【正文】 展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。人們對它的研究從來沒有停止過，目前已經(jīng)開發(fā)出了眾多的應(yīng)用產(chǎn)品，從醫(yī)療、檢測、航空到軍事等領(lǐng)域，幾乎處處都能看到紅外的身影。單片機(jī)是把微型計算機(jī)的各個功能部件，即中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存儲器（ RAM）、只讀存儲器 (ROM)、 I/O 接口、定時器 /計數(shù)器以及串行通信接口等集成在一塊芯片上 ,構(gòu)成一個完整的微型計 算機(jī) ,故它又稱為單片微型計算機(jī) (Single Chip Microputer)。單片微型計算機(jī)簡稱單片機(jī)。本設(shè)計，主要是將單片機(jī)應(yīng) 用到尋跡 機(jī) 小車 進(jìn)行的設(shè)計。 28 結(jié) 論 ............................................................ 30 參考文獻(xiàn) .......................................................... 31 謝 辭 ............................................................ 32 附錄 1 ............................................................ 33 附錄 2 ....................................................... 39 附錄 3 ............................................................ 40 1 前 言 隨著科技的發(fā)展，人們的生活出現(xiàn)了各 種新型的尋跡 機(jī)器人，例如：清掃機(jī)器人、安放機(jī)器人。 27 Proteus 仿真過程以及結(jié)果 27 模擬光電檢測電路 25 PID 算法源程序 24 PWM 調(diào)速源程序 23 ADC 源程序 23 程序總流程圖 22 軟件程序設(shè)計 17 關(guān)于 PID 的使用 15 PWM 調(diào)速應(yīng)用 15 脈寬調(diào)制 PWM 工作原理 14 第四章 信息處理與程序設(shè)計 ........................................ 15 直流電機(jī)調(diào)速 13 電機(jī)驅(qū)動模塊 12 復(fù)位電路 12 下載電路 12 時鐘電路 11 主要 I/O 口分配 9 控制器模塊 7 傳感器電路圖 7 ITR8307 介紹 6 第三章 主要 元件 說明與硬件設(shè)計 ......................................7 尋跡傳感器模塊 3 第二章 系統(tǒng)總設(shè)計方案 .............................................5 任務(wù)要求 2 課題研究的目的和意義 PWM IV 目 錄 前 言 ..............................................................1 第一章 緒 論 ......................................................2 智能小車的背景 Tracing the car。 【關(guān)鍵詞】 Atmega8；尋跡小車；紅外傳感器； PWM III Abstract This design is based on ATmega8 SingleChip control system of simple automatic tracing car. Design aims to trancing car can walk independently according to the preset trajectory. Starting from the functional requirement of the design, car hardware system consists of ATmega8 SingleChip, infrared sensors, and the dc motor drive. Control system based on ATmega8 control core, using singlechip microputer to produce PWM wave to control motor speed, in turn, change the direction of the car. With infrared electric sensor to test the pavement black trajectory, and determine the car39。用紅外光電傳感器對路面黑色軌跡進(jìn)行檢測 ,并確定小車當(dāng)前的位置狀態(tài)，再將路面檢測信號反饋給單片機(jī)。從設(shè)計的功能要求出發(fā)，小車硬件系統(tǒng)由 ATmega8 微控制器、紅外傳感器、和直流驅(qū)動電機(jī)組成。 I JIUJIANG UNIVERSITY 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 基于 AT mega8 單片機(jī) 尋跡 小 車 設(shè)計 英文題目 The Design of Tracking Car Based on The ATmega8 SingleChip 院 系 機(jī)械與材料工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 姓 名 張發(fā)俊 年 級 2020（機(jī)材 A0916） 指導(dǎo)教師 張為 二零一三 年 六 月 II 摘 要 本設(shè)計是基于 ATmega8 單片機(jī)控制的簡易自動尋跡小車系統(tǒng)。設(shè)計旨在設(shè)計出一款可以自主按照預(yù)設(shè)的軌跡行走的小車。控制系統(tǒng)以ATmega8 為控制核心 , 用單片機(jī)產(chǎn)生 PWM 波，控制電機(jī)速度繼而改變小車方向。單片機(jī)對采集到的信號予以分析判斷 ,及時控制驅(qū)動電機(jī)以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向 ,使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛 ,實現(xiàn)小車能夠自主識別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑色引導(dǎo)實現(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。s current location, and will feedback the pavement detection signal to the microcontroller. Microcontroller, and analyzing the collected signal shall be timely control drive motor to adjust the car turned, enables the car along the black track automatically, achieve the car able to independently identify black guide line and according to the black guide line for fast stability. 【 key words】 Atmega8。 light electricity detector。 5 理論及設(shè)計方案 5 系統(tǒng)總體框架 8 傳感器的安裝 10 ATmega8 介紹 10 ATmega8 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及主要性能 15 PID 跟蹤控制 17 模擬 PID 控制原理 18 V ATmega8 模數(shù)轉(zhuǎn)化器 19 ADC 介紹 19 ADC 多工選擇寄存器－ ADMUX 19 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果 26 第五章 ICC AVR 與 Proteus 仿真 .................................... 27 ICC AVR 與 Proteus 說明 他們的誕生使我們的生活變得更快速、充實。 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)日益更新。由于它的結(jié)構(gòu)及功能 均 按 工 業(yè) 控 制要 求 設(shè) 計 ， 因此 其 確 切 的名 稱 應(yīng) 是 單片 微 控 制 器（ Single Chip Microcontroller）。 紅外檢測應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛。但人們對她的研究仍然延續(xù)，時不時出現(xiàn)的新發(fā)明新應(yīng)用，帶給我們驚訝與感嘆，人類對這座寶藏的開發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，紅外產(chǎn)業(yè)還有廣闊的空間。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次 都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。 近年來機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。而近幾十年來中國在航天領(lǐng)域的發(fā)展越來越快，世界各國也從沒停止過探索外星的腳步。那么可以自動駕駛的小車就發(fā)揮了它的作用了。美國曾在 19661968 年間 向月球成功發(fā)射了兩次無 人巡游探測器。它驗證了小型火星車的性能 并完成了一系列技術(shù)試驗。前蘇聯(lián)在 19591976 年間 總共成功發(fā)射了兩個月球探測車 。 (2) 探測危險與排除險情 在戰(zhàn)場上或工程中 常常會遇到各種各樣的意外。戰(zhàn)場上可以使用智能車輛掃除路邊炸彈、尋找和銷毀地雷。 (3) 安全檢測受損評估 在工程建設(shè)領(lǐng)域 可對高速公路自動 尋 跡進(jìn)行道路質(zhì)量檢測和破壞分析檢測 。在制造領(lǐng)域 可用于工業(yè)管道中機(jī)械損傷裂 紋等缺陷的探尋 對輸油和輸氣管線的泄漏和破損點的查找和定位等。 課題研究的目的和意義 智能小車作為機(jī)器人的典型代表。 其中最基本的 尋跡 功能的 實現(xiàn)就必須要感知導(dǎo)引線，感知導(dǎo)引線相 當(dāng)給機(jī)器人一個視覺功能。 本設(shè)計的尋 跡 小車?yán)?ATmega8 單片機(jī)為控制核心，通過傳感器對路面黑色軌跡進(jìn)行檢測，并將路面檢測信號通過 ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 本設(shè)計用到的 ATmega8單片機(jī)。 ATmega8 是一款采用低功耗 CMOS 工藝生產(chǎn)的基于 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的 8 位 單片機(jī) 。這種結(jié)構(gòu)提高了代碼效率，使得大部分指令的執(zhí)行時間僅為一個 時鐘周期 。 這里的 尋跡 是指小車在黑色地板上循白線行走，通常采取的方法是紅外探測法。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。 通過構(gòu)建智能小車系統(tǒng) 培養(yǎng)設(shè)計并實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的能力。靈活應(yīng)用機(jī)電等相關(guān)學(xué)科的理論知識聯(lián)系實際電路設(shè)計的具體實現(xiàn)方法達(dá)到理論與實踐的統(tǒng)一。 5 第二章 系統(tǒng)總設(shè)計方案 任務(wù)要求 基于 ATmega8 單片機(jī)設(shè)計一智能 尋 跡小車。 實現(xiàn) 小車 自動 辨別黑 線行駛功能。 圖 21 系統(tǒng)方案方框圖 根據(jù)上述要求，本論文的主要工作內(nèi)容： （ 1）路面檢測模塊設(shè)計及實物傳感器的安裝 （ 2） ATmega8 主控芯片最小系統(tǒng)和下載電路設(shè)計 （ 3） 直流電機(jī)的調(diào)速及 PID 跟蹤控制理論 設(shè)計 和軟件設(shè)計 （ 1） 根據(jù)實物電路圖完成仿真電路圖設(shè)計 （ 2） 軟件的總體設(shè)計及 ICC AVR 編程 （ 3） Proteus 仿真測試 理論及設(shè)計方案 驅(qū)動方面：尋跡小車采用后輪驅(qū)動，后輪左右兩邊各用一個直流電機(jī)驅(qū)動。為了讓小車能平穩(wěn)通過角度極端的彎道，在降低左電機(jī)速度，同時會給右電機(jī)加速。 路