论文总字数：15030字

摘 要

本文的主要内容是利用Cygnal公司单片机C8051F020 为控制单元，设计能在特定跑道上循迹行驶的智能小车。智能车系统以C8051F020为核心，对外设进行控制，利用线性稳压芯片ASM1117、LM2940、TPS6734对电压进行稳定控制，为单片机及其他外设进行稳压供电，利用光耦芯片HCPL2630进行强弱电隔离控制，消除干扰，保证安全。用CCD视频探头进行信号采集,并由单片机产生PWM信号控制舵机和电机。整个系统由单片机模块、路径识别模块、直流电机驱动模块、电源模块等组成,利用PID和PWM(脉冲宽度调制)等控制方式，使智能车能够自动采集、分析引导线信息，控制车速和转向，实现智能车的自动寻迹。

智能小车的硬件设计包括：双向控制的电机驱动，可同时对多模块供电的电源系统，通信模块，信号采集模块等。

关键字：智能小车；C8051F020；循迹；CCD

Abstract

The main content of this paper is to use MCU C8051F020 made by Cygnal corporation as central control unit,in particular the runway design can trace the car driving on intelligence.Itelligent car system to C8051F020 as the core,set to foreign control, use linear egulator chip ASM1117,LM2940,TPS6734 to voltage stability of control for single chip microcomputer and other peripherals for the reliable power supply.use light coupling strength chips HCPL2630 for electrical isolation of control,disappear and keep safety.Use CCD camera to signal acquisition and use MCU create PWM wave to control the steering gear and motor.The whole system of microcomputer module,path recognition module,dc motor driver module,power supply module.the using of PID and PWM (Pulse width modulation) control method makes the smart car can automatically collect, analyze guide line information and control direction and speed so that realize that intelligent vehicle can trace automatically.

Intelligent car of hardware design including:two-way control motor drive,but at the same time for more power supply module of the power supply system,communication module,signal acquisition module,etc

Key word:Intelligenct car,C8051F020,Trace,CCD

目录

摘 要

Abstract

第一章 概述

1.1 设计的背景与意义

1.2具体的功能与作用

1.3 整体方案概述

第二章 方案的选择与比较选择

2.1 电源模块的选择

2.2 电机驱动模块的比较选择

2.3 图像采集模块的比较选择

2.4 核心单片机模块的选择

第三章 原理图的设计

3.1 硬件框图

3.2 原理总图

3.3 电源模块原理图

3.4 通信模块原理图

3.5 电机模块原理图

3.6 分模块原理图

3.7 CCD探头原理图

3.8核心单片机模块原理图

第四章 工具

4.1 开发环境

4.2外设与芯片

4.2.1 CCD视频探头

4.2.2 C8051F020

4.2.3 LM1881

4.3 PWM控制算法

第五章PCB版图

总结

参考文献

第一章 概述

1.1 设计的背景与意义

设计背景：从外观上看，智能小车系统主要表现为由一系列的硬件组成，包括组成车体的底盘、轮胎、舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和控制电路板等。智能小车是一种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。

国内背景：智能小车的发展主要是在自动化控制领域，一些大中专院校为了培养学生动手及编程能力，同时提高学生的兴趣，为智能小车控制领域提供了环境。同时一些比较大型的比赛，如全国电子设计大赛开始采用这类的题目，虽然都是用小车，但是控制方式都是不一样的，再比如“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛，采用先进的摄像头采集黑线线路，此时要求芯片的运算速度是非常高的。我国智能车辆技术方面的研究开始于20世纪80年代，虽然与发达国家存在一定的技术差距，但是我国也取得了一系列的成果，主要有：

中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院于2003年研制成功了我国第一辆自主驾驶轿车。该自主驾驶轿车在正常交通情况下，行驶在高速公路上最高稳定速度为12km/h，最高峰值速度可达到170km/h，并且具有超车功能，其总体技术性能和指标已经达到了世界先进水平。

上海交通大学应用现代控制理论设计出了一种自动驾驶汽车模型，该模型在汽车系统的动力学建模的基础之上，设计了自动驾驶的专项系统，它能根据弯道的弯曲变化程度实时的计算出车辆的转向盘角度，控制车辆按照预设道路行驶。

吉林大学设计并制造了一辆用CCD识别地面铺设的条状路标导航的智能车辆，车辆由图像识别、行驶、转向、制动、避障和其他辅助系统组成。目前，该车可以稳定的跟踪直线、弧线、S型线等轨迹自动行驶，车速可达20km/h。

只能车辆研究也是智能交通系统ITS的关键技术。目前，国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究，随着ITS研究的兴起，我国已形成了一支ITS技术研究开发的专业技术队伍。并且各个交通、汽车企业越来越加

大对ITS及智能车辆技术研究的投入，整个社会的关注程度在不断提高。相信相关领域的共同努力，我国ITS及智能车辆的技术水平一定会得到很大的提高。

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