基于单片机的自动循迹小车的设计与制作

摘要：本文设计制作的自动循迹小车，以单片机ATS52为控制核心，红外光电对射传感器为敏感元件，直流减速电机为执行设备，液晶显示器128为显示设备，具有时间、距离实时显示、路线自动修正等功能。关键词：单片机；循迹；传感器中图分类号：TP332文献标识码：A文章编号：1009-3044(2017)05-0198-01DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2017.04

1概述在自动化生产线，智能仓库管理及物流配送等领域,智能小车有着非常广泛的应用，自动循迹小车是智能小车的一种，通过单片机的控制，能够让其沿着固定的轨道自动行驶，能够适应较为恶劣的环境。基于现场和生活的实际需要，研究循迹小车的具有很高的现实意义。

液晶显示与单片机的接口电路如图2所示。

VCCRKK1ANR2200R110kVCC12C3310UF4567RXD10TXD11121314151617Y11811.0592MHZ1920P1.0VCCP1.1P0.0/AD0U1P1.2P0.1/AD1P1.3P0.2/AD2P1.4P0.3AD3P1.5P0.4/AD4P1.6P0.5/AD5P1.7P0.6/AD6RSTP0.7/AD7RXD/P3.0EA/VPPTXD/P3.1ALE/PROGINT0/P3.2PSENINT1/P3.3P2.7/A15T0/P3.4P2.6/A14T1/P3.5P2.5/A13WR/P3.6P2.4/A12RD/P3.7P2.3/A11XTAL2P2.2/A10XTAL1P2.1/A9GNDP2.0/A8ATS5230PF4039383736353433323130292827262524232221VCCDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB710KR1410KGND1234567101112131415161718VCC1920LCD1VSSVCCVORSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7PSBNC/RSTVEELEDALEDK󰀀󰀀󰀀󰀀2整体设计系统设计采用模块化的设计方法，包括单片机模块，红外传感器模块，显示器模块，电机驱动模块等。控制电路以单片机为核心，运用红外线传感器检测电路，检测道路上的轨迹，并将路面信息传送给单片机，单片机通过对该信息进行判断和处理，输出控制信号，控制电机驱动电路控制电机正反转，实现小车在行驶中的自动循迹功能。同时采集小车轮毂的转数来计算行驶距离，并且在液晶显示器上显示出来。整体设计框图如图1所示。

C130PFC2RSR/WEDB0DB1DB2DB3VCCDB4DB5DB6RSTDB7RSRWERST图2单片机及液晶显示电路3.2电机驱动电路电机驱动模块采用专门的电机控制芯片L298N，该芯片是

一种双H桥电机驱动芯片，其中每个H桥可以提供2A的电流，电源电压4.5-46v，工作温度-25℃-130℃，电源电压一般在12V为宜。它可同时对两个电机进行驱动控制，具有电路简单，控制效果好等特点。电机驱动电路如图3所示。

VCCR2R3R4R5300300300300U3P20VCCR6R7R8R91K1K1K1KU2571012VCCP21U3TLP521P22U4TLP521P23611912V4EASA1EBSA2VCCGNDVDDL298N1158IN1IN2IN3IN4OUT1OUT2OUT3OUT4231314D1D31N4007D11D311N4007MG2+MOTORA-VCCD2D41N4007VCCD21D411N4007MG1+MOTORA-图1整体设计图U4TLP5213硬件电路设计3.1单片机及液晶显示电路TLP521单片机采用ATS52，该芯片使用经典的MCS-51内核，同

时做了较多的更新，新增两级中断优先级、一个外中断，内置EEPROM、硬件看门狗、512B内存、在线用串口编程等功能，在单个芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash。具有4.5V~5.5V较宽的电压工作范围，工作频率0~12MHz，具有功耗低、运算速度快、性价比高等优点。显示模块使用的是带中文字库的128型LCD液晶显示器，该显示器具有128*点阵，能够显示出字符、汉字、图形等信息，该模块指令简单、接口方便，通过较为简单的外围电路就可以构成友好的人机界面。

图3电机驱动电路3.3轨迹探测电路轨迹探测传感器选用红外光电对管。发射器是一个砷化

镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度光敏二极管。该传感器是一款小型的具有DO输出的传感器。传感器可以通过电位器调节控制相应阀值，光敏二极管接收到红外光时DO输出高电平，没有接收时DO输出低电平；使用时直接与单片机I/O口连接。电路图如图4所示。

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收稿日期：2017-01-25作者简介：刘红(1970—)，女，陕西汉中人，实验师，研究方向电气自动化技术。198

计算机工程应用技术本栏目责任编辑：梁书

第13卷第5期(2017年2月)

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参考文献：[1]邵新春.档案存放地点索引[N].北京档案,2002(1).[2]傅白云,王芹.浅谈海南地方文献资料索引的现状[J].农业图书情报学刊,2011(7).[3]黄宝春.高校二级学院档案管理规范化的几点思考[J].云南档案,2008(7).[4]王艳玲.浅谈高校档案管理信息化建设[J].现代情报,2007(6).[5]周铭,黄燕玲.谈谈几种常用档案索引的编制方法[J].云南档案,2007(1).（上接第198页）

VCCD2LEDR1110K85结束语整个小车的设计以单片机为核心，使用红外循迹传感器，结合软件程序检测和判断，能够自动沿预设轨道行驶，实现直道和弧形轨道的前进。若有偏离，能够自动纠正，返回到预设轨道上来。同时还可以实时显示时间和距离，完成一圈后能够自动停止，基本达到了设计要求，具有较高的实用价值。

RK2R10C120010410K312D2LEDD3GJIC2104LM3934R12300U1ADO参考文献：[1]王琰,郭燕.基于C51单片机的智能循迹小车设计与实现[J].机电一体化,2013(8):72-76.[2]郑棣,徐迎春,刘雨.基于51单片机的多色点阵显示系统设计[J].自动化技术与应用,2014,33(12):5：109-113.[5]周鹏.基于STCC52RC单片机的温度检测系统设计[J].现代电子技术,2012,35(22):10-13.图4轨迹探测电路4软件设计主程序默认单片机上电调用初始化程序以及判断传感器的状态，输入到单片机内进行处理后输出，调用循迹子程序，同时单片机的定时器及外部中断服务子程序对检测到的外部中断次数处理，实时显示距离和时间，在需要调整时输出修正信号遇到金，然后判断是否到一圈，没有则继续回到轨迹行走，到一圈则停止前进。主程序流程图如图5所示。

图5主程序流程图本栏目责任编辑：梁书计算机工程应用技术203