┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前言当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。

现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，起仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已经到达6岁儿童的水平。

做为机械行业的代表产品——汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车(特别是轿车)的价值量比例逐步提高，汽车将有以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有课能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化、智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。

无容质疑，机电一体化人才的培养不论是国内还是国外，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛。

为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于提高学生实际动手操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。

智能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。

智能寻迹机器人采用现在较为流行的8 位单片机作为系统大脑。

以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52 为主芯片，实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1实验指导1.1设计目的1、了解机械部件结构与机械安装过程；2、掌握电动机齿轮箱内部结构及减速原理；3、了解电子元器件的基本形状及焊接过程；4、掌握电子元器件的焊接步骤与检测过程；5、了解单片机内部结构与程序编制方法；6、了解 LED 灯驱动方法，全面掌握流水灯/跑马灯编程技术；7、了解数码管内部结构，掌握数码显示技术；8、了解键盘结构原理，掌握中断查询技术；9、了解话筒电路结构，掌握话筒输入技术；10、了解蜂鸣器驱动技术，全面体现音乐报警功能；11、了解光敏电阻结构原理，充分体现夜间自动照明功能；12、了解红外发射与接收技术，有力体现防撞检测与智能寻迹功能13、了解直流电机驱动原理，掌握电机驱动技术；14、认识红外检测传感器，全面掌握红外遥控编码解码技术；15、了解 R232 通信协议，掌握串口通信技术。

16、通过本机系统学习，全面掌握智能自动寻迹机器人的控制方法。

1.2设计要求当前的电动小汽车基本上采取的是基于纯硬件电路的一种开环控制方法，或者是直线行使，或者是在遥控下作出前进、后退、转弯、停车等基本功能。

但是它们不能实现在某些特殊的场合下，我们需要能够自动控制的小型设备先采集到一些有用的信息的功能。

本文正是在这种需要之下开发设计的一种智能的电动小车的自动控制系统。

它以单片机STC89C52为控制核心，附以外围电路，在画有黑线的白纸“路面”上行使,由于黑线和白线对光线的反射系数不同,可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”——黑线。

判断信号可通过单片机控制驱动模块修正前进方向，以使其保持沿着黑线行进。

轨迹探测模块用3只光电开关（图2）。

1只置于轨道中间，2只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任意一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶等智能控制系统。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2智能寻迹机器人的基本原理及相关器件介绍以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52 为主芯片,40 脚的DIP 封装使它拥有32 个完全IO(GPIO—通用输入输出)端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制电路，执行电路共同完成寻迹机器人。

P0.0，P0.1，P0.2，P0.3 分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1 和电机2。

由电机的正转与反转来完成机器人的前进，后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。

在机器人前进时如果前方有障碍物，由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管，红外接管将此信号经过P3.7 传送入AT89S52 中，主芯片通过内部的代码进行机器人的绕障碍物操作，同时主芯片将P3.7 的信号状态通过P2.5 的LED 指示灯显示出来。

机器人行走时会通过P3.5 与P3.6 的红外接收探头来进行检测。

当走到悬崖处时，P3.5 或P3.6 将收到一个电平信号，此电平信号将通过相应端口传送入主芯片中，主芯片通过内部代码完成机器人的避悬崖操作。

同时P3.5 与P3.6的信号状态将通过P2.6/P2.7 显示出来。

在机器人的左转，右转，后退的过程，可以通过观看以P2.0/P0.7 为指示灯的运行状态。

P0.4 为机器人的声控检测端口，在运行为前进状态时，可以能过声控(如拍手声)来控制它的运行与停止。

P0.6 为机器人的声音输出端。

在机器人遇到障碍物时。

进行绕障碍物与避悬崖时可以通过此端口控制蜂鸣器发出报警声。

当为白天或黑夜时可以通过P0.5端口中的光敏电阻来进行判断，以方便完成机器人夜间自动照明等功能。

两个按键以查询/中断两种不同的方式来展现按键操作。

你可以按下S1 键来进行机器的停止。

再按下S2 键来进行机器人的运行。

这个按键的信息分别被P3.2，P3.4接收到。

IR1 为红外遥控接收器，这就为机器人进行远程遥控创造了可能。

这个红外遥控接收头接收到红外信号时将信号经过P3.3 送入到主芯片，主芯片对其进行解密后以不同的方式对机器人进行控制。

同时将用户的按键信息通过P2 端口上LED 数码管显示出来。

P3.0、P3.l 中COM 端口的加入，让你完全可以用电脑对其进行控制。

你可以通过对串口发送数据，数据会被显示到LED数码管中，并让机器人执行相应的功能。

电脑的串口软件要求波特率为9600。

8 位数据位，这时你就可以快乐的用电脑来对它进行你的完全控制了。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图2-1-1智能小车原理图2.1马达控制驱动芯片L9110特点：低静态工作电流；宽电源电压范围：2.5V-12V；每通道具有 800mA 连续电流输出能力；较低的饱和压降；TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连CPU；输出内置钳位二极管，适用于感性负载；控制和驱动集成于单片 IC 之中；具备管脚高压保护功能；工作温度：-20°C-80°C描述： L9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。

该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。

L9110 被广泛应用于玩具汽车电机驱动、脉冲电磁阀门驱动，步进电机驱动和开关功率管等电路上。

管脚定义：序号符号功能1 OA A 路输出管脚2 VCC 电源电压3 VCC 电源电压4 OB B 路输出管脚┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊5 GND 地线6 IA A 路输入管脚7 IB B 路输入管脚8 GND 地线2.2各段程序演示2.2．1程序状态指示灯演示本程序重点演示了一个最简程序的基本结构，它从顺序、判断、循环的形式表现程序的基本结构，此程序通过闪灯不断的闪动，及闪灯闪动的快慢来表示程序不不同工作状态。

它也是常数字设备中进行状态表示的方法之—图2-3-1程序状态指示原理图运行效果：程序运行效果为：开机后程序以慢速闪动，一段时间后速度开始加快，再等待时间，闪灯的速度达到最快，之后一段时间后，闪动将回到开始状态。

2.2.2流水灯演示本程序全面的表现了子程序的用法，它从对几个子程序的操作，显示不同的流灯技术，流水灯的不同需要不同的表现的形式，而这里主要介绍了移位操作和内部数据存储及读入操作。

其原理图如下┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图2-3-2流水灯原理图程序运行效果为：开机后，指示灯向从左向右依次点亮，从右向左依次点亮，由两边向中间依次点亮，由中间向两边依次点亮。

2.2.3数码管演示本程序通过对端口的置数操作，展示了数码管的应用技术，数码管是将发光二极管通过一定的形式封装在一个数字的外壳中，可以通过不同的点亮方式来显不同的数字符号。

图2-3-3数码管演示原理图运行效果：┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊程序运行效果为:程序下载后,数码管将从1-9 依次显示,最后将显示数字0.2.2.4数码管及跑马灯演示本程序主要是将数码管及跑马灯放在一起显示，它主要说明了，如何将在单系中运行多个看似并行运行的子系统.本程序在此将跑马灯子程序放入到一个头文件中，对于一个大的工程这样将有益于程序文件的管理。

运行效果：本程序运行效果：本程序运行后，可以看到跑马灯按，从左到右，从右到左，从两边到中间，从中间到两边将依次运行。

并且在运行过程中，可以看到数码管依次从1-9-0 的顺序显示数字符号其原理图如下图2-2-4数码管及跑马灯演示原理图2.2.5按键中断查询演示本程序通过两个按键对数码管进行操作，分别向用户演示了查询与中断的操作方式，中断中应用了对按键进行查询的方法来判断按键的键值，查询按键方法中则采用了键盘延迟的方法来消除按键重复输入。

运行效果：程序运行效果：开机后数码管显示数字"1"，当按S1 不放时，数码管数字不变，,松开S1 按键，数码减1；按S2 键不放时，数码管数字会自动加1。

并且数字┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊遵守从0-9 循环操作。

图2-2-5按键查询中断原理图2.2.6话筒声音识别演示本程序主要通过话筒对声音信号进行识别，由于本电路有效的去除杂波，所以仅能对响度较大的声音进行识别(例：拍手声)。

像正常的说话声对本电路虑除，不会产生信息的输入。

话筒识别的加入，为我们建立了声控平台。

图2-2-6话筒声音识别原理图┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊程序运行效果：本程序开机后，前方两侧的指示灯点亮，拍一下手后，前方指示灯关闭。