基于 8051单片机的线跟随小车

线跟随小车是一种跟随线的机器，它可以是黑线或白线，线路跟随器感应到线路并越过它。在此项目中，如果感应到白线，会往白线的一侧转弯，直到没有感应到白线，再继续前进。

线跟随小车的原理

线跟随器的概念与光有关，当光线落在白色表面上时，它几乎会被完全反射，而在黑色表面的情况下，光线会被黑色表面吸收。这种光的行为被用于这个线跟随小车。

在这个线跟随小车项目中，我们使用了红外发射器和红外接收器，也称为光电二极管来发送和接收光。

IR Tx 发射红外光，当红外线落在白色表面时，它被反射回来被光电二极管捕获并产生一些电压变化。

当红外光落在黑色表面上时，光线被黑色表面吸收而不是反射回来，因此光电二极管没有接收到任何光线。

在此线跟随小车中，当传感器感应到白色表面时，微控制器将 0 作为输入，当感应到黑线时，微控制器将 1 作为输入。

电路设计说明

我们可以整个线跟随小车系统分为传感器部分、控制部分和驱动部分等多个部分。

传感器部分：此部分包含 IR 二极管、电位器、比较器（运算放大器）和 LED。电位器用于设置比较器一端的参考电压，IR 传感器感应线路并在比较器的第二端提供电压变化。然后比较器比较两个电压并在输出端生成数字信号，送入8051单片机。

控制部分： 8051单片机作为控制线跟随小车的核心控制。比较器的输出连接到 8051 的引脚号 P0.0 和 P0.1。8051 读取这些信号并将命令发送到驱动电路以驱动马达做出相应动作。

驱动部分：驱动部分由电机驱动器和两个直流电机组成。电机驱动器用于驱动电机，因为微控制器无法为电机提供足够的电压和电流。所以我们添加了一个电机驱动电路来满足电机的电压和电流。微控制器向该电机驱动器发送命令，进而驱动电机。

8051 线跟随小车的工作过程

线跟随小车通过传感器感知白线，向微控制器发送信号，然后微控制器根据传感器的输入信号来驱动电机。

在这个项目中，我们使用了两个红外传感器对（一个发送一个接收）。左右传感器都没有感应到任何东西或是黑线，即是红外接收端没有变化，小车向前直线移动。

当左侧传感器感应到白线时，小车向左转弯。

当右侧传感器感应到白线时，小车转向右侧，直到两个传感器都在黑线或没有感应到任何东西。

当两个传感器都感应到白线时，小车停止。

基于 8051 的线路跟随器小车电路

该电路非常简单。比较器（这里LM358 用作比较器）的输出直接连接到微控制器的引脚号 P0.0 和 P0.1。电机驱动器的输入引脚 2、7、10 和 15 分别连接在单片机引脚 P2.3、P2.2、P2.1 和 P2.4 处。一个电机连接在电机驱动器 3 和 6 的输出引脚上，另一个电机连接在 11 和 14 上。

编程说明

在程序中，我们首先定义输入和输出引脚。然后在 main 函数中，我们检查输入并根据输入将输出发送到驱动电路以驱动电机。

小车有四个状态。我们使用了两个传感器，即左传感器和右传感器。

// C 程序#include<reg51.h>sbit ls=P0^0;
sbit rs=P0^1;#define motor P2
#define forward 0x06
#define turn_left 0x82
#define turn_right 0x14
#define stop 0x00void main()
{motor=stop;while(1){if(ls && rs)motor=forward;else if(!ls && rs)motor=turn_left;else if(ls && !rs)motor=turn_right;elsemotor=stop;}
}