自动循迹小车课程设计(1).pptx

自动循迹小车课程设计

课程介绍与背景循迹小车基本原理与技术硬件设计与实现软件编程与调试系统测试与性能评估课程总结与展望contents目录

01课程介绍与背景

010204课程目标与意义掌握自动循迹小车的基本原理和设计方法。了解传感器、控制器和执行器等关键部件的工作原理和选型方法。培养学生的动手实践能力、创新能力和团队协作精神。为学生提供一个将理论知识应用于实际项目的平台，提高学生的综合素质。03

循迹小车技术背景自动循迹小车是一种能够沿着预定路径自动行驶的机器人，具有广泛的应用前景，如仓储物流、智能家居、教育娱乐等领域。自动循迹小车涉及到传感器技术、控制技术、电机驱动技术等多个领域的知识，是一个综合性的实践项目。随着人工智能和物联网技术的不断发展，自动循迹小车的智能化和自主化水平不断提高，为相关领域的发展提供了有力支持。

课程内容包括自动循迹小车的基本原理、传感器技术、控制技术、电机驱动技术等方面的理论知识，以及实际动手搭建自动循迹小车的实践环节。课程安排包括理论授课、实验操作、小组讨论和课程设计报告等环节，旨在帮助学生全面了解自动循迹小车的相关知识，并提高学生的动手实践能力和创新能力。课程设计报告要求学生提交一份完整的自动循迹小车设计报告，包括设计思路、硬件选型、软件编程、实验结果等方面的内容，以检验学生的学习成果和实践能力。课程内容与安排

02循迹小车基本原理与技术

通过特定的传感器（如红外、超声波等）识别路径上的特征，如黑色线条或反光带，从而确定小车的行驶方向。路径识别当小车偏离预定路径时，传感器会检测到偏差，并将这一信息传递给控制系统。偏差检测控制系统根据接收到的偏差信息，通过调整小车的运动状态（如速度、方向等），使小车重新回到预定路径上。纠正措施循迹原理简介

通过发射红外光线并接收反射回来的光线来检测路径。适用于室内或光线条件较好的环境。红外传感器超声波传感器摄像头传感器利用超声波的反射来检测路径。适用于室外或光线条件较差的环境。通过图像处理技术识别路径。适用于复杂路径和高精度要求的场景。030201传感器技术及应用

模糊控制算法模拟人的思维方式，对偏差进行模糊化处理，并根据模糊规则进行决策，适用于难以建立精确数学模型的场景。神经网络控制算法通过学习大量样本数据，建立输入（传感器信号）与输出（控制指令）之间的映射关系，实现智能循迹。PID控制算法通过比例、积分和微分三个环节对偏差进行纠正，实现小车的稳定循迹。控制策略与算法

03硬件设计与实现

根据循迹小车功能需求，选用合适型号的单片机作为主控制器，如STM32、51单片机等。主控制器选型设计单片机的最小系统电路，包括电源电路、复位电路、晶振电路等。最小系统电路设计预留扩展接口，以便后续功能扩展和升级。扩展接口设计主控制器选型及电路设计

选用红外对管或光电对管作为循迹传感器，实现小车对路径的识别和跟踪。循迹传感器选用超声波或红外测距模块作为避障传感器，实现小车对障碍物的检测和避让。避障传感器设计相应的信号处理电路，将传感器输出的模拟信号转换为单片机可识别的数字信号。传感器信号处理传感器模块设计与实现

电机选型根据循迹小车性能需求，选用合适的直流电机或步进电机。电机驱动芯片选型选用合适的电机驱动芯片，如L298N、TB6612等，实现对电机的驱动和控制。电机驱动电路设计设计电机驱动电路，包括电源电路、驱动芯片外围电路等，确保电机能够稳定、可靠地工作。电机驱动模块设计与实现

04软件编程与调试

03硬件平台根据所选的嵌入式开发板和循迹模块来搭建硬件平台01开发环境KeiluVision5或IAREmbeddedWorkbench等嵌入式开发环境02编程语言C语言或C，推荐使用C语言，因为其对底层硬件操作更加直接和高效开发环境搭建及编程语言选择

主程序流程图初始化硬件设备和相关参数进入主循环，不断检测循迹模块的信号主程序流程图及代码实现

主程序流程图及代码实现根据循迹模块的信号控制小车的运动状态，如前进、后退、左转、右转等在运行过程中，不断检测是否有异常情况发生，如电机故障、电池电量不足等，并进行相应处理

包括初始化GPIO、PWM、定时器、中断等相关硬件设备和参数初始化代码不断检测循迹模块的信号，并根据信号控制小车的运动状态主循环代码主程序流程图及代码实现

根据循迹模块的信号，通过PWM控制电机的转速和方向，从而控制小车的运动状态检测异常情况并进行相应处理，如电机故障时停止小车运行并报警提示用户主程序流程图及代码实现异常处理代码运动控制代码

03通过串口或JTAG等调试接口连接开发板和电脑，使用调试工具进行在线调试01调试过程02在开发环境中编写和编译代码，然后将生成的可执行文件下载到嵌入式开发板中调试过程与问题解决

在调试过程中，可以观察变量的值、