自导引小车AGV系统分析与设计说明书.docx

学生个性化教育实训报告

题 目：
学生姓名：
学 号：
班 级：
指导教师：
日 期：

《自导引小车AGV系统分析与设计》任务书
专业 指导教师
班级 学生姓名 学号

一、内容简介
自导引小车是本设计以AGV为例，设计自导引小车，并通过实训装置进行调试练习。
二、任务要求：
（1）自导引小车载重50Kg（计算机械结构时用此参数）。
（2）要求实现前进、转弯和自动循迹功能，具有红外避障功能；
（3）小车行进速度可调；
（4）控制系统采用STC89C52，采用单片机C51语言编程；
（5）要求控制系统有仿真和调试。
三、任务内容：
（1）实训设计说明书1份；
（2）机械结构三维模型图（电子版），二维设计装配图1张及主要零件图；
（3）控制系统原理图1张；
（4）程序框图及程序清单；
（5）演示视频。
四、时间安排（16周-20周）
2016.12.12-2016.12.19 ：认识自导引小车，根据要求设计机械结构，进行强度的计算与校核，三维建模，绘制机械结构装配图、主要零件图；
2016.12.20-2016.12.25 ：熟悉控制元件、控制流程，绘制自导引小车控制系统原理图；
2016.12.26-2017.1.7 ： 动手装配自导引小车，编写控制程序；
2017.1.8-2017.1.13 ： 仿真调试程序；编写设计说明书，录制调试和小车工作视频。

目 录

第一章 绪论 1
1.1 AGV自动导引小车简介 1
1.2 AGV自动导引小车的分类 2
1.3 AGV系统组成 3
第二章 机械部分设计 5
2.1设计任务 5
2.2确定机械传动方案 5
2.3直流伺服电动机的选择 6
2.4联轴器的设计 9
2.5蜗杆传动设计 9
2.6前轮轴的设计 12
2.7蜗杆轴上的轴承选型计算 15
第三章 控制系统的设计 17
3.1单片机的选择 17
3.2电机驱动芯片的选择 19
3.3循迹模块的选择 20
3.4硬件系统电路图 21
3.5软件部分设计 22
第四章 小车组装及调试 26
第五章 总结 30
第六章 分工情况 31

第一章 绪论

1.1 AGV自动导引小车简介
AGV(Automatic Guided Vehicle),即自动导引车，是一种物料搬运设备，是能在一位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。AGV是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。装卸搬运是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高，占据物流费用的重要部分。因此，运输工具得到了很大的发展，其中AGV的使用场合最广泛，发展十分迅速。
自动导引车（automatic guided vehicle，AGV），是一种集声、光、电、计算机为一体的简易移动机器人。在结构上有类似于有人驾驶车，只不过它的行驶是在车载微电脑的控制下完成的。主要应用于柔性加工系统、柔性装配系统（以AGV作为活动装配平台）、自动化立体仓库以及其他一些行业作为搬运设备。
最早的自动搬运车是1913年福特汽车公司用在底盘装配上，代替了原来的输送机，使原装配时的12小时28分缩短了1小时33分。1956年英国人组成了以电磁感应导向的简易AGVS，从此60年代传到了美国。1959年日本也从这时开始引进AGVS技术。60年代AGVS从自动化仓库进入到柔性加工系统(FMS)。70年代AGV作为生产组成部分而进入了生产系统，从而使AGV得到了迅速发展。特别在汽车制造业得到广泛应用。
我国是从1976年起重机械研究所研制出第一台ADB型AGV；北京邮电部邮政科学技术研究所为上海新火车站邮政枢纽、济南军区仓库研究试制的WZC及WZC一1两种AGV，1991年也投入了运行；中科院沈阳自动化研究所1993年4月在北京新技术展览会上介绍了自行研制的SIA7—AGV一1型载重300公斤的自主导引小车，在沈阳某厂试用；1992年天津理工学院研制的带电缆光导AGV。我国台湾省曾委托ADLITTLE咨询公司编制“2000年新兴工业规划”，把开发研制AGVS列为第一类出口导向型优先发展的自动化产业。2000年世界自动化产业需求量为700亿美元，台湾达到36亿美元。
最早期的AGV是铺轨式的，车体在预设的铁轨上行驶，利用通信设备控制它的行驶或停止，并没有涉及到传感器。随着传感器技术的飞速发展，各种各样的传感器被使用在AGV中，AGV利用传感器感知周围事物的信息，控制机车的运动，从而实现真正意义上的自动导引。

1.2 AGV自动导引小车的分类
自动导引小车分为有轨和无轨两种。
所谓有轨是指有地面或空间的机械式导向轨道。地面有轨小车结构牢固，承载力大，造价低廉，技术成熟，可靠性好，定位精度高。地面有轨小车多采用直线或环线双向运行，广泛应用于中小规模的箱体类工件FMS中。高架有轨小车（空间导轨）相对于地面有轨小车，车间利用率高，结构紧凑，速度高，有利于把人和输送装置的活动范围分开，安全性好，但承载力小。高架有轨小车较多地用于回转体工件或刀具的输送，以及有人工介人的工件安装和产品装配的输送系统中。有轨小车由于需要机械式导轨，其系统的变更性、扩展性和灵活性不够理想。有轨小车如图所示。

图1-1 有导轨小车

无轨小车是一种利用微机控制的，能按照一定的程序自动沿规定的引导路径行驶，并具有停车选择装置、安全保护装置以及各种移载装置的输送小车。无轨小车如图所示。
图1-2 无导轨小车

无轨小车按引导方式和控制方法的分为有径引导方式和无径引导自主导向方式。有径引导方式是指在地面上铺设导线、磁带或反光带制定小车的路径，小车通过电磁信号或光信号检测出自己的所在位置，通过自动修正而保证沿指定路径行驶。无径引导自主导向方式中，地图导向方式是在无轨小车的计算机中预存距离表（地图），通过与测距法所得的方位信息比较，小车自动算出从某一参考点出发到目的点的行驶方向。这种引导方式非常灵活，但精度低。
1.3 AGV系统组成
现今的AGV基本上由导向模块、行走模块、导向传感器、微处理器、通讯装置、移载装置和蓄电池等构成，如图1所示。其中，微处理器是车的控制核心部分，它把车的各个部分有机地联系在一起，它不仅控制整个车的运行，而且，还通过通讯系统接收地面管理站传来的各种指令，并不断地把车的所处位置、运行状况等信息返回给地面站。通讯装置根据车的通讯方式不同可以是：红外通讯、感应通讯、无线电通讯等。移载方式有手动和自动2种，根据需要可以配置货叉、升降平台、辊子输送机、外伸形货叉、机械手等设备。一定数量的AGV在地面设 施的支持下，按工序完成一定的物料输送任务就构成AGV系统。
目前各大高校教学演示、自动化车间及物流配送业的用户对AGV产品反应良好，该产品也广泛应用的行业还包括烟草、汽车制造、家电、金融系统等多个领域。AGV的上市，标志着科技突飞猛进的大中华，让现代化工业城市又向前迈进了一大步，也将是现代化工业企业 自动化发展的必然趋势。
(1)较高的柔性。只要改变一下导向程序，就可以很容易地改变、修正和扩充AGV的移动路线。如果改变固定的传送带运输线或有轨小车的轨道，相比之下改造的工作量要大得多。
(2)实时监视和控制。由于控制计算机实时地对AGV进行监视，如果FMS控制系统根据某种需要，要求改变进度表或作业计划，则可很方便地重新安排小车路线。此外，还可以为紧急需要服务，向计算机报告负载的失效、零件错放等事故。如果采用的是无线电控制，可以实现AGV和计算机之间的双向通讯。不管小车在何处或处于何种状态，运动或者静止，计算机都可以用调频法通过它的发送器向任一特定的小车发出命令，且只有响应的那一台小车才能读到这个命令，并根据命令完成某一地点到另一地点的移动、停车装料、卸料、再充电等一系列的动作。另一方面小车向能向计算机发出信号，报告小车的状态、小车故障、蓄电池状态等
(3)安全可靠。AGV能以低速运行，一般在10～70 m／min范围内操作。通常AGV有微处理器控制，能同本区的控制器通讯，可以防止相互之间的碰撞。有的AGV上面还安装了定位精度传感器或定中心装置，可保证定位精度达到±30 mm，精确定位的AGV其定位精度可达到±30 mm，从而避免了在装卸站或在运动过程中小车与小车之间发生碰撞，以及工件卡死的现象。
装卸搬运是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高，占据物流费用的重要部分。AGV的显著特点是无人驾驶，AGV上装备有自动导向系统，可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。AGV的另一个特点是柔性好，自动化程度高和智能化水平高，AGV的行驶路径可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变，并且运行路径改变的费用与传统的输送带和刚性的传送线相比非常低廉。AGV一般配备有装卸机构，可以与其他物流设备自动接口，实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。此外，AGV还具有清洁生产的特点，AGV依靠自带的蓄电池提供动力，运行过程中无噪声、无污染，可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。

AGV的类型
AGV的应用
1. 电磁感应引导式AGV
1．仓储业
2. 激光引导式AGV
2．制造业
3. 视觉引导式AGV
3．邮局、图书馆、港口码头
4．铁磁陀螺惯性引导式AGV
4．烟草、医药、食品、化工
5．光学引导式AGV
5．危险场所和特种行业
表1-1 AGV的类型和应用

第二章 机械部分设计

2.1设计任务
设计一台自动导引小车AGV，可以在水平面上按照预先设定的轨迹行驶。本设计采用STC89C52单片机作为控制系统来控制小车的行驶，从而实现小车的左、右转弯，直走，倒退，停止功能。
其设计参数如下：
自导引小车载重：50Kg
自动导引小车的长度：500mm
自动导引小车的宽度：300mm
自动导引小车的行驶速度：100mm/s
2.2确定机械传动方案
传动系统如图2-1所示。
图2-1 传动系统

2.3直流伺服电动机的选择
伺服电动机的主要参数是功率(KW)。但是，选择伺服电动机并不按功率，而是更根据下列三个指标选择。
运动参数：
AGV行走的速度为100mm/s，则车轮的转速为
n=60v/(πd)=60×100/(3.14×140) ≈22.75r/min （2-1）
电机的转速
选择蜗轮-蜗杆的减速比 i=62
（2-2）
自动导引小车的受力分析：
图2-2 车轮受力简图

小车车架自重为P 取P=5kg=49N (2-3)
小车的载荷为G G=mg=50*9.8=196N （2-4）
列出平衡方程
， 2F+Fc-G-P=0 （2-5）
， -（P+G）*100+Fc*200=0 （2-6）
解得 F=61.25N Fc=122.5N
两驱动后轮的受力情况如图2-3所示：
滚动摩阻力偶矩的大小介于零与最大值之间，即
（2-7）
Mmax=0.006*61.25=0.3675N.M （2-8）
其中δ滚动摩阻系数，查表5-2，δ=2～10，取δ=6mm
牵引力F为 F=0.3675/0.07=5.25N （2-9）
后轮受力
摩擦系数 µ 牵引力 F n 重物的重力 W n
滚子直径 D mm 传递效率 ŋ 传动装置减速比 1/G
1）求换算到电机轴上的负荷力矩（）
（2-10）
=(5.25+0.15*61.25)/0.7*140/2/62*9.8/1000=0.23N.M
图2-3 后轮受力简图
取=0.7, =157.66, =0.15
1） 求换算到电机轴上的负荷惯性（）
（2-11）

其中 为车轮的转动惯量；为蜗杆的转动惯量；
为蜗轮的转动惯量；为蜗轮轴的转动惯量。
2） 电机的选定
根据额定转矩和惯量匹配条件，选择直流伺服电动机。
电机型号及参数：MAXON F2260 Ø60mm 石墨电刷 80W
匹配条件为
（2-12）
即
惯量 （2-13）
其中为伺服电动机转子惯量
故电机满足要求。
3） 快移时的加速性能
最大空载加速转矩发生在自动导引小车携带工件，从静止以阶跃指令加速到伺服电机最高转速时。这个最大空载加速转矩就是伺服电动机的最大输出转矩。
（2-14）
加速时间 （2-15）
其中 机械时间常数
2.4联轴器的设计
由于电动机轴直径为Φ8mm，并且输出轴削平了一部分与蜗杆轴联接部分轴径为Ф12mm，故其结构设计如图2-4所示。
图2-4 联轴器机构图

联轴器采用安全联轴器，销钉直径d可按剪切强度计算，即
（2-16）
销钉材料选用45钢。查表5-2 优质碳素结构钢（GB 699-88）
45 调质 ≤200mm =637MPa =353MPa =17% Ψ=35% 硬度217～255HBS
销钉的许用切应力为
（2-17）
过载限制系数k值 查表14-4 取k=1.6
T=0.321N•m
选用d=5mm满足剪切强度要求。
2.5蜗杆传动设计
1.选择蜗杆的传动类型
根据GB/T 10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆(ZI)。
2.选择材料
蜗杆要求表面硬度和耐磨性较高，故材料选用40Cr。蜗轮用灰铸铁HT200制造，采用金属模铸造。
3.蜗杆传动的受力分析
确定作用在蜗轮上的转矩T2
按Z=1，估取效率η=0.7,则
（2-18）
图2-5 蜗轮-蜗杆受力分析

各力的大小计算为
（2-19）
（2-20）
（2-21）
4.按齿根弯曲疲劳强度进行设计
根据开式蜗杆传动的设计准则，按齿根弯曲疲劳强度进行设计。蜗轮轮齿因弯曲强度不足而失效的情况，多数发生在蜗轮齿数较多或开式传动中。
弯曲疲劳强度条件设计的公式为
（2-22）
确定载荷系数K
由于工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数Kβ=1，由表11-15选取使用系数KA=1.15。由于转速不高，冲击不大，可取动载系数KV=1.1,则
（2-23）
由表11-8得，蜗轮的基本许用弯曲应力
假设 3°10'48"，蜗轮的当量齿数
（2-24）
根据，，从图11-19中可查得齿形系数
螺旋角系数 （2-25）

由表11-2得
中心距a=50mm 模数m=1.25mm 分度圆直径
蜗杆头数 直径系数17.92 分度圆导程角γ=3°11′38″
蜗轮齿数 变位系数
5.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸
1）蜗杆
轴向齿距 （2-26）
齿顶圆直径 （2-27）
齿根圆直径
（2-28）
蜗杆轴向齿厚 （2-29）
2）蜗轮
传动比 （2-30）
蜗轮分度圆直径 （2-31）
蜗轮喉圆直径 （2-32）
蜗轮齿根圆直径
（2-33）
蜗轮咽喉母圆半径 （2-34）
6.精度等级公差和表面粗糙度的确定
考虑到所设计的自动导引小车属于精密传动，从GB/T 10089-1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择6级精度，侧隙种类为
7.热平衡核算
由于该蜗轮-蜗杆传动是开式传动，蜗轮-蜗杆产生的热传递到空气中，故无须热平衡计算。
2.6前轮轴的设计
前轮轴只承受弯矩而不承受扭矩，故属于心轴。
图2-6 前轮轴结构

1.求作用在轴上的力
自动导引小车的前轮受力，受力如图2-9a)所示。

2.轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
装配方案是：左轮辐板、右轮辐板、螺母、套筒、滚动轴承、轴用弹性挡圈依次从轴的右端向左安装，左端只安装滚动轴承和轴用弹性挡圈。这样就对各轴段的粗细顺序作了初步安排。
2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
(1)初步选择滚动轴承。自动导引小车前轮轴只受弯矩的作用，主要承受径向力而轴向力较小，故选用单列深沟球轴承。由轴承产品目录中初步选取单列深沟球轴承6004，其尺寸为d×D×T=20mm×42mm×12mm,故。
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得6004型轴承的定位轴肩高度h=2.5mm，因此取。
(2)取安装左、右轮辐处的轴段Ⅵ的直径;轮辐的左端采用轴肩定位，右端用螺母夹紧轮辐。已知轮辐的宽度为34mm，为了使螺母端面可靠地压紧左右轮辐，此轴段应略短于轮辐的宽度，故取。左右轮辐的左段采用轴肩定位，轴肩高度，取h=3mm，则轴环处的直径。轴环宽度b≥1.4h，取。
(3)轴用弹性挡圈为标准件。选用型号为GB 894.1-86 20，其尺寸为,故
, ,。
其余尺寸根据前轮轴上关于左右轮辐结合面基本对称可任意确定尺寸，确定了轴上的各段直径和长度如图2-8所示。
3）轴上零件的周向定位
左右轮辐与轴的周向定位采用平键联接。按dⅥ由手册查得平键截面b×h=8mm×7mm
(GB/T 1095-1979),键槽用键槽铣刀加工，长为28mm(标准键长见GB/T 1096-1979),同时为了保证左右轮辐与轴配合有良好的对中性，故选择左右轮辐与轴的配合为H7/n6。滚动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为j7。
4）确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角为1×45°，各轴肩处的圆角半径为R1。
3.求轴上的载荷
首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图。

图2-7 前轮轴的载荷分析图

4.按弯曲应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩的截面强度。最大负弯矩在截面C上，。
对截面C进行强度校核，由公式
（2-35）
由表15-1得，45钢 调质
由表15-4得，
（2-36）

因此该轴满足强度要求，故安全。
2.7蜗杆轴上滚动轴承选择计算
要求寿命，转速，轴承的径向载荷，作用在轴上的轴向载荷。
1． 由上述条件试选轴承
选30203型轴承，查表5-24
（脂润滑）

图2-8 蜗杆轴上的轴承受力

2． 按额定动载荷计算
(2-52)

，

查表15-12，
， ，

， ，

由式

均小于满足要求。
3． 按额定静载荷校核
由表
查表15-14，取

均小于，满足要求。

第三章 控制系统的设计
3.1单片机的选择
控制器选型：STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

8051的初始态：
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。    
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。    
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，STC89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
3.2.电机驱动芯片的选择
电机采用直流驱动，5V~35V供电，要求一定稳定性。
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。

使用说明：

3.3循迹模块的选择
3.3.1路循迹传感器模块介绍：
此模块是为智能小车、机器人等自动化机械装置提供一种多用途的红外线探 测系统的解决方案。该传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发 射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面） 时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，同时信号输出接 口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距 离范围 2～60cm，工作电压为 3.3V-5V。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。

3.3.2路循迹传感器模块参数说明：
一、（1） 当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上红色指示灯点亮，同时 OUT 端口持续输出低电平信号,该模块检测距离 2～60cm，检测角度 35°，检测距离可 以通过电位器进行调节，顺时针调电位器，检测距离增加；逆时针调电位器，检 测距离减少。
（2）传感器属于红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其 中黑色探测距离最小,白色最大;小面积物体距离小,大面积距离大。 3、传感器模块输出端口 OUT 可直接与单片机 IO 口连接即可，也可以直接驱动一 个 5V 继电器模块或者蜂鸣器模块；连接方式：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO 4、比较器采用 LM339，工作稳定；
（3）可采用 3.3V-5V 直流电源对模块进行供电。当电源接通时，绿色电源指示灯 点亮；
（4）具有 3mm 的螺丝孔，便于固定、安装；
（5）尺寸大小：中控板 42mm×38mm×12mm（长×宽×高） 小板 25mm×12mm×12mm（长×宽×高）
（6）每个模块在发货已经将阈值比较电压通过电位器调节好， 买家也可以根据实 际情况进行调节（提示：模块反射距离越大，越容易误触发）
二、模块接口说明（16 线制）
红外探头 VCC GND OUT 对应接入中控板 VCC GND INx
中控板供电：模块 6p 排针接口处 VCC 外接 3.3V-5V 电压（可以直接与 5v 单片机和3.3v 单片机相连）；GND 外接 GND ;OUT1-OUT4 接单片机 IO 口

3.4硬件系统电路图

3.5软件部分设计
3.5.1软件功能
1.通过设计要求小车实现前进、转弯和自动循迹功能；
具有红外避障功能且小车行进速度可调。
3.5.2程序流程图

开始
左右避障灯是否检测到光信号
左右循迹灯是否检测到光信号
对应电机保持原速行使
对应电机减速转动
左右电机均停止转
结束
是
否
是
否

3.5.3 程序清单
#include<reg52.h> //111111111111111
unsigned char timer1;
sbit led1=P1^0;
sbit led11=P1^1;
sbit led2=P1^2;
sbit led22=P1^3;

sbit xj1 = P0^0;
sbit xj2 = P0^1;
sbit xj3 = P0^2;
sbit xj4 = P0^3;
void Time1Config();

void main() //主函数
{
Time1Config();
while(1)
{
if((xj1==0)||(xj4==0)) //停
{
led1=0;
led11=0;
led2=0;
led22=0;
}

else if(((xj2==1)&&(xj3==1))||((xj2==0)&&(xj3==0))) //直走
{
if(timer1>90) //PWM周期为100*0.5ms
{
timer1=0;
}
if(timer1 < 5) //改变这个值可以改变直流电机的速度
{
led1=1;
led11=0;
led2=0;
led22=1;
}
else
{
led1=0;
led11=0;
led2=0;
led22=0;
}
}
else if((xj2==0)&&(xj3==1)) //右走
{
if(timer1>90) //PWM周期为100*0.5ms
{
timer1=0;
}
if(timer1 < 5) //改变这个值可以改变直流电机的速度
{
led1=1;
led11=0;
led2=0;
led22=0;
}
else
{
led1=0;
led11=0;
led2=0;
led22=0;
}
}
else if((xj2==1)&&(xj3==0)) //左走
{
if(timer1>90) //PWM周期为100*0.5ms
{
timer1=0;
}
if(timer1 < 5) //改变这个值可以改变直流电机的速度
{
led1=0;
led11=0;
led2=0;
led22=1;
}
else
{
led1=0;
led11=0;
led2=0;
led22=0;
}
}

}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Time1Config
* 函数功能 : 设置定时器
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/

void Time1Config()
{
TMOD|= 0x10; //设置定时计数器工作方式1为定时器

//--定时器赋初始值，12MHZ下定时0.5ms--//
TH1 = 0xFE;
TL1 = 0xeC;

ET1 = 1; //开启定时器1中断
EA = 1;
TR1 = 1; //开启定时器
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Time1
* 函数功能 : 定时器1的中断函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/

void Time1(void) interrupt 3 //3 为定时器1的中断号 1 定时器0的中断号 0 外部中断1 2 外部中断2 4 串口中断
{
TH1 = 0xFE; //重新赋初值
TL1 = 0xeC;
timer1++;
}

第四章 小车组装及调试
小车的组装
1. 构成小车的各零件及电路板

2. 首先，将万向轮、左电机车轮和右电机车轮安装在地盘以下，支撑起车身。
3. 其次，按照顺序分别将单片机、4路循迹传感器模块安装在地盘以上。然后再将L298N直流电机驱动芯片安装在地盘以下。
4.再次，用一定数量的导线对单片机、4路循迹传感器模块、L298N直流电机驱动芯片进行对应接口的正确连接。

5.单片机的VCC端对应驱动芯片的+5V接口，单片机的GND接口对应驱动芯片的GND接口，单片机的port端的输出口按接线顺序对应驱动芯片的接收端INT1~INT4端口，并且按顺序对应驱动芯片的通道A通道B使能端ENA（自左向右插线）。

6. 单片机+5V和GND端对应4路应循迹模块的VCC端和GND端，然后将单片机的PORT端接收端按顺序对应4路循迹模块的输出端D01~D04进行连接。

7.将四片光感小灯按顺序与4路循迹模块对应的接口进行连接。

8.最后用模型专用螺栓和螺母将各元器件固定。

小车的调试
小车组装完成后需要给控制器STC89C52输入程序，需要用到KEIL软件、程序下载板。
将STC89C52插进下载板中，用keil软件打开已编好的c语言程序，运行无误后拷贝至控制器中，可改变程序中速度数值的大小来调整小车行进速度。