国家级综合工程训练中心“智能机器人”创新实践班项目论证报告项目名称：智能小车“旅行探险游”指导教师：项目负责人：项目组成员：肖晓萍龙珍电子专业1201班龙珍电子专业1201班卢景自动化专业1203班黄健机械专业1203班李炳川“智能机器人”创新实践班2014年4月摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。

采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位，并提高转向指示，到达终点报警及按最优路径返回。

本设计采用单片机STM32单片机作为小车检测、控制核心，以手工制作的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路、驱动电路、指示电路构成整体电路。

自动寻迹的功能采用红外对管TCRT-5000实现，信号经三极管9012放大，经LM339电压比较器比较之后将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动智能小车的电机，改变小车的运动状态。

关键词：ATmege16单片机；红外对管TCRT-5000；红外传感器；PID算法目录目录 (I)1.1项目简介 ..................................................................................................................... - 3 - 1.2研究现状 ..................................................................................................................... - 3 - 1.3项目任务及要求 ......................................................................................................... - 4 - 1.3.1巡线能力 ................................................................................................................. - 4 - 1.3.2任务要求 ................................................................................................................. - 4 - 1.3.3快速性与稳定性 ..................................................................................................... - 7 - 2总体设计方案的选择及论证............................................................................................. - 8 -2.1系统分析 ..................................................................................................................... - 8 - 2.1.1系统硬件电路设计分析 ......................................................................................... - 8 - 2.1.2系统软件设计分析 ................................................................................................. - 9 - 2.2关键技术点及对策 ................................................................................................... - 10 - 2.2.1 行进平稳性与速度控制及PID技术的选择 ...................................................... - 10 - 2.2.2关于小车的记忆算法 ........................................................................................... - 11 - 3分模块的选择及论证....................................................................................................... - 12 -3.1单片机选择方案 ....................................................................................................... - 12 - 3.2传感器的选择与论证 .............................................................................................. - 13 - 3.2.1避障传感器的选择与论证 .................................................................................. - 13 - 3.2.2巡线传感器的选择与论证 ................................................................................... - 15 - 3.3 PID算法的选择与论证 ........................................................................................... - 16 - 3.4 通信模块的选择及论证 .......................................................................................... - 20 - 3.5巡线模块的选择及分析 ........................................................................................... - 23 - 3.6 电机模块的选择与论证 .......................................................................................... - 25 - 3.7 显示模块的选择与论证 .......................................................................................... - 26 - 4理论分析与计算............................................................................................................... - 27 -4.1 数字PID控制器的理论分析与相应计算 .............................................................. - 27 - 4.1.1模拟PID控制规律的离散化，表一。

............................................................... - 27 - 4.1.2数字PID控制器的差分方程 ............................................................................... - 27 - 4.1.3 常用的控制方式 .................................................................................................. - 27 -4.1.4模拟PID ....................................................... - 27 - 4.1.5增量PID算法表达式： ....................................................................................... - 28 - 4.2稳压模块的分析及计算 ........................................................................................... - 28 - 4.2.1 5V稳压方案： ..................................................................................................... - 28 - 4.2.2 3.3V稳压方案： ............................................................................................... - 29 - 4.2.3 9V稳压方案： ................................................................................................... - 29 - 4.3 记忆算法的分析与计算 .......................................................................................... - 30 - 5总结................................................................................................................................... - 33 - 参考文献.............................................................................................................................. - 34 -1项目描述1.1项目简介随着科学技术的进步，控制技术也日益发展，实现机械智能化是我们共同的目的。