1. 研究目的与意义（文献综述）

单片机是一种具有微型计算机的组成结构和功能的一块芯片，它在实际应用种可以完全融入到应用系统中去，所以可以成为嵌入式微控制器。由于其自身集成度高，功能性强，有很强的可靠性（温度范围广，抗干扰能力强），体积小，功耗低，使用方便并且价格低廉等特点，它在各个领域均得到广泛的应用和发展。单片机的应用是以单片机为硬件平台，用计算机语言来设计系统功能。它在仪表仪器，电子产品，通信设施，计算机外部设备，汽车电子设备，武器装备等方面发挥着非常重要的作用。现在，智能化作为当今社会的潮流，之后也将成为一种发展方向。即是机器设备能按照人编写的程序在特定的环境下可以自己运行，不需要人来进行管理。各种产品一旦用上了单片机，就能使产品更新换代，并且厂商会在其产品名称前说明其为‘智能型’。而智能电动车是其中的一个方向，这种方向的研究成果可以应用于地下勘探，无人驾驶等方面。

单片机技术发展迅速，根据时间可以基本分为四个阶段。第一阶段是从1976年到1978年，以intel公司推出的mcs-48系列单片机为代表，将cpu以及计算机外围电路集成到一个芯片上去，它们的研究取得了满意的效果，这就是单片机的由来和诞生。第二个阶段从1978年到1982年，这是单片机技术完善阶段。以intel公司在mcs-48系列单片机基础上进行改进，推出了mcs-51 系列的单片机。它配置了完善的额外部并行总线；规范了寄存器和控制模式；指令系统更加完善和丰富；第三个阶段从1983年到1990年，intel公司推出的mcs-96型号单片机将a-d转换器、程序运行监视器、脉宽调制器纳入片中。第四个阶段从1990年至今随着单片机在各个领域的发展，出现了各种发展方向。

近些年来，国内智能小车的比赛层出不穷，寻迹小车，智能避障等但是均不能进行对金属的测量以及感测。大部分运用的都是红外测距和感测不同颜色的方法。故可以在设计上加入接近开关以及速度控制模块，使小车能在不同区域可以不一样的运行方式进行运行。例如速度不同，方向不同，以及轨迹不同等。加入lcd屏幕以及测速模块将小车的运行轨迹和运行速度显示在屏幕上。这样能让操作者清晰明了的看到小车的状态。这种设计一定程度上体现了智能化，为之后的研究做出铺垫。

2. 研究的基本内容与方案

研究的目标是实现以51单片机为核心，设计并制作一个多模式简易智能电动小车。小车可以检测道路上的金属片，反应到单片机上，让单片机按照预定的工作模式控制小车在各个区域按照预定速度行驶。并采用LCD屏幕显示小车的各种参数。如图1.1

按照研究目标需要设计一种智能小车，主要设计分为四个模块：驱动模块，测速模块，显示模块和循迹模块。如图1.2驱动模块由四个电机组成，用单片机来控制小车的各个车轮的速度。电机有两种解决方案，一种是采用直流电机，控制输出电流来控制车速，这种电机连续性好，但是很难精准控制。另外一种是采用步进电机，这种电机可以进行精准操控，但是连续性不好。测速模块由测速元件促成。可以用霍尔元件进行测速，在小车车轮上装上一个磁铁，磁铁转动霍尔元件就可以测出速度。另一种可以采用光敏元件测速，用遮光板装在小车电机轴承上，遮光板转动，光敏元件便可以感知到。显示模块采用LCD屏幕显示，用单片机来控制传输。单片机采集各个传感器中的数据，并整合计算后显示在LCD屏幕上。循迹模块采用的是接近开关来测量感知金属片。根据金属片的不同小车也将进行不一样的运动模式和轨迹。

3. 研究计划与安排

第 1-2 周：查资料及撰写开题报告；

第 3 周：审查并修改开题报告；

第 4-10 周：课题设计与研究；

4. 参考文献（12篇以上）

(1)范风强.单片机语言c51应用实战集锦. 北京：电子工业出版社，2005

(2)边春远.mcs-51单片机应用开发实用子程序. 北京：人民邮电出版社，2005

(3) 雷高伟，熊建斌，徐小玲. 自循迹智能小车控制系统设计. 广东石油化工学院学报, 2017