小车主要由STC89C51单片机最小系统控制模块、红外避障模块、红外循迹模块、寻光模块（火焰传感器）、L298N驱动模块、电源模块组成。
避障功能——红外避障传感器模块
循迹功能——红外循迹传感器模块
循光功能——火焰传感器模块
驱动功能——LN298驱动模块
时间显示——1602液晶
声光报警——蜂鸣器，led灯
其他硬件——杜邦线，最小系统，车身底座（包含马达），移动电源
三、硬件设计与原理
汽车网购3.1 避障模块
采用红外线避障，利用单片机来产生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，输出比较电平。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。
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是否接收来判断是否遇障碍物，再结合51芯片上的程序判断来控制智能小车左右轮的速度，只要障碍物在所调灵敏度限定范围内就会产生相对的电平供单片机控制，实现避障功能。[4]
在本设计中，在车前中间放置一个红外避障传感器模块，与车前左右和车后