第一篇：智能循跡小車

專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)訓(xùn)報(bào)告

課題名稱 成員 院系 專 業(yè) 指導(dǎo)教師

智能循跡小車

*** 航空工程學(xué)院 電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

***

2016年5月28日

目錄 實(shí)訓(xùn)任務(wù)與內(nèi)容..............................................................1 1.1實(shí)訓(xùn)任務(wù)...................................................................1 1.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容..................................................................1 2 模塊設(shè)計(jì)....................................................................2 2.1 電路模塊設(shè)計(jì)..............................................................2 2.1.1 硬件電路設(shè)計(jì)............................................................2 2.1.2 軟件程序設(shè)計(jì)............................................................3 2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)..........................................................5 2.2 電源模塊的設(shè)計(jì)............................................................6 2.3 傳感器模塊的設(shè)計(jì)..........................................................6 3 測(cè)試結(jié)果....................................................................7 4 心得體會(huì)....................................................................8 附錄1電路原理圖的總圖........................................................9 附錄2 源程序.................................................................10

實(shí)訓(xùn)任務(wù)與內(nèi)容 1.1實(shí)訓(xùn)任務(wù)

1)熟悉51單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境，運(yùn)用C語(yǔ)言編寫工程文件；

2)熟練應(yīng)用所選用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、資源、以及軟硬件調(diào)試的設(shè)備的基本方法； 3)自行構(gòu)建基于單片機(jī)的最小系統(tǒng)，完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)； 1.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

基于AT89C52單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，小車完成的主要功能是能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線的走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的循線行駛。小車系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)位系統(tǒng)控制處理器；采用紅外傳感獲取賽道的信息，來對(duì)小車的方向和速度進(jìn)行控制。此外，對(duì)整個(gè)控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最終完成軟件和硬件的融合，實(shí)現(xiàn)小車的預(yù)期功能。2 模塊設(shè)計(jì) 2.1 電路模塊設(shè)計(jì) 2.1.1 硬件電路設(shè)計(jì)

圖2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖

圖2.2傳感器系統(tǒng)的原理圖

圖2.3電源系統(tǒng)的原理圖

我們選用的是三個(gè)光電開關(guān)進(jìn)行尋跡。光電開關(guān)電源線接入5V的電源，三個(gè)光電開關(guān)分別接入單片機(jī)的P1.0口-P1.2口。采用兩個(gè)L298N芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，步進(jìn)電機(jī)模塊的引腳ENA和ENB分別連接P0.6口和P0.7口；直流電機(jī)模塊的引腳ENA和ENB分別連接P0.4口和P0.5口。模塊的INT1-INT4連接單片機(jī)的P0.0-P0.3口，另一驅(qū)動(dòng)模塊IN為P2.0-P2.3口，OUT1-OUT4連接兩個(gè)直流電機(jī)。

小車進(jìn)入循跡模式后，即開始不停地掃描與探測(cè)器連接的單片機(jī)I/O口，一旦檢測(cè)到某個(gè)I/O口有信號(hào)，即進(jìn)入判斷處理程序，先確定4個(gè)探測(cè)器中的哪一個(gè)探測(cè)到了黑線，如果左面第一級(jí)傳感器或者左面第二級(jí)傳感器探測(cè)到黑線，即小車左半部分壓到黑線，車身向右偏出，此時(shí)應(yīng)使小車向左轉(zhuǎn)；如果是右面第一級(jí)傳感器或右面第二級(jí)傳感器探測(cè)到了黑線，即車身右半部壓住黑線，小車向左偏出了軌跡，則應(yīng)使小車向右轉(zhuǎn)。在經(jīng)過了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測(cè)黑線重復(fù)上述動(dòng)作。2.1.2 軟件程序設(shè)計(jì)

圖2.4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的流程圖 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)綜上所述，本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的各個(gè)模塊算法為：電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法，尋跡算法，測(cè)速算法，LCD顯示算法。系統(tǒng)總體程序框圖如圖11所示。其中在小車尋跡的過程中，會(huì)不斷調(diào)用測(cè)速算法，并通過LCD將實(shí)時(shí)速度顯示出來。各個(gè)數(shù)的調(diào)用關(guān)系為了控制電機(jī)1和電機(jī)2PWM信號(hào)的占空比，設(shè)置了兩個(gè)變量DutyCycle1和DutyCycle2，這兩個(gè)變量的值可以作為控制電機(jī)移動(dòng)函數(shù)的參數(shù)控制電機(jī)的速度。規(guī)定當(dāng)DutyCycle的值小于time_count時(shí)電機(jī)的使能端輸出1，反之輸出0，這樣就可以改變PWM信號(hào)占空比，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速了。小車轉(zhuǎn)向控制小車轉(zhuǎn)向控制：：小車移動(dòng)中前進(jìn)比較容易控制，只要讓兩個(gè)電機(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)就可以了。控制小車轉(zhuǎn)向時(shí)有兩種策略，第一種是一個(gè)電機(jī)正轉(zhuǎn)而另一個(gè)不轉(zhuǎn)，第二種是一個(gè)電機(jī)正轉(zhuǎn)而另一個(gè)反轉(zhuǎn)。在測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)采用第一種方法當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)一側(cè)的輪子會(huì)帶動(dòng)不運(yùn)動(dòng)一側(cè)的輪子迫使小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)。所以我們采用了第二種控制小車轉(zhuǎn)向的方法?？刂齐姍C(jī)轉(zhuǎn)向的有兩個(gè)方向位，DIR_L和DIR_R，它們不同狀態(tài)和電機(jī)轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系表1表所示：小車速度和方向控制的函數(shù)都已經(jīng)封裝在一起，通過入口參數(shù)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖2.5 智能循跡小車運(yùn)行圖

圖2.6 智能循跡小車圖

2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)模塊采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，其響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖L298N的5、7、10、12四個(gè)引腳接到單片機(jī)上，通過對(duì)單片機(jī)的編程就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的PWM調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)控制。

L298驅(qū)動(dòng)電機(jī)介紹：

L298N 為SGS-THOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)二相或1個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè)橋式的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的I/O端口來提供模擬時(shí)序信號(hào)，但在本驅(qū)動(dòng)電路中用L298來提供時(shí)序信號(hào)，節(jié)省了單片機(jī)I/O 端口的使用。L298N 接腳Pin1 和Pin15 可與電流偵測(cè)用電阻連接來控制負(fù)載的電路；OUTl、OUT2 和OUT3、OUT4 之間分別接2個(gè)步進(jìn)電機(jī)；in1~in4 輸入控制電位來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；Enable則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。

采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N具有高電壓、大電流、響應(yīng)頻率高的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，一片 L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，并且?guī)в锌刂剖鼓芏?。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。L298N的使能端可以外接電平控制，也可以利用單片機(jī)進(jìn)行軟件控制，滿足各種復(fù)雜電路的需要。另外，L298N的驅(qū)動(dòng)功率較大，能夠根據(jù)輸入電壓的大小輸出不同的電壓和功率，解決了負(fù)載能力不夠的問題。2.2 電源模塊的設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中，需要用到的電源有單片機(jī)的5V，L298N芯片的電源5V和電機(jī)的電源7-15V。所以需要對(duì)電源的提供必須正確和穩(wěn)定可靠。

方案一：用9V的鋅電源給前、后輪電機(jī)供電，然后使用7805穩(wěn)壓管來把高電壓穩(wěn)成5V分別給單片機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片供電。這種接法比較簡(jiǎn)單，但小車的電路功耗過大會(huì)導(dǎo)致后輪電機(jī)動(dòng)力不足。

方案二：采用雙電源。為了確保單片機(jī)控制部分和后輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)的部分的電壓不會(huì)互相影響，要把單片機(jī)的供電和驅(qū)動(dòng)電路分開來，即：用直流電12v供給單片機(jī)，后輪電機(jī)的電源用5V供電，這樣有助于消除電機(jī)干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

基于以上分析，我們選擇了方案二，采用雙電源供電。2.3 傳感器模塊的設(shè)計(jì)

TC端是傳感器工作控制端，為高電平時(shí)，發(fā)光二極管不工作，傳感器休眠，為低電平時(shí)，傳感器啟動(dòng)。Signal端為檢測(cè)信號(hào)輸出，當(dāng)遇到黑線，黑線吸收大量的紅外線，反射的紅外線很弱，光敏三極管不導(dǎo)通，Signal輸出高電平；當(dāng)遇到白線，與黑線相反，反射的紅外線很強(qiáng)，使光敏三極管導(dǎo)通，Signal輸出低電平。

這種探測(cè)方法，即利用紅外線在不同顏色的表面特征，具有不同的反射性能，汽車行駛過程中接收地面的紅外光。當(dāng)紅外光遇到白色路線，地板發(fā)生漫反射，安裝在小型車的反射光接收器接收；如果是遇到黑色路線，紅外光將被黑線吸收，安裝在小車上的接收管沒有收到紅外光?？刂破鲿?huì)根據(jù)是否收到反射的紅外光為判斷依據(jù)來確定的黑線的位置和小車的路線。紅外探測(cè)器距離通常是不應(yīng)超過15厘米的。紅外發(fā)射和接收紅外線感應(yīng)器，可以使自己或直接使用集成紅外探頭。調(diào)整左右傳感器之間的距離，兩探頭距離約等于黑線寬度最合適，選擇寬度為3-5厘米的黑線。該傳感器的靈敏度是可調(diào)的，傳感器有時(shí)遇到黑線卻不能送出相應(yīng)的信號(hào)，通過調(diào)節(jié)傳感器上的可調(diào)電阻，適當(dāng)?shù)脑龃蠡驕p小可改變靈敏度。另外，循跡傳感器的放置也是有講究的，有兩種方法，一種是兩個(gè)都是放置在黑線內(nèi)側(cè)緊貼黑線邊緣，第二種是都放置在黑線的外側(cè)，同樣緊貼黑線邊緣。本設(shè)計(jì)采用第二種方法。

單片機(jī)燒錄程序后，就可以執(zhí)行循跡指令了。如果小車向前行駛時(shí)向左偏離了黑線，那么右邊傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平，單片機(jī)判斷這個(gè)信號(hào)，然后向右拐回到黑線。兩傳感器輸出信號(hào)為低電平時(shí)，小車前進(jìn)。如果小車向右偏離黑線，左邊傳感器產(chǎn)生一個(gè)高電平，單片機(jī)判斷這個(gè)信號(hào)，然后向左拐。這樣，小車一定不會(huì)偏離黑線。若兩個(gè)光電傳感器同時(shí)輸出的信號(hào)為高電平，即單片機(jī)判斷的都為高電平時(shí)，小車向前直走。3 測(cè)試結(jié)果

從直線段O點(diǎn)出發(fā)，讓小車智能循跡至N點(diǎn)，記錄直點(diǎn)線段O點(diǎn)至A點(diǎn)的所用時(shí)間，記錄A點(diǎn)至B點(diǎn)的時(shí)間，依次記錄B點(diǎn)至C點(diǎn)、C點(diǎn)至D點(diǎn)、D點(diǎn)至E點(diǎn)、E點(diǎn)至F點(diǎn)、F點(diǎn)至N點(diǎn)的時(shí)間，重復(fù)測(cè)試5次，并記錄時(shí)間。

圖3.1 智能循跡小車跑道圖

起點(diǎn)位于彎道的運(yùn)行時(shí)間要長(zhǎng)于起點(diǎn)位于直道的運(yùn)行時(shí)間。導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是由于彎道的曲率變化給小車的循跡調(diào)整帶來了較大的影響，對(duì)應(yīng)小號(hào)的調(diào)整時(shí)間業(yè)比起于直道的測(cè)試過程要長(zhǎng)些。有時(shí)，小車會(huì)稍微偏離跑道。對(duì)傳感器的靈敏度需要更加仔細(xì)的調(diào)整。4 心得體會(huì)

根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，我們小組系統(tǒng)地閱讀了大量的資料，并認(rèn)真分析了設(shè)計(jì)課題的需求，還系統(tǒng)學(xué)習(xí)了51系列單片機(jī)的工作原理及其使用方法，并獨(dú)自設(shè)計(jì)智能小車的整個(gè)項(xiàng)目。雖然條件艱苦，但經(jīng)過不懈鉆研和努力，購(gòu)買到了所有所需的元器件，并系統(tǒng)的進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)，最終做出了整個(gè)小車的硬件系統(tǒng)，然后結(jié)合課題任務(wù)和小車硬件進(jìn)行了程序的編制，本系統(tǒng)能夠基本滿足設(shè)計(jì)要求，能夠較快較平穩(wěn)的是小車沿引導(dǎo)線行駛，但由于經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰τ邢?，該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待于進(jìn)一步的完善與改進(jìn)。

通過本次課題設(shè)計(jì)，不僅是對(duì)我們課本所學(xué)知識(shí)的考查，更是對(duì)我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動(dòng)手能力的考驗(yàn)。本次課程設(shè)計(jì)使我們對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)有了初步認(rèn)識(shí)，還認(rèn)識(shí)了幾種傳感器，并能獨(dú)立設(shè)計(jì)出其接口電路，再有對(duì)電路板的制作有了一定的了解，并學(xué)會(huì)了使用Protel設(shè)計(jì)電路。本次智能循跡小車課程設(shè)計(jì)使我們意識(shí)到了實(shí)驗(yàn)的重要性，在硬件制作和軟件調(diào)試的過程中，出現(xiàn)了很多問題，最終都是通過實(shí)驗(yàn)的方法來解決的。還有以前對(duì)程序只是一個(gè)很模糊的概念，通過這次的智能循跡小車的課程設(shè)計(jì)使我對(duì)程序完全有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，并能使用C熟練的進(jìn)行編程了。通過本次智能循跡小車的課程設(shè)計(jì)，極大的鍛煉了我們的思考和分析問題的能力，并對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)。

總之，在這次的課程設(shè)計(jì)的過程中，無論是對(duì)于學(xué)習(xí)方法還是理論知識(shí)，我們都有了新的認(rèn)識(shí)，受益匪淺，這將激勵(lì)我們?cè)诮窈笤俳釉賲枺粩嗤晟谱约旱睦碚撝R(shí)，提高實(shí)踐運(yùn)作能力。附錄1 電路原理圖的總圖

圖3.1 電路原理圖總圖 附錄2 源程序

#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit in1=P1^0;sbit in2=P1^3;sbit pwm1=P1^2;sbit pwm2=P1^4;sbitzuo=P0^7;//紅外傳感器1 sbitzhong=P0^6;//紅外傳感器2 sbit you=P0^2;uchar count=0;uchar dj1=0;uchar dj2=0;void advance(){in1=1;in2=1;dj1=15;dj2=15;//紅外傳感器3 //小車前進(jìn)子函數(shù) } void left(){in1=1;in2=1;dj1=18;dj2=7;} void right(){in1=1;in2=1;dj1=7;dj2=18;} void left1(){in1=1;in2=0;dj1=15;dj2=18;} void right1(){in1=0;in2=1;//小車左轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)1 //小車右轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)1 //小車左轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)2 //小車右轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)2 dj1=18;dj2=15;} void timer0_init()//0.5ms 定時(shí)器設(shè)置 {TMOD=0X01;TH0=0XFE;TL0=0X33;EA=1;ET0=1;TR0=1;} void timer0()interrupt 1 //定時(shí)器中斷函數(shù) {TH0=0XFE;TL0=0X33;count++;if(count<=dj1)pwm1=1;else pwm1=0;if(count<=dj2)pwm2=1;else pwm2=0;if(count>=320){count=0;} //PWM脈寬調(diào)速 } void main()//主函數(shù) //初始化 {timer0_init();P0=0XFF;P1=0X02;P2=0X00;P3=0X00;while(1){if((zuo==0)&&(zhong==1)&&(you==0))//小車在正確的軌道上，小車前進(jìn) {advance();} if((zuo==0)&&(zhong==1)&&(you==1))//小車偏左，執(zhí)行右轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)1 {right();} if((zuo==1)&&(zhong==1)&&(you==0))//小車偏右，執(zhí)行左轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)1 {left();} if((zuo==1)&&(zhong==0)&&(you==0))//小車右偏比較大，執(zhí)行左轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)2 {left1();} if((zuo==0)&&(zhong==0)&&(you==1))//小車左偏比較大，執(zhí)行右轉(zhuǎn)微調(diào)子函數(shù)2 {right1();} if((zuo==1)&&(zhong==1)&&(you==1))//小車行駛在十字交叉出口，直走前進(jìn) {advance();} if((zuo==0)&&(zhong==0)&&(you==0))//上軌道 {advance();} } }

小車跑出軌道，直走前進(jìn)，重新

第二篇：智能循跡小車實(shí)驗(yàn)報(bào)告

摘要

本設(shè)計(jì)主要有單片機(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及電源模塊組成，小車具有自主尋跡的功能。本次設(shè)計(jì)采用STC公司的89C52單片機(jī)作為控制芯片，傳感器模塊采用紅外光電對(duì)管和比較器實(shí)現(xiàn)，能夠輕松識(shí)別黑白兩色路面，同時(shí)具有抗環(huán)境干擾能力，電機(jī)模塊由L298N芯片和兩個(gè)直流電機(jī)構(gòu)成，組成了智能車的動(dòng)力系統(tǒng)，電源采用7.2V的直流電池，經(jīng)過系統(tǒng)組裝，從而實(shí)現(xiàn)了小車的自動(dòng)循跡的功能。

關(guān)鍵詞 智能小車

單片機(jī)紅外光對(duì)管 STC89C52 L298N 1 緒論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的設(shè)計(jì)越來越精細(xì)，功能越來越復(fù)雜，智能小車作為其的一個(gè)分支，也在不斷發(fā)展。在近幾年的電子設(shè)計(jì)大賽中，關(guān)于小車的智能化功能的實(shí)現(xiàn)也多種多樣，因此本次我們也打算設(shè)計(jì)一智能小車，使其能自動(dòng)識(shí)別預(yù)制道路，按照設(shè)計(jì)的道路自行尋跡。設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

采用MCS-51單片機(jī)為控制芯片（也可采用其他的芯片），紅外對(duì)管為識(shí)別器件、步進(jìn)電機(jī)為行進(jìn)部件，設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠識(shí)別以白底為道路色，寬度10mm左右的黑色膠帶制作的不規(guī)則的封閉曲線為引導(dǎo)軌跡并能沿該軌跡行進(jìn)的智能尋跡機(jī)器小車。方案設(shè)計(jì)與方案選擇

3.1 硬件部分

可分為四個(gè)模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及電源模塊。

3.1.1 單片機(jī)模塊

為小車運(yùn)行的核心部件，起控制小車的所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。由于以前自己開發(fā)板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以讓然選擇這個(gè)芯片作為控制核心部件。STC89C52是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內(nèi)有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。其程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是分開的。

3.1.2 傳感器模塊

方案一：使用光敏電阻組成光敏探測(cè)器采集路面信息。阻值經(jīng)過比較器輸出高低電平進(jìn)行分析，但是光照影響很大，不能穩(wěn)定工作。

方案二：使用光電傳感器來采集路面信息。使用紅外光電對(duì)管，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，實(shí)現(xiàn)方便，成本低廉，沒有復(fù)雜的圖像處理工作，因此反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時(shí)間少。但也存在不足，它能獲取的信息是不完全的，容易受很多擾動(dòng)（如背景光源，高度等）的影響，抗干擾能力較差。

方案三：使用CCD傳感器來采集路面信息。使用CCD可以獲取大量的圖像信息，掌握全面的路徑信息，抗干擾能力強(qiáng)，為以后功能的擴(kuò)展提供方便。但使用CCD需要大量的圖像處理工作，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算，因此電路復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來工作量大。

方案四：使用光電對(duì)管采集路面信息。RPR220結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，調(diào)整電路簡(jiǎn)單工作性能穩(wěn)定。

可見方案四最適宜，但僅從此項(xiàng)目考慮，方案二成本低，也能完成設(shè)計(jì)，故選用方案二。3.1.3 電機(jī)控制模塊

3.1.3.1電機(jī)的選擇

方案一：采用步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)過的角度可以精確定位，可實(shí)現(xiàn)小車行進(jìn)過程的精確定位。但步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩低，隨轉(zhuǎn)速的升高而降低，且轉(zhuǎn)速越快下降得越快。

方案二：采用直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕，裝配簡(jiǎn)單，操作方便。速度的調(diào)節(jié)可以改變電壓也可以調(diào)節(jié)PWM。

基于以上，我們選擇了方案二，使用直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

3.1.3.2電機(jī)的驅(qū)動(dòng)

采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。一片L298N就可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)。

3.1.4 電源模塊

給整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定供電以保持其正常工作，包括7.2V的電源以及轉(zhuǎn)5V部分，其中7.2V的是給電機(jī)和其驅(qū)動(dòng)供電，5V的用來驅(qū)動(dòng)單片機(jī)及其他芯片。

以上單元連接如下圖所示： 3.2 軟件部分

3.2.1程序流程圖

此系統(tǒng)采用89C52單片機(jī)，再根據(jù)硬件連接，通過相應(yīng)的軟件來完成對(duì)信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)的分析，再控制小車的運(yùn)行狀態(tài)，以下為主程序流程圖：

3.2.2程序設(shè)計(jì)思路

3.2.2.1尋跡模塊程序

通過傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機(jī)，再通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

3.2.2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊程序

控制兩個(gè)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)、前右轉(zhuǎn)、停車等功能。各部分電路的作用及電路工作原理分析

4.1 信號(hào)采集模塊

4.1.1 TCRT500結(jié)構(gòu)與工作原理

TCRT5000(L)具有緊湊的結(jié)構(gòu)發(fā)光燈和檢測(cè)器安排在同一方向上，利用紅外光譜反射對(duì)象存在另一個(gè)對(duì)象上，操作的波長(zhǎng)大約是950毫米。探測(cè)器由光電晶體三極管組成的,它由高發(fā)射功率紅外光電二極管和高度靈敏光電晶體管組成。通過測(cè)試，其檢測(cè)距離在2mm-10mm。TCRT5000的發(fā)射管和接收管是一起封裝在矩形塑料殼中，為了使檢測(cè)更加準(zhǔn)確，我們用了5只TCRT5000檢測(cè)黑線，實(shí)物見圖4-1。

4.1.2 信號(hào)采集電路圖及原理

小車在白色地面行駛時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號(hào)被反射，接收管收到信號(hào)后，輸出端為低電平，經(jīng)過比較器比較后輸出為低電平。而當(dāng)紅外信號(hào)遇到黑色導(dǎo)軌時(shí)，紅外信號(hào)被吸收，接收管不能接收信號(hào)，輸出端為高電平，經(jīng)過比較器比較后輸出高電平。單片機(jī)通過采集每個(gè)比較器的輸出端電壓，便可以檢測(cè)出黑線的相對(duì)位置的位置，從而控制小車的行駛方向。

4.2 信息處理模塊

4.2.1 原理

檢測(cè)到白色路面的紅外接收頭處理后送出的是低電平，而檢測(cè)到黑色路線的檢測(cè)頭送出的是高電平，由此可根據(jù)這5個(gè)紅外接收頭的高低電平判斷路線情況而調(diào)整小車前進(jìn)方向。具體情況有如下幾種： a 檢測(cè)到

1 1 1 1 或

0 0 0 0 0小車應(yīng)該停止。

b 檢測(cè)到

0 0 0 0 或

0 1 0 0 0 或 1 0 0 0 說明路線向左偏，小車向左轉(zhuǎn)。

c 檢測(cè)到

0 0 0 0 1 或

0 0 0 1 0 或

0 0 0 1 1說明路線向右偏，小車向左轉(zhuǎn)。

d 檢測(cè)到

x x 1 x x（x不全為1）說明線路是直的，小車直走。4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

4.3.1直流電機(jī)

給兩個(gè)電刷A和B加上直流電源，如上圖（a）所示，則有直流電流從電刷 A 流入，經(jīng)過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動(dòng)方向是dcba，從電刷 B 流出。

此時(shí)載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。實(shí)用中的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的繞組也不是由一個(gè)線圈構(gòu)成，同樣是由多個(gè)線圈連接而成，以減少電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，繞組形式同發(fā)電機(jī)。

4.3.2電路圖

我們采用成品L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用光電耦合器件隔離單片機(jī)與L298N的控制電路，工藝精度高，性能可靠。L298N模塊內(nèi)部通過H橋電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，其原理如下：

如圖4-3所示，全橋式驅(qū)動(dòng)電路的4只開關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，S1、S2為一組，S3、S4 為另一組，兩組的狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S2導(dǎo)通時(shí)，S3、S4關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí) 現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng)S3、S4導(dǎo) 通時(shí)，S1、S2關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電 壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。

橋驅(qū)動(dòng)電路

4.3.3原理

L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。系統(tǒng)調(diào)試

5.1硬件部分

焊接完成后，首先進(jìn)行的調(diào)試是用數(shù)字萬用表測(cè)量各個(gè)電路是否焊接正常，是否有虛焊漏焊等現(xiàn)象的出現(xiàn)，以及各個(gè)電容是否是正常的未被擊穿狀態(tài)、電阻的阻值是否與設(shè)計(jì)的原理圖上的一致。接通電源，用數(shù)字萬用表測(cè)量當(dāng)有+5V的各引腳是否有+5V的電壓，測(cè)量電路中是否出現(xiàn)了不該有的短路現(xiàn)象。接入光電傳感器模塊，使各個(gè)光電檢測(cè)器的光電對(duì)管靠近白紙，觀察對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管是否發(fā)光，不發(fā)光表示正常。然后再使各個(gè)光電對(duì)管靠近黑線，觀察對(duì)應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管是否發(fā)光，發(fā)光表示正常。

5.2軟件部分

我們先測(cè)試了小車的前進(jìn)，停止，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。組裝信號(hào)采集模塊后，實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)循跡功能。

具體實(shí)現(xiàn)程序見附錄一

總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如符合實(shí)驗(yàn)要求，小車按照黑膠布軌跡前進(jìn)，并能夠及時(shí)正確顯示小車的行進(jìn)狀態(tài)以及行進(jìn)距離。具體現(xiàn)象如下：

左邊傳感器檢測(cè)到黑線，小車左轉(zhuǎn)； 右邊傳感器檢測(cè)到黑線，小車右轉(zhuǎn)； 中間傳感器檢測(cè)到黑線，小車直行。從而就可以完成對(duì)黑膠布的循跡功能。參考文獻(xiàn)

[1]電子信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)教程 趙剛 李佐儒 四川大學(xué)出版社 [2]單片機(jī)C語(yǔ)言教程 郭天祥 電子工業(yè)出版社 [3]模擬電子技術(shù) 童詩(shī)白 清華大學(xué)出版社 附錄一 程序：

#include

sbit DJ_left_s = P1^0;//直流電機(jī)控制 sbit DJ_left_n = P1^1;

sbit DJ_right_s = P1^2;sbit DJ_right_n = P1^3;

//左轉(zhuǎn)函數(shù)

void Turn_right(){ DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 1;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}

//右轉(zhuǎn)函數(shù)

void Turn_left(){ DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 1;}

//前進(jìn)函數(shù)

void Go_ahead(){ DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}

//停止函數(shù) void Stop(){ DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 0;}

//循跡函數(shù)

void xunji(unsigned int m){

if(m==0x7c)

{

Turn_right();

return;

}

if(m&0x10)

{

Go_ahead();

return;

}

if(m&0x0c)

{

Turn_right();

return;

}

if(m&0x60)

{

Turn_left();

return;

} } //主函數(shù) void main(){ while(1){

xunji(P2&0x7c);

}

} 附錄二 實(shí)物圖：

第三篇：智能循跡小車___設(shè)計(jì)報(bào)告

智能循跡小車設(shè)計(jì)

專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí)： 自動(dòng)化132 姓 名：羅植升 莫柏源 梁桂賓 指導(dǎo)老師：

2014年4月——2010年6月

摘要： 本課題是基于STC89C52單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，小車完成的主要功能是能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。小車系統(tǒng)以 STC89C52單片機(jī)為系統(tǒng)控制處理器； 采用紅外傳感獲取賽道的信息，來對(duì)小車的方向和速度進(jìn)行控制。此外，對(duì)整個(gè)控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最終完成軟件和硬件的融合，實(shí)現(xiàn)小車的預(yù)期功能。

引 言 當(dāng)今世界，傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)正在飛速發(fā)展，機(jī)械、電氣和電子信息已經(jīng)不再明顯分家，自動(dòng)控制在工業(yè)領(lǐng)域中的地位已經(jīng)越來越重要，“智能”這個(gè)詞也已經(jīng)成為了熱門詞匯。現(xiàn)在國(guó)外的自動(dòng)控制和傳感器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，特別是日本，比如日本本田制作的機(jī)器人，其仿人雙足行走已經(jīng)做得十分逼真，而且具有一定的學(xué)習(xí)能力，還據(jù)說其智商已達(dá)到6歲兒童的水平。

作為機(jī)械行業(yè)的代表產(chǎn)品—汽車，其與電子信息產(chǎn)業(yè)的融合速度也顯著提高，呈現(xiàn)出兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是電子裝置占汽車整車（特別是轎車）的價(jià)值量比例逐步提高，汽車將由以機(jī)械產(chǎn)品為主向高級(jí)的機(jī)電一體化方向發(fā)展，汽車電子產(chǎn)業(yè)也很有可能成為依托整車制造業(yè)和用車提升配置而快速成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)；二是汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發(fā)展，使其不僅作為一種代步工具、同時(shí)能具有交通、娛樂、辦公和通訊等多種功能。

無容置疑，機(jī)電一體化人才的培養(yǎng)不論是在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，都開始重視起來，主要表現(xiàn)在大學(xué)生的各種大型的創(chuàng)新比賽，比如：亞洲廣播電視聯(lián)盟亞太地區(qū)機(jī)器人大賽（ABU ROBCON）、全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競(jìng)賽等眾多重要競(jìng)賽都能很好的培養(yǎng)大學(xué)生對(duì)于機(jī)電一體化的興趣與強(qiáng)化機(jī)電一體化的相關(guān)知識(shí)。但很現(xiàn)實(shí)的狀況是，國(guó)內(nèi)不論是在機(jī)械還是電氣領(lǐng)域，與國(guó)外的差距還是很明顯的，所以作為機(jī)電一體化學(xué)生，必須加倍努力，為逐步趕上國(guó)外先進(jìn)水平并超過之而努力。

為了適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展在汽車智能化方向的發(fā)展要求，提出簡(jiǎn)易智能小車的構(gòu)想，目的在于：通過獨(dú)立設(shè)計(jì)并制作一輛具有簡(jiǎn)單智能化的簡(jiǎn)易小車，獲得項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的能力，并掌握多通道多樣化傳感器綜合控制的方法。所以立“智能循跡小車”一題作為嘗試。

此項(xiàng)設(shè)計(jì)是在以楊老師提供的小車為基礎(chǔ)上，采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握５１單片機(jī)的應(yīng)用，特別是在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。進(jìn)一步學(xué)習(xí)５１單片機(jī)在系統(tǒng)中的控制功能，能夠合理設(shè)計(jì)單片機(jī)的外圍電路，并使之與單片機(jī)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。

二、設(shè)計(jì)方案：

該智能車采用紅外傳感器對(duì)賽道進(jìn)行道路檢測(cè)，單片機(jī)根據(jù)采集到的信號(hào)的不同狀態(tài)判斷小車當(dāng)前狀態(tài)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L9110發(fā)出控制命令，控制電機(jī)的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車姿態(tài)的控制。

三、報(bào)告內(nèi)容安排：

本技術(shù)報(bào)告主要分為三個(gè)部分。第一部分是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)概要說明，主要內(nèi)容是對(duì)整個(gè)技術(shù)原理的概述；第二部分是對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)的說明，主要介紹系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)及其他硬件電路的設(shè)計(jì)原理等；第三部分是對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分的說明，主要內(nèi)容是智能模型車設(shè)計(jì)中主要用到的控制理論、算法說明及代碼設(shè)計(jì)介紹等。

技術(shù)方案概要說明

本模型車的電路系統(tǒng)包括電源管理模塊、單片機(jī)模塊、傳感

器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

工作原理：

? 利用紅外采集模塊中的紅外發(fā)射接收對(duì)管檢測(cè)路面上的軌跡 ? 將軌跡信息送到單片機(jī)

? 單片機(jī)采用模糊推理求出轉(zhuǎn)向的角度和行走速度，然后去控制 行走部分

? 最終完成智能小車可以按照路面上的軌跡運(yùn)行。

硬件電路的設(shè)計(jì)

1、最小系統(tǒng)：

小車采用STC89C52單片機(jī)作為控制芯片，圖1是其最小系統(tǒng)電路。主要包括：時(shí)鐘電路、電源電路、復(fù)位電路。其中各個(gè)部分的功能如下：

1、時(shí)鐘電路：給單片機(jī)提供一個(gè)外接的12MHz的石英晶振。

2、電源電路：給單片機(jī)提供5V電源。

3、復(fù)位電路：在電壓達(dá)到正常值時(shí)給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)。

圖1

單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖

2、電源電路設(shè)計(jì)：

模型車通過自身系統(tǒng)，采集賽道信息，獲取自身速度信息，加以處理，由芯片給出指令控制其前進(jìn)轉(zhuǎn)向等動(dòng)作，各部分都需要由電路支持，電源管理尤為重要。在本設(shè)計(jì)中，51單片機(jī)使用5V電源，電機(jī)及舵機(jī)使用6V電源?？紤]到電源為充電電池組，額定電壓為7.2V，實(shí)際充滿電后電壓則為6.5-6.8V，所以單片機(jī)及傳感器模塊采用7805穩(wěn)壓后的5V電源供電，舵機(jī)及電機(jī)直接由電池供電。

3、傳感器電路：

光電尋線方案一般由多對(duì)TCRT5000紅外收發(fā)管組成，通過檢測(cè)接收到的反射光強(qiáng)，判斷黑白線。原理圖由紅外對(duì)管和電壓比較器兩部分組成，紅外對(duì)管輸出的模擬電壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機(jī)。

圖2

賽道檢測(cè)原理圖：

4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：

電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L9110，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。其引腳排列如圖1中U4所示，1腳和15腳可單獨(dú)引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號(hào)。L9110可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個(gè)電動(dòng)機(jī)。5、7、10、12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ENA，ENB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。也利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)接到ENA，ENB端子，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。L9110的邏輯功能：

表1 SHARP GP2D12實(shí)物圖

外形及封裝：

圖3 L9110實(shí)物圖

L9110電路原理圖：

由于一片L298N可以直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)，但是為了加大驅(qū)動(dòng)力，我們采用兩路并聯(lián)的方式來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

圖3.3 L9110電路圖

小車循跡規(guī)則：

若小車偏左的時(shí)候，車輪將向右偏轉(zhuǎn)；若小車偏右，車輪將向左偏轉(zhuǎn)；若沒有偏移，小車將繼續(xù)向前；若小車完全偏離黑色軌跡，小車后退以尋找黑色軌跡。小車程序：

#include //調(diào)用51單片機(jī)的頭文件 #include #include #define uchar unsigned char//宏定義 #define uint unsigned int//宏定義 sbit you1=P1^3;//定義單片機(jī)控制右邊電機(jī)的引腳 sbit you2=P1^4;//定義單片機(jī)控制右邊電機(jī)的引腳 sbit zuo1=P1^5;//定義單片機(jī)控制左邊電機(jī)的引腳 sbit zuo2=P1^6;//定義單片機(jī)控制左邊電機(jī)的引腳 sbit z=P1^1;//定義單片機(jī)連接循跡板左邊光電管的引腳 sbit y=P1^0;//定義單片機(jī)連接循跡板右邊光電管的引腳 sbit q=P1^2;//定義單片機(jī)連接循跡板前邊光電管的引腳

sbit chongshua=P3^6;//定義單片機(jī)控制沖刷的引腳 sbit tuodi=P3^7;//定義單片機(jī)控制拖地的引腳

//--------//1602液晶相關(guān)I/O設(shè)置

sbit E=P2^3;//1602液晶的E腳接在P2.3口上 sbit RW=P2^4;//1602液晶的RW腳接在P2.4口上 sbit RS=P2^5;//1602液晶的RS腳接在P2.5口上

//HC-SR04相關(guān)I/O設(shè)置 sbit TIRG=P3^4;sbit ECHO=P3^2;

bit flag =0;

//定義IO口，具體可以去查看原理圖 //定義IO口，具體可以去查看原理圖 uchar k;uchar a=0;//定義一個(gè)變量a，用來讀取串口的數(shù)據(jù)

void delay(uint z)//一個(gè)帶參數(shù)的延時(shí)程序 {

}

void init()//初始化子程序 {

} TMOD=0x20;//設(shè)置定時(shí)器T1為工作方式2 TH1=0xfd;TL1=0xfd;//T1定時(shí)器裝初值 TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器T1 REN=1;//允許串口接收 SM0=0;SM1=1;//設(shè)置串口工作方式1 EA=1;//開總中斷 ES=1;//開串口中斷 int i,j;//定義兩個(gè)變量 for(i=10;i>0;i--)for(j=z;j>0;j--);//將參數(shù)z賦值給j void qian()//左右輪協(xié)同前進(jìn)子函數(shù) {

} void zuo()//左右輪協(xié)同左轉(zhuǎn)子函數(shù) {

you1=0;you2=1;zuo1=1;zuo2=0;delay(9);//pwm調(diào)速 此為pwm有效值 you1=1;you2=1;you1=0;you2=1;zuo1=0;zuo2=1;delay(6);//pwm調(diào)速 此為pwm有效值 you1=1;you2=1;zuo1=1;zuo2=1;delay(4);

} zuo1=1;zuo2=1;delay(1);

void mzuo()//左右輪協(xié)同左轉(zhuǎn)子函數(shù) {

} void you()//左右輪協(xié)同右轉(zhuǎn)子函數(shù) {

you1=1;you2=0;zuo1=0;you1=0;you2=1;zuo1=1;zuo2=0;delay(10);//pwm調(diào)速 此為pwm有效值 you1=1;you2=1;zuo1=1;zuo2=1;delay(5);

} zuo2=1;delay(9);//pwm調(diào)速 此為pwm有效值 you1=1;you2=1;zuo1=1;zuo2=1;delay(1);

void myou()//左右輪協(xié)同右轉(zhuǎn)子函數(shù) {

} you1=1;you2=0;zuo1=0;zuo2=1;delay(10);//pwm調(diào)速 此為pwm有效值 you1=1;you2=1;zuo1=1;zuo2=1;delay(5);void hou()//左右輪協(xié)同前進(jìn)子函數(shù) {

}

void ting()//左右輪都停止轉(zhuǎn)動(dòng) {

} you1=1;you2=1;zuo1=1;zuo2=1;you1=1;you2=0;zuo1=1;zuo2=0;delay(9);//pwm調(diào)速 此為pwm有效值 you1=1;you2=1;zuo1=1;zuo2=1;delay(1);

void Delay1602(unsigned int t){ unsigned int k;//定義一個(gè)16位寄存器用來做延時(shí)用 for(k=0;k

void LCD1602_busy(void){ P0_7=1;// RS=0;//RS=0讀入

RW=1;//RS=0讀入

E=1;//RS=0讀入

while(P0_7==1);// E=0;//}

延時(shí) 將P0.7置1，為讀狀態(tài)做準(zhǔn)備、RW=

1、E=1時(shí)，忙信號(hào)輸出到DB7，由P0.7、RW=

1、E=1時(shí)，忙信號(hào)輸出到DB7，由P0.7、RW=

1、E=1時(shí)，忙信號(hào)輸出到DB7，由P0.7由P0.7讀入1，表示1602液晶忙，需要等待 讀完以后，恢復(fù)E的電平void LCD1602_Write_com(unsigned char combuf){ RS=0;//選擇指令寄存器 RW=0;//選擇寫狀態(tài)

P0=combuf;//將命令字通過P0口送至DB E=1;//E高電平將命令字寫入1602液晶 E=0;//寫完以后，恢復(fù)E的電平}

void LCD1602_Write_com_busy(unsigned char combuf){ LCD1602_busy();//調(diào)用忙檢測(cè)函數(shù) LCD1602_Write_com(combuf);//調(diào)用忙檢測(cè)函數(shù) }

void LCD1602_Write_data_busy(unsigned char databuf){ LCD1602_busy();//調(diào)用忙檢測(cè)函數(shù) RS=1;//選擇數(shù)據(jù)寄存器 RW=0;//選擇寫狀態(tài)

P0=databuf;//將命令字通過P0口送至DB E=1;//E高電平將命令字寫入1602液晶 E=0;//寫完以后，恢復(fù)E的電平}

void LCD1602_Write_address(unsigned char x,unsigned char y){ x&=0x0f;//列地址限制在0-15間 y&=0x01;//行地址限制在0-1間 if(y==0)//如果是第一行

LCD1602_Write_com_busy(x|0x80);//將列地址寫入 else //如果是第二行

LCD1602_Write_com_busy((x+0x40)|0x80);//將列地址寫入 }

void LCD1602_init(void){ Delay1602(1500);//調(diào)用延時(shí)函數(shù)

LCD1602_Write_com(0x38);//8位數(shù)據(jù)總線，兩行顯示模式，5*7點(diǎn)陣顯示

Delay1602(500);//調(diào)用延時(shí)函數(shù)

LCD1602_Write_com(0x38);//8位數(shù)據(jù)總線，兩行顯示模式，5*7點(diǎn)陣顯示 Delay1602(500);//調(diào)用延時(shí)函數(shù)

LCD1602_Write_com(0x38);//8位數(shù)據(jù)總線，兩行顯示模式，5*7點(diǎn)陣顯示

LCD1602_Write_com_busy(0x38);//8位數(shù)據(jù)總線，兩行顯示模式，5*7點(diǎn)陣顯示

LCD1602_Write_com_busy(0x08);//顯示功能關(guān)，無光標(biāo) LCD1602_Write_com_busy(0x01);//清屏

LCD1602_Write_com_busy(0x06);//寫入新的數(shù)據(jù)后，光標(biāo)右移，顯示屏不移動(dòng)

LCD1602_Write_com_busy(0x0C);//顯示功能開，無光標(biāo) }

void LCD1602_Disp(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char buf){ LCD1602_Write_address(x,y);//先將地址信息寫入 LCD1602_Write_data_busy(buf);//再寫入要顯示的數(shù)據(jù) }

void Timer0(void)interrupt 1 {

} flag=0;void xunji(){ qian();//調(diào)用前進(jìn)子函數(shù)，使小車光電管不滿足以下幾個(gè)條件時(shí)都處于前進(jìn)狀態(tài)

while((z==0)&&(y==1)&&(q==1))//判斷當(dāng)左邊光電管遇到黑線，{

} while((z==1)&&(y==0)&&(q==1))//判斷當(dāng)右邊光電管遇到黑線，{

} while((z==0)&&(y==0)&&(q==1))//判斷當(dāng)左邊光電管遇到黑線，右邊

//左邊和前邊的光電管遇到白線時(shí)右轉(zhuǎn)

//右邊和前邊的光電管遇到白線時(shí)左轉(zhuǎn)

zuo();//調(diào)用左轉(zhuǎn)函數(shù) zd=1;you();//調(diào)用右轉(zhuǎn)函數(shù) yd=1;光電管也遇到黑線

{

//前邊的光電管遇到白線時(shí)停止

ting();//調(diào)用停止函數(shù)

} hd=1;while((z==0)&&(y==0)&&(q==0))//判斷當(dāng)左邊、右邊、前邊光電管同時(shí)遇到黑線

}

void csb(){

long S;unsigned int i;unsigned int Timeout;

{

}

//即遇到十字路口，小車前進(jìn)

qian();//調(diào)用前進(jìn)函數(shù)

LCD1602_init();//調(diào)用1602液晶初始化函數(shù) //***定時(shí)器Timer0初始化*** TMOD&=0xF0;//將TMOD的低4位定時(shí)器0控制部分清零 TMOD|=0x01;//設(shè)置定時(shí)器0為方式1 TMOD=0x01;TL0=0;//設(shè)置定時(shí)器0初值低8位 TH0=0;

//設(shè)置定時(shí)器0初值高8位 TR0=0;//停止定時(shí)器0 ET0=1;//Timer0中斷允許

//***開全局中斷設(shè)置**** //定時(shí)器Timer0設(shè)置了中斷允許,此處要開全局中斷 EA=1;//開全局中斷

TIRG=1;

//發(fā)一個(gè)脈沖觸發(fā)信號(hào)

//維持約17US，符合不低于10US的要求

//維持約17US，符合不低于10US的要求 i=4;

while(i>0)i--;

TIRG=0;TR0=0;

//維持約17US，符合不低于10US的要求

//撤銷觸發(fā)信號(hào)

//關(guān)閉定時(shí)器

//設(shè)置定時(shí)器0初值低8位為0 TL0=0;

TH0=0;

//設(shè)置定時(shí)器0初值高8位為0

//清除溢出標(biāo)志 k=0;flag=0;Timeout=0;while((ECHO==0)&&((Timeout++)<50000));

//等待回響高電平

TR0=1;//回響高電平來后啟動(dòng)定時(shí)器

Timeout=0;while((ECHO==1)&&((Timeout++)<50000));

//等待回響高電平結(jié)束后 TR0=0;

//關(guān)閉定時(shí)器

S=((TH0*256+TL0)*1)/58;

if(flag==1||S>400)//超出測(cè)量范圍顯示“-”

{

LCD1602_Disp(0, 0, '-');

LCD1602_Disp(1, 0, '-');

LCD1602_Disp(2, 0, '-');

LCD1602_Disp(3, 0, 'C');

LCD1602_Disp(4, 0, 'M');

}

else

{

LCD1602_Disp(0, 0, S%1000/100+'0');

LCD1602_Disp(1, 0, S%1000%100/10+'0');//

LCD1602_Disp(2, 0, S%1000%100%10+'0');

LCD1602_Disp(3, 0, 'C');

LCD1602_Disp(4, 0, 'M');

} i=18000;

while(i>0)

//顯示百位-

//顯示十位-

//顯示個(gè)位-

//顯示C

//顯示M

//顯示百位

顯示十位 //顯示個(gè)位

//顯示C

//顯示M

//維持約77400US，符合不低于60MS的要求

//維持約77400US，符合不低于60MS的要求 i--;

}

void main()//主程序 {

//維持約77400US，符合不低于60MS的要求

init();//調(diào)用初始化子程序 while(1)//死循環(huán) {

switch(a)//判斷a從串口讀取到的數(shù)據(jù) {

case 0x00://如果是0x1f就前進(jìn) xunji();break;case 0x01://如果是0x2f就后退 qian();break;case 0x02://如果是0x3f就左轉(zhuǎn)

csb();break;

case 0x03://如果是0x4f就右轉(zhuǎn) mzuo();zd=1;break;

case 0x04://如果是0x00就停止 hou();break;

case 0x05://如果是0xa0車燈打開 myou();yd=1;break;

case 0x06://如果是0xb0車燈關(guān)閉 chongshua=1;break;

case 0x07://如果是0xc0蜂鳴器鳴響

}

ting();hd=1;break;

case 0x08://如果是0xc0蜂鳴器鳴響

tuodi=1;break;}

}

void chuan()interrupt 4//串口中斷服務(wù)程序 {

} RI=0;//軟件清除串口響應(yīng)

a=SBUF;//讀取單片機(jī)串口接受的藍(lán)牙模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)

結(jié)論

根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，我們小組系統(tǒng)地閱讀了大量的資料，并認(rèn)真分析了設(shè)計(jì)課題的需求，還系統(tǒng)學(xué)習(xí)了51系列單片機(jī)的工作原理及其使用方法，并獨(dú)自設(shè)計(jì)智能小車的整個(gè)項(xiàng)目。

雖然條件艱苦，但經(jīng)過不懈鉆研和努力，購(gòu)買到了所有所需的元器件，并系統(tǒng)的進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)，最終做出了整個(gè)小車的硬件系統(tǒng)，然后結(jié)合課題任務(wù)和小車硬件進(jìn)行了程序的編制，本系統(tǒng)能夠基本滿足設(shè)計(jì)要求，能夠較快較平穩(wěn)的是小車沿引導(dǎo)線行駛，但由于經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰τ邢?，該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待于進(jìn)一步的完善與改進(jìn)。

通過本次課題設(shè)計(jì)，不僅是對(duì)我們課本所學(xué)知識(shí)的考查，更是對(duì)我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動(dòng)手能力的考驗(yàn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)有了初步認(rèn)識(shí)，還認(rèn)識(shí)了幾種傳感器，并能獨(dú)立設(shè)計(jì)出其接口電路，再有對(duì)電路板的制作有了一定的了解，并學(xué)會(huì)了使用Protel設(shè)計(jì)電路。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們意識(shí)到了實(shí)驗(yàn)的重要性，在硬件制作和軟件調(diào)試的過程中，出現(xiàn)了很多問題，最終都是通過實(shí)驗(yàn)的方法來解決的。還有以前對(duì)程序只是一個(gè)很模糊的概念，通過這次的課題設(shè)計(jì)使我對(duì)程序完全有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，并能使用C熟練的進(jìn)行編程了。通過本次課題設(shè)計(jì)，極大的鍛煉了我們的思考和分析問題的能力，并對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)。

總之，在課題設(shè)計(jì)的過程中，無論是對(duì)于學(xué)習(xí)方法還是理論知識(shí)，我們都有了新的認(rèn)識(shí)，受益匪淺，這將激勵(lì)我們?cè)诮窈笤俳釉賲枺粩嗤晟谱约旱睦碚撝R(shí)，提高實(shí)踐運(yùn)作能力。

第四篇：蔽障循跡智能小車畢業(yè)論文

2013年 7 月12日

一、緒論.......................................................................4

1.1智能小車的作用和意義..................................................................4

二、方案設(shè)計(jì)與論證................................................4

2.1 總體方案設(shè)計(jì)...............................................................................42.2主控系統(tǒng)........................................................................................5 2.3傳感器選擇方案............................................................................6

2.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片選擇方案..................................................................6

2.5電機(jī)方案選擇..................................................................................6 2.6電源方案選擇..................................................................................7

三、主要器件介紹.....................................................7 3.1 STC89C52的介紹.........................................................................7

3.2 L298N的介紹...............................................................................8

3.2.1 L298N的引腳功能...................................................................................9

3.2.2 L298N的運(yùn)行參數(shù)...................................................................................10 3.2.3 L298N的邏輯控制...................................................................................10

3.3 TCRT5000的介紹........................................................................11 3.4LM339的介紹................................................................................12 3.5 L7805CV和L7806CV的介紹.........................................................12

四、硬件設(shè)計(jì)...............................................................14

4.1 主控芯片STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)板電路...........................14

4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路..........................................................................15 4.3紅外對(duì)黑線檢測(cè)模塊電路...............................................................16 4.4穩(wěn)壓電源電路...................................................................................18

五、程序設(shè)計(jì).............................................................19

5.1主程序.............................................................................................19

六、調(diào)試.......................................................................28

6.1硬件調(diào)試.........................................................................................28 6.1.1元件的固定...........................................................................28 6.1.2TCRT5000探頭.....................................................................29

6.1.3 L298N馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊...........................................................29

6.2軟件調(diào)試........................................................................................29

6.2.1調(diào)試平臺(tái)介紹.........................................................................29 6.2.2程序調(diào)試.....................................................................................29 6.3 測(cè)試結(jié)果與分析...........................................................................30

七、心得體會(huì)..................................................................................30 附件 元件清單

參考文獻(xiàn)

一、緒論

1.1智能小車的作用和意義

自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生以來，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國(guó)防等領(lǐng)域。近年來機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們?cè)诓粩嗵接?、改造、認(rèn)識(shí)自然的過程中，制造能替代人勞動(dòng)的機(jī)器一直是人類的夢(mèng)想。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的感系統(tǒng)，對(duì)于視覺的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達(dá)，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機(jī)器視覺需要通過大量的運(yùn)算也只能識(shí)別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡(jiǎn)單的目標(biāo)。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動(dòng)聚焦。但CCD傳感器的價(jià)格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢(shì)，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽灾魇街悄軐?dǎo)航一種實(shí)用有效的方法。

機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動(dòng)導(dǎo)引小車（AVG—auto-guide vehicle）系統(tǒng)，基于它的智能小車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別路線，判斷并自動(dòng)避開障礙，選擇正確的行進(jìn)路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。

該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測(cè)部分、CPU、執(zhí)行部分。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能，還可以擴(kuò)展循跡等功能，感知導(dǎo)引線和障礙物?？梢詫?shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測(cè)到障礙物自動(dòng)躲避。基于上述要求，傳感檢測(cè)部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度。

二、方案設(shè)計(jì)與論證

2.1 總體方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)基于AT89C52單片機(jī)的小車尋跡系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用兩組高靈敏度的紅外反射式光 3

電傳感器，對(duì)路面的黑色軌跡進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行處理，并利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，并以最短時(shí)間完成尋跡。同時(shí)采用紅外傳感器對(duì)障礙物進(jìn)行躲避功能，遇到對(duì)于交通燈的檢測(cè)采用固定頻率的紅外線信號(hào)表示不同的交通指示燈，使控制系統(tǒng)更加智能。在軟件程序上采用一定的控制算法，使得小車在通道上第一次遇到十字黑線時(shí)候減速行駛，在第二次遇到十字黑線可以實(shí)現(xiàn)減速轉(zhuǎn)彎，因此，本系統(tǒng)由紅外光電傳感器，單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)單元共同作用，保證小車能在預(yù)先設(shè)定的軌跡上行駛。

本設(shè)計(jì)的主要特色本設(shè)計(jì)的主要特色本設(shè)計(jì)的主要特色本設(shè)計(jì)的主要特色：

1.自制的四個(gè)輪結(jié)構(gòu)小車，采用PWM調(diào)速。2.采用6V電池供電，直流穩(wěn)壓電路工作穩(wěn)定。

3.采用紅外發(fā)射傳感器接收對(duì)黑線標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別，具有高精度和高靈敏度。

2.2主控系統(tǒng)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我認(rèn)為此設(shè)計(jì)屬于多輸入量的復(fù)雜程序控制問題。據(jù)此，擬定了以下兩種方案并進(jìn)行了綜合的比較論證，具體如下：

方案一： 選用一片CPLD（如EPM7128LC84-15）作為系統(tǒng)的核心部件，實(shí)現(xiàn)控制與處理的功能。CPLD具有速度快、編程容易、資源豐富、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，可利用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行編寫開發(fā)。但CPLD在控制上較單片機(jī)有較大的劣勢(shì)。同時(shí)，CPLD的處理速度非常快，而小車的行進(jìn)速度不可能太高，那么對(duì)系統(tǒng)處理信息的要求也就不會(huì)太高，在這一點(diǎn)上，MCU就已經(jīng)可以勝任了。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。為此，我們不采用該種方案，進(jìn)而提出了第二種設(shè)想。

方案二： 采用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制行進(jìn)中的小車，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢(shì)——控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種方案是一種較為理想的方案。針對(duì)本設(shè)計(jì)特點(diǎn)——多開關(guān)量輸入的復(fù)雜程序控制系統(tǒng)，需要擅長(zhǎng)處理多開關(guān)量的標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)，而不能用精簡(jiǎn)I/O口和程序存儲(chǔ)器的小體積單片機(jī)，D/A、A/D功能也不必選用。根據(jù)這些分析,我選定了STC89C52RA單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的主控裝置，52單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達(dá)8K，對(duì)于本設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是52單片機(jī)價(jià)格非常低廉。在綜合考慮了傳感器、兩部電機(jī)的驅(qū)動(dòng)等諸多因素后，我們決定采用一片單片機(jī)，充分利用STC89C52單片機(jī)的資源。

2.3傳感器選擇方案

方案一：采用發(fā)光二極管發(fā)光，用光敏二極管接收;發(fā)光二極管發(fā)出的可見光照射到黑帶時(shí)，光線被黑帶吸收，光敏二極管為檢測(cè)到信號(hào)。呈高阻抗，使輸出端為低電平。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的可見光照射到地面時(shí)，它發(fā)出的可見光反射回來被光敏二極管檢測(cè)到，其阻抗迅速降低，此時(shí)輸出端為高電平。但是由于光敏二極管受環(huán)境中可見光影響較大，電路的穩(wěn)定性很差，但可以通過運(yùn)放對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理。

方案二： 采用反射式紅外光電傳感器。用TCRT5000型反射式紅外對(duì)管組成的路徑識(shí)別傳感器模塊，檢測(cè)距離和靈敏度均能達(dá)到系統(tǒng)要求，該器件具有如下特點(diǎn)：當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光反射回來時(shí)，三極管導(dǎo)通輸出低電平，該光電對(duì)管調(diào)理電路簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用發(fā)光二極管進(jìn)行檢測(cè)，原因是性價(jià)比較合理。

2.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片選擇方案

方案一：采用分立元件的H橋驅(qū)動(dòng)電路。

方案二：采用集成的H橋驅(qū)動(dòng)電路芯片。由于集成的H橋驅(qū)動(dòng)電路芯片體積小，穩(wěn)定性高，因此選用集成的驅(qū)動(dòng)電路芯片作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片，型號(hào)為L(zhǎng)298N。

2.5電機(jī)方案選擇

方案一： 采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是具有快速啟停能力可實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速，啟動(dòng)性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。工作電壓可達(dá)到36V，4A?？赏瑫r(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。適合應(yīng)用于機(jī)器人設(shè)計(jì)及智能小車的設(shè)計(jì)中，如果符合不超過步進(jìn)電機(jī)所能提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠立即使步進(jìn)電機(jī)的啟功或者反轉(zhuǎn)。調(diào)速方式：直流電動(dòng)機(jī)采用PWM信號(hào)平滑調(diào)速。

方案二： 采用普通直流減速電機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑，方便，調(diào)整范圍廣，過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無極快速啟動(dòng)，制動(dòng)，和反轉(zhuǎn)，能滿足各種不同的特殊運(yùn)行要求。綜上所訴，我們選擇直流減速電機(jī)。

2.6電源方案選擇

方案一： 直接使用AA干電池進(jìn)行供電它的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，但是供電能力差，不易長(zhǎng)時(shí)間供電。

方案二： 使用3500mA干電池配合直流穩(wěn)壓整流電路輸入端口接9mA的干電池，經(jīng)電容濾波和L7805和L7806穩(wěn)壓后輸出約5V,6V電壓?？杀ＷC長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的輸出電壓。這樣可以提供持久穩(wěn)定的電流，穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電?？紤]到系統(tǒng)穩(wěn)定工作的要求，所以選擇方案一。

三 主要器件介紹

3.1 STC89C52的介紹

STC89C52引腳功能說明

VCC（40引腳）：電源電壓 VSS（20引腳）：接地

P0端口（P0.0～P0.7，39～32引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；

而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。

P1端口（P1.0～P1.7，1～8引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。

此外，P1.0和P1.1還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見下表：

在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1接收低8位地址。表XX P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能

在對(duì)Flash ROM編程或程序校驗(yàn)時(shí)，P3還接收一些控制信號(hào)。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示： 表XX P3口引腳復(fù)用功能

來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。看門狗計(jì)時(shí)完成后，RST引腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。

XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。特殊功能寄存器

3.2 L298N的介紹

L298N是一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片的主要特點(diǎn)是:工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V;輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器、線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。

3.2.1 L298N的引腳功能

3.2.2 L298N的運(yùn)行參數(shù)

3.2.3 L298N的邏輯控制

主要采用L298N，通過單片機(jī)的I/O輸入改變芯片控制端的電平，即可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，輸入引腳與輸出引腳的邏輯關(guān)系圖為

表3.3 L298N對(duì)直流電機(jī)控制的邏輯真值表

3.3 TCRT5000的介紹

TCRT5000光電傳感器模塊是基于TCRT5000紅外光電傳感器設(shè)計(jì)的一款紅外反射式光電開關(guān)。傳感器采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，輸出信號(hào)經(jīng)施密特電路整形，穩(wěn)定可靠。+：接直流DC5V正極

-：接直流DC5V負(fù)極

S：信號(hào)輸出端，光敏三極管飽和，此時(shí)模塊的輸出端為高電平，指示二極管被點(diǎn)亮。應(yīng)用場(chǎng)合：

電度表脈沖數(shù)據(jù)采樣、傳真機(jī)碎紙機(jī)紙張檢測(cè)、障礙檢測(cè) 黑白線檢測(cè) 基本參數(shù)：

外形尺寸： 長(zhǎng) 32mm~37 mm；寬 7.5mm；厚 5mm 工作電壓： DC 3V~5.5V，推薦工作電壓為5V 檢測(cè)距離： 1mm~8mm適用，焦點(diǎn)距離為2.5mm

傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)發(fā)射出的紅外線沒有被反射回來或被反射回來但強(qiáng)度不夠大時(shí)，光敏三極管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)模塊的輸出端為低電平，指示二極管一直處于熄滅狀態(tài)；被檢測(cè)物體出現(xiàn)在檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，紅外線被反射回來且強(qiáng)度足夠大，光敏三極管飽和，此時(shí)模塊的輸出端為高電平，指示二極管被點(diǎn)亮。

靈敏度可調(diào)的循跡電路。當(dāng)比較器的正向輸入端電壓低于反向輸入端的電壓時(shí)輸出低電平，LED 亮，表示接收到反射光。

3.4 LM339的介紹

智能小車中運(yùn)用于電路分析模塊 LM339引腳圖與功能簡(jiǎn)介

LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器。LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選3-15K）。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。

3.5 L7805CV和L7806CV的介紹

L7805

L7805是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，他的使用方便，用很簡(jiǎn)單的電路即可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源他的輸出電壓恰好為5v，剛好是51系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差別,用的最多的還是LM7805,下面我簡(jiǎn)單的介紹一下他的3個(gè)引腳以及用它來構(gòu)成的穩(wěn)壓電路的資料。

其中1接整流器輸出的+電壓，2為公共地(也就是負(fù)極)，3就是我們需要的正5V輸出電壓了.L7806 L7806為固定正電壓穩(wěn)壓電路，屬三端正電源穩(wěn)壓電路系列（3Terminals positive Voltage Regulator Series）。產(chǎn)品應(yīng)用非常廣泛，涉及到各種穩(wěn)壓電源、充電器、數(shù)碼產(chǎn)品以及家電領(lǐng)域等。

L7806芯片參數(shù)：

封裝

四、硬件設(shè)計(jì)

.4.1 主控芯片AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)板電路

本智能小車采用的單片機(jī)最小系統(tǒng)板是自己制做的AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)板，它具有體積小，質(zhì)量輕，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的放置在智能小車中。原理圖如下。

小系統(tǒng)PCB板

4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用專用驅(qū)動(dòng)芯片L298N作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。L298N是一種具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它的響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流減速電機(jī)，而且還帶有控制使能端，用它作為驅(qū)動(dòng)芯片，操作方便，穩(wěn)定，性能優(yōu)良。L298N的5、7引腳為一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸入端，10、12引腳為另一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸入端，2、3引腳為一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸出端，13、14引腳為另一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸出端，通過單片機(jī)對(duì)L298N的輸入端進(jìn)行指令控制，就能實(shí)現(xiàn)直流減速電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而控制小車前進(jìn)和后退。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖如下。

驅(qū)動(dòng)模塊PCB板

4.3紅外對(duì)黑線檢測(cè)模塊電路

由于有6個(gè)紅外傳感器排成一排均勻的安裝在小車底部，當(dāng)光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙的反射系數(shù)不同，根據(jù)接收到的反射光強(qiáng)度判斷是否眼黑線前進(jìn)。在一般情況下，當(dāng)黑線位于中間的兩個(gè)紅外傳感器之間，不管小車偏向哪一邊，都能檢測(cè)出小車的偏移方向?；蛘弋?dāng)小車偏向左邊時(shí)，右邊的傳感器檢測(cè)到黑線，輸出低電平給電機(jī)，否則，輸出高電平。

紅外作循跡電路原理圖

紅外作循跡PCB板

采用紅外對(duì)管制作循跡電路，當(dāng)檢測(cè)到黑線時(shí)，紅外接受管導(dǎo)通，否則紅外對(duì)管截止，通過比較器LM339電壓比較，把電平狀態(tài)送給單片機(jī)進(jìn)而單片機(jī)處理。原理圖如下。

電路分析原理圖

紅外電路分析PCB板

4.4穩(wěn)壓電源電路

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊: 本題目要求小車的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定、靈活、簡(jiǎn)單，可選用兩輪式，考慮到現(xiàn)在的汽車多采用兩輪式我選用兩輪式的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更貼近生活需求。驅(qū)動(dòng)部分：直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，由L298N雙通道馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)前后兩個(gè)馬達(dá)，其力矩完全可以達(dá)到模擬效果。電池的安裝：將電池放置在車體的下面，降低車體重心，提高穩(wěn)定性，同時(shí)可增加驅(qū)動(dòng)輪的抓地力，減小輪子空轉(zhuǎn)所引起的誤差。電源模塊：采用2支3500mA電池給電機(jī)供電，再用穩(wěn)壓芯片對(duì)電池電壓進(jìn)行降壓給單片機(jī)。采用一套電源可減少小車的負(fù)重。電機(jī)動(dòng)力電路應(yīng)用說明: 基本思路為使能端輸入使能信號(hào)，即接高電平，控制輸入端A端輸入PWM 信號(hào)，控制輸出端B輸入方向信號(hào)，在一個(gè)PWM周期內(nèi)，電動(dòng)機(jī)只承受單極性的電壓，電機(jī)的選擇方向由控制信號(hào)決定，電機(jī)的速度由PWM決定，PWM占空比為0%-100%對(duì)應(yīng)于電機(jī)轉(zhuǎn)速0-MAX。因此，當(dāng)接收到由檢測(cè)模塊的信號(hào)時(shí)，單片機(jī)處理該信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的PWM 波，從而可以根據(jù)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向。

穩(wěn)壓電源電路圖

穩(wěn)壓電源PCB板

五、程序設(shè)計(jì)

5.1主程序 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

uchar pwm_left =0;//變量定義，與速度比較的變量

uchar push_left =0;// 左電機(jī)占空比N/10 調(diào)速

uchar pwm_right =0;//與速度比較的變量

uchar push_right=0;// 右電機(jī)占空比N/10 調(diào)速

bit Right_moto_stop=1;bit Left_moto_stop =1;uint time=0;uint a=0,flag=0,flag1=0;

sbit Left_1_led=P1^0;//四路尋跡模塊接口第一路 sbit Left_2_led=P1^1;//四路尋跡模塊接口第二路 sbit Right_1_led=P1^2;//四路尋跡模塊接口第二路 sbit Right_2_led=P1^3;//四路尋跡模塊接口第三路

uint a,d,y,z,q,w,c;sbit out1 = P2^0;sbit out2 = P2^1;sbit out3 = P2^2;sbit out4 = P2^3;sbit ena = P1^6;sbit enb = P1^7;sbit inright = P2^4;sbit inleft = P2^5;

delay(uint a);int turnleft(uint z)

{ ena=1;enb=1;out1=1;out2=0;out3=1;out4=0;delay(z);return 0;}

int turnright(uint y){

ena=1;enb=1;out1=0;out2=1;out3=0;out4=1;delay(y);return 0;} int dengdai(uint d){ ena=0;enb=0;out1=0;out2=0;out3=0;out4=0;delay(d);return 0;}

void go(uint q){

ena=1;enb=1;out1=0;out2=1;out3=1;out4=0;delay(q);} int back(uint w)

{ ena=1;enb=1;out1=1;out2=0;out3=0;out4=1;delay(w);return 0;}

int backright(int c){ ena=0;enb=1;out1=0;out2=0;out3=0;out4=1;delay(c);return 0;}

void bizhang(){ if(inright==1&&inleft==1)

{

go(50);

} if(inright==0)

{

turnright(50);

} if(inleft==0)

{

turnleft(50);

} if(inright==0&&inleft==0)

{

backright(2000);

} }

void xunji(){

{

if(Left_1_led==0&&Left_2_led==0&&Right_1_led==0&&Right_2_led==0)//0

{

go(50);

} else if(Left_1_led==0&&Left_2_led==0&&Right_1_led==0&&Right_2_led==1)//0001

{ turnright(20);

delay(5);

} else if(Left_1_led==0&&Left_2_led==0&&Right_1_led==1&&Right_2_led==0)//0010

{

turnright(20);

//(9,6)

delay(1);

}

else

if(Left_1_led==0&&Left_2_led==0&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1)//0011

{

turnright(20);

delay(3);

}

else if(Left_1_led==0&&Left_2_led==1&&Right_1_led==0&&Right_2_led==0)//0100

{

turnleft(30);

delay(3);

} else if(Left_1_led==0&&Left_2_led==1&&Right_1_led==0&&Right_2_led==1)//0101

{ turnright(30);

delay(2);

} else if(Left_1_led==0&&Left_2_led==1&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1)//0111

{

turnleft(30);

delay(1);

}

else if(Left_1_led==1&&Left_2_led==0&&Right_1_led==0&&Right_2_led==0)//1000

{

turnleft(30);

delay(3);

}

else if(Left_1_led==1&&Left_2_led==0&&Right_1_led==0&&Right_2_led==1)//1001

{

go(30);

delay(3);//本來延時(shí)6

} else

if(Left_1_led==1&&Left_2_led==0&&Right_1_led==1&&Right_2_led==0)//1010

{

turnleft(30);

delay(3);

} else if(Left_1_led==1&&Left_2_led==0&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1)//1011

{

turnright(20);

delay(3);

} else if(Left_1_led==1&&Left_2_led==1&&Right_1_led==0&&Right_2_led==0)//1100

{

turnleft(20);

delay(5);

} else if(Left_1_led==0&&Left_2_led==0&&Right_1_led==0&&Right_2_led==1)// 1101

{ turnleft(20);

delay(5);

} else if(Left_1_led==1&&Left_2_led==1&&Right_1_led==1&&Right_2_led==0)// 1110

{ turnleft(20);

delay(5);

} // else if(Left_1_led==1&&Left_2_led==1&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1)// 1111 // { //tiaosu();// go(20);// delay(5);

// }

} }

int delay(uint a)

{ uint x,y;

for(x=a;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

return 0;} /************************************************************************/ /*

PWM調(diào)制電機(jī)轉(zhuǎn)速 */ /************************************************************************/ /*

左電機(jī)調(diào)速 */ /*調(diào)節(jié)push_val_left的值改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,占空比 */

void pwm_out_left_moto(void){ if(Left_moto_stop){ if(pwm_left<=push_left)ena=1;else ena=0;if(pwm_left>=100)pwm_left=0;} else ena=0;} /******************************************************************/ /* 右電機(jī)調(diào)速 */ void pwm_out_right_moto(void){ if(Right_moto_stop){ if(pwm_right<=push_right)enb=1;else enb=0;if(pwm_right>=100)pwm_right=0;} else enb=0;

} /*******************************************************************/ /* */ /*

定時(shí)器初值化 */ /*******************************************************************/ void init0(void){ TMOD=0X01;TH0= 0XF8;//1ms定時(shí)

TH0= 0XF8;TL0= 0X30;TL0= 0X30;TR0= 1;ET0= 1;EA = 1;}

void init1(void){ TMOD=0x10;//設(shè)置定時(shí)器0工作模式1 TH1=(65536-50000)/256;//定時(shí)器裝初值

TL1=(65536-50000)%256;IT0=1;IT1=1;EX0=1;//開外部中斷0 EX1=1;//開外部中斷1 ET1=1;//開定時(shí)器0中斷

TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0 EA=1;

//開總中斷 } /******************************************************************/ ///*TIMER0中斷服務(wù)子函數(shù)產(chǎn)生PWM信號(hào)*/ void timer0()interrupt 1 using 2 { TH0=0XF8;//1Ms定時(shí)

TL0=0X30;time++;pwm_left++;pwm_right++;pwm_out_left_moto();pwm_out_right_moto();}

void run(int m,int n){

push_left =m;//PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快 改這個(gè)值可以改變其速度

push_right =n;//PWM 調(diào)節(jié)參數(shù)1-10 1為最慢，10是最快

改這個(gè)值可以改變其速度

out1=0;//左電機(jī)前進(jìn) out2=1;out3=1;out4=0;//右電機(jī)前進(jìn) }

void tiaosu()

{ while(flag==1){run(30,30);delay(30);xunji();if(Left_1_led==1&&Left_2_led==1&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1){ a=1;flag=0;} }

while(a==1){run(99,99);delay(30);xunji();if(Left_1_led==1&&Left_2_led==1&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1){ a=2;} } }

void main()

{ init0();

init1();

P1=0xff;

P2=0xff;

while(1){ if(Left_1_led==1&&Left_2_led==1&&Right_1_led==1&&Right_2_led==1){flag=1;} //1111

else flag=0;

delay(3);if(flag==0)xunji();else tiaosu();} }

六、調(diào)試:

6.1硬件調(diào)試

6.1.1 元件的固定

小車主要有5大模塊的電路板組成的，板和板之間是靠導(dǎo)線連接。小車在循跡運(yùn)動(dòng)的時(shí)候時(shí)常顛簸，導(dǎo)致電路板移位致使電路板上面的元件受到干擾，使小車不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，特別是L298N.所以我們除了在板上打孔鎖上螺絲，還在板和板之間用熱熔膠再固定，減少震動(dòng)。

6.1.2 TCRT5000探頭

由TCRT5000組成的軌跡識(shí)別電路是本次設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵，在初次調(diào)試時(shí)小車的搖頭動(dòng)作（即轉(zhuǎn)向）時(shí)常出現(xiàn)不靈的情況。后來用電壓表測(cè)量了電壓比較器量輸入端的電壓發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓到了3.5V，而紅外探頭在檢測(cè)到黑線時(shí)才3.6V。兩者電壓相差無幾，所以遇到黑線顏色較淺或反光的區(qū)域單片機(jī)會(huì)發(fā)生誤判的現(xiàn)象。于是我們測(cè)量了紅外探頭在黑白兩種極限情況下的電壓輸出情況。在測(cè)量了紅外探頭在黑色和白色兩種極限情況下的電壓后，調(diào)節(jié)電阻我把基準(zhǔn)電壓調(diào)到5V，這個(gè)電壓值距黑色或白色情況下輸出的電壓值都很大，單片機(jī)會(huì)減少誤判的現(xiàn)象。改良過后測(cè)試正常，小車能靈活的搖頭，更功能實(shí)現(xiàn)。

6.1.3 L298N馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊

第一次給L298N馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊通電實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的馬達(dá)單向驅(qū)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)馬達(dá)時(shí)跑時(shí)不跑。經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是一根信號(hào)線接觸不良，重新接好后運(yùn)行正常。此模塊是用的市面上可以買到的模塊所以性能比較穩(wěn)定，調(diào)試很成功。

6.2軟件調(diào)試

6.2.1調(diào)試平臺(tái)介紹

此次編程采用了keil V4。KeilSoftware公司推出的uVision4是一款可用于多種8051MCU的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，該IDE同時(shí)也是PK51及其它開發(fā)套件的一個(gè)重要組件。除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進(jìn)的搜索功能外，uVision4還提供了一個(gè)配置向?qū)Чδ?，加速了啟?dòng)代碼和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo)MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號(hào)等。uVision4提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于MCUI/O引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。uVision4提供對(duì)多種最新的8051類微處理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。其界面如下圖 所示。

6.2.2程序調(diào)試

在調(diào)試好硬件之后我第一次把軟件下載到系統(tǒng)里面進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，發(fā)現(xiàn)小車在彎道比較急的地方?jīng)]辦法繞過去，會(huì)發(fā)生脫軌現(xiàn)象。后來仔細(xì)分析了自己的算法，原本我是設(shè)定小車在遇到彎道后全力轉(zhuǎn)向繞過彎道，但是有些急得彎道小車無法繞過。此時(shí)我就想如何去解決在轉(zhuǎn)向角度有限的情況下解決轉(zhuǎn)急彎的問題。聯(lián)想到日常汽車在狹窄的小路上轉(zhuǎn)彎的情景我想到了倒退調(diào)整車體位置的方法。即在發(fā)現(xiàn)小車以現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向角度無法完成轉(zhuǎn)彎時(shí)使小車反相倒退，這樣即可很很快的調(diào)整小車的位置。改進(jìn)算法后我在進(jìn)行了一次測(cè)試，這次小車成功的繞過了90度的彎道。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可以看出小車循跡避障功能基本實(shí)現(xiàn)。但是測(cè)試還是存在失敗的現(xiàn)象。分析其原因有兩點(diǎn)。一，小車熟讀過快在轉(zhuǎn)彎時(shí)未及時(shí)剎車。二，畫在紙上的跑道會(huì)存在褶

皺的地方，而這些地方容易產(chǎn)生誤判的現(xiàn)象。得知這些原因以后我降低現(xiàn)車速度，再次進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，小車能很好的完成循跡，即使循跡軌道發(fā)生改變也不影響。但是小車不能根據(jù)賽道的情況自主的改變速度。這也是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)缺陷。在實(shí)際調(diào)試過程中小車發(fā)生過程序跑飛的情況，經(jīng)調(diào)整改進(jìn)程序后，小車運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。能很好的完成沿黑色軌道前進(jìn)，改變軌道的形狀及轉(zhuǎn)彎角度，小車仍可完成循跡。

七、心得體會(huì)

在智能小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試及論文的寫作過程中，感謝很多同學(xué)給予了無數(shù)的指導(dǎo)和大力的支持。在這個(gè)過程中我們不僅學(xué)會(huì)了知識(shí)，還學(xué)會(huì)了治學(xué)的態(tài)度，那就是嚴(yán)謹(jǐn)，把知識(shí)變?yōu)榧河?，棄其糟粕留其精華，用自己的方式去解決問題，而不是人云亦云。

智能小車是傳感技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，使得機(jī)械和電子信息不再明顯分家，自動(dòng)控制在工業(yè)領(lǐng)域中得地位越來越重要，智能這個(gè)詞是我們科技發(fā)展的重要產(chǎn)物。這次實(shí)踐中涉及的主要部分有傳感器檢測(cè)車部分、驅(qū)動(dòng)部分、單片機(jī)為核心的控制芯片部分穩(wěn)壓及電路分析部分。各個(gè)部分的涉及，相互之間的連接協(xié)調(diào)等得成功，都是要建立在系統(tǒng)的閱讀大量資料，并且認(rèn)真的分析課題的需求，還系統(tǒng)的學(xué)習(xí)的單片機(jī)的工作原理及其使用方法。并且學(xué)習(xí)了相關(guān)軟件，如仿真、程序燒寫等得應(yīng)用。通過本次課題設(shè)計(jì)，不僅是對(duì)我們課本所學(xué)知識(shí)的考查，更是對(duì)我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動(dòng)手能力的考驗(yàn)。我們對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)有了初步認(rèn)識(shí)并能獨(dú)立設(shè)計(jì)出其接口電路，再有對(duì)電路板的制作有了一定的了解，并學(xué)會(huì)了使用Protel99設(shè)計(jì)電路。課程設(shè)計(jì)使我們意識(shí)到了實(shí)驗(yàn)的重要性，在硬件制作和軟件調(diào)試的過程中，出現(xiàn)了很多問題，最終都是通過實(shí)驗(yàn)的方法來解決的。還有以前對(duì)程序只是一個(gè)很模糊的概念，通過這次的課題設(shè)計(jì)使我對(duì)程序完全有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，并能使用C熟練的進(jìn)行編程了。通過本次課題設(shè)計(jì)，極大的鍛煉了我們的思考和分析問題的能力，并對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)。

小車的設(shè)計(jì)制作工作量飽滿，體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)合作精神。在這次設(shè)計(jì)中也有很多的不足之處，我們?nèi)鄙賹?shí)際經(jīng)驗(yàn)，更多的是依靠網(wǎng)絡(luò)資源來解決問題，特別是各模塊的程序編寫，在軟件設(shè)計(jì)方面花費(fèi)了很多的時(shí)間。特別是在最后調(diào)試階段，程序的控制問題給我們帶來了很大的困難，小車設(shè)計(jì)的硬件部分完成相對(duì)順利些，在軟件領(lǐng)域顯得不足，今后會(huì)更多的學(xué)習(xí)軟件。設(shè)計(jì)過程中單片機(jī)知識(shí)頗有設(shè)計(jì)，我們還應(yīng)加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。本次設(shè)計(jì)涉及到了一系列光機(jī)電一體化的技術(shù)。其中機(jī)械結(jié)構(gòu)是小車能否穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，硬件電路決定了小車實(shí)現(xiàn)的功能，軟件部分是控制的靈魂，而同伴們鍥而不舍的精神則是整個(gè)設(shè)計(jì)的支柱！

總之，在課題設(shè)計(jì)的過程中，無論是對(duì)于學(xué)習(xí)方法還是理論知識(shí)，我們都有了新的認(rèn)識(shí)，受益匪淺，這將激勵(lì)我們?cè)诮窈笤俳釉賲?，不斷完善自己的理論知識(shí)，提高實(shí)踐運(yùn)作能力。

附件

元件清單：

1.電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N

2.穩(wěn)壓芯片L7805一個(gè),L7806一個(gè)

3.單片機(jī)STC89C52 4.晶振12M 5.輕觸開關(guān)和點(diǎn)觸開關(guān)各一個(gè)

6.電解電容220uF/25v、100uf/16v若干, 電容104若干，103電容若干 7.10K滑動(dòng)變阻器、470歐電阻若干 8.電阻330歐若干，1K的若干個(gè)，9.上拉電阻472歐一個(gè)

10.紅外線傳感器TCRT5000

4個(gè) 11.散熱片一個(gè)

12.杜邦線若干（杜邦頭，焊片，包括線）13.萬用表 14.插針和插排若干 15.發(fā)光二極管若干

16.二極管IN4007八個(gè) 17.車底盤模具

18.LM339芯片

19.TR18650 3000mAh 3.7v電源 20.各種芯片底座若干 21.驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)4個(gè)

參考文獻(xiàn)

[1]郭惠，吳迅.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)完全自學(xué)手冊(cè)[M].電子工業(yè)出版社,2008.10：1-200.[2]王東鋒，王會(huì)良，董冠強(qiáng).單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例[M].電子工業(yè)出版社,2009.3：145-300.[3]韓毅，楊天.基于HCS12單片機(jī)的智能尋跡模型車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].學(xué)術(shù)期刊，2008，29（18）：1535-1955.[4] 王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制[J].學(xué)術(shù)期刊，2002，13（15）：1322-1755.[5]宏晶科技，《STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)器件手冊(cè)》，2011年9月8號(hào)更新版本 [6求是科技，《單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航（第2版）》，人民郵電出版社，2008年7月出版

[7]李全利，《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》，高等教育出版社，2009年1月出版

[8]丁明亮，《51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與仿真-基于keil C與Proteus》,北京航空航天大學(xué)出版社，2009年2月出版

[9]張?chǎng)?《單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版）》，電子工業(yè)出版社，2010年出版 6.張毅剛,《單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社，2008年出版

第五篇：智能循跡小車實(shí)驗(yàn)報(bào)告

摘要

本設(shè)計(jì)主要有單片機(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及電源模塊組成,小車具有自主尋跡得功能。本次設(shè)計(jì)采用 STC 公司得 89C52 單片機(jī)作為控制芯片，傳感器模塊采用紅外光電對(duì)管與比較器實(shí)現(xiàn)，能夠輕松識(shí)別黑白兩色路面,同時(shí)具有抗環(huán)境干擾能力，電機(jī)模塊由 L298N 芯片與兩個(gè)直流電機(jī)構(gòu)成,組成了智能車得動(dòng)力系統(tǒng)，電源采用 7、2V 得直流電池,經(jīng)過系統(tǒng)組裝，從而實(shí)現(xiàn)了小車得自動(dòng)循跡得功能.關(guān)鍵詞

智能小車

ＳＴＣ89Ｃ52 單片機(jī)

Ｌ２98N

紅外光對(duì)管 1 1 緒論

隨著科學(xué)技術(shù)得發(fā)展,機(jī)器人得設(shè)計(jì)越來越精細(xì),功能越來越復(fù)雜,智能小車作為其得一個(gè)分支，也在不斷發(fā)展.在近幾年得電子設(shè)計(jì)大賽中，關(guān)于小車得智能化功能得實(shí)現(xiàn)也多種多樣,因此本次我們也打算設(shè)計(jì)一智能小車,使其能自動(dòng)識(shí)別預(yù)制道路，按照設(shè)計(jì)得道路自行尋跡。2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

采用 MCS－５１單片機(jī)為控制芯片（也可采用其她得芯片），紅外對(duì)管為識(shí)別器件、步進(jìn)電機(jī)為行進(jìn)部件,設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠識(shí)別以白底為道路色，寬度 10mm左右得黑色膠帶制作得不規(guī)則得封閉曲線為引導(dǎo)軌跡并能沿該軌跡行進(jìn)得智能尋跡機(jī)器小車。3 方案設(shè)計(jì)與方案選擇

3.1 硬件部分

可分為四個(gè)模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及電源模塊。

3.1.1 單片機(jī)模塊

為小車運(yùn)行得核心部件,起控制小車得所有運(yùn)行狀態(tài)得作用。由于以前自己開發(fā)板使用得就是ＡTMＥL 公司得 STC89C５２,所以讓然選擇這個(gè)芯片作為控制核心部件。ＳTＣ8９Ｃ52 就是一種低損耗、高性能、CＭＯS 八位微處理器，片內(nèi)有 4ｋ字節(jié)得在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序得存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入／擦除 100０次,數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年.其程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就是分開得.3.1.2 傳感器模塊

方案一:使用光敏電阻組成光敏探測(cè)器采集路面信息。阻值經(jīng)過比較器輸出高低電平進(jìn)行分析,但就是光照影響很大，不能穩(wěn)定工作。

方案二：使用光電傳感器來采集路面信息。使用紅外光電對(duì)管，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明,實(shí)現(xiàn)方便,成本低廉,沒有復(fù)雜得圖像處理工作，因此反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時(shí)間少。但也存在不足，它能獲取得信息就是不完全得，容易受很多擾動(dòng)(如背景光源，高度等)得影響,抗干擾能力較差。

方案三：使用 CCD 傳感器來采集路面信息。使用 CCD 可以獲取大量得圖像信息,掌握全面得路徑信息,抗干擾能力強(qiáng),為以后功能得擴(kuò)展提供方便。但使用CCD 需要大量得圖像處理工作，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)得存儲(chǔ)與計(jì)算,因此電路復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來工作量大。

方案四：使用光電對(duì)管采集路面信息。RPＲ2２０結(jié)構(gòu)緊湊，體積小,調(diào)整電路簡(jiǎn)單工作性能穩(wěn)定。

可見方案四最適宜,但僅從此項(xiàng)目考慮，方案二成本低,也能完成設(shè)計(jì),故選用方案二.3.1.3 電機(jī)控制模塊3、1 1、3 3、1 1 電機(jī)得選擇 方案一:采用步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)過得角度可以精確定位，可實(shí)現(xiàn)小車行進(jìn)過程得精確定位.但步進(jìn)電機(jī)得輸出力矩低，隨轉(zhuǎn)速得升高而降低,且轉(zhuǎn)速越快下降得越快。

方案二:采用直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕,裝配簡(jiǎn)單,操作方便。速度得調(diào)節(jié)可以改變電壓也可以調(diào)節(jié) PWＭ。

基于以上，我們選擇了方案二，使用直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

３、１、3 3、２電機(jī)得驅(qū)動(dòng) 采用專用芯片 L298N 作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其操作方便，穩(wěn)定性好,性能優(yōu)良.一片Ｌ298N 就可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)。

3.1.4 電源模塊

給整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定供電以保持其正常工作,包括７、2Ｖ得電源以及轉(zhuǎn)５V 部分，其中 7、２V 得就是給電機(jī)與其驅(qū)動(dòng)供電,5V 得用來驅(qū)動(dòng)單片機(jī)及其她芯片。

以上單元連接如下圖所示:

3.2 軟件部分

３、２、1 1 程序流程圖

此系統(tǒng)采用 8９C52 單片機(jī)，再根據(jù)硬件連接，通過相應(yīng)得軟件來完成對(duì)信號(hào)得采集與數(shù)據(jù)得分析，再控制小車得運(yùn)行狀態(tài),以下為主程序流程圖:

3、2 2、2 2 程序設(shè)計(jì)思 路3、2 2、2 2、1 1 尋跡模塊程序 通過傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機(jī)，再通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)得功能。3、２、2 2、２ 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊程序 控制兩個(gè)直流電機(jī),實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)、前右轉(zhuǎn)、停車等功能.4 各部分電路得作用及電路工作原理分析

4.1 信號(hào)采集模塊

4.1.1 TC ＲT T ５0 00 結(jié)構(gòu)與工作原理

TCRT50００（L）具有緊湊得結(jié)構(gòu)發(fā)光燈與檢測(cè)器安排在同一方向上,利用紅外光譜反射對(duì)象存在另一個(gè)對(duì)象上，操作得波長(zhǎng)大約就是 950 毫米。探測(cè)器由光電晶體三極管組成得,它由高發(fā)射功率紅外光電二極管與高度靈敏光電晶體管組成。通過測(cè)試,其檢測(cè)距離在 2mm—10mm。TCRＴ5000 得發(fā)射管與接收管就是一起封裝在矩形塑料殼中,為了使檢測(cè)更加準(zhǔn)確，我們用了 5 只 TCRT500０檢測(cè)黑線，實(shí)物見圖４—１。

4.1.2 信號(hào)采集電路圖及原理

小車在白色地面行駛時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出得紅外信號(hào)被反射，接收管收到信號(hào)后,輸出端為低電平，經(jīng)過比較器比較后輸出為低電平。而當(dāng)紅外信號(hào)遇到黑色導(dǎo)軌時(shí)，紅外信號(hào)被吸收,接收管不能接收信號(hào),輸出端為高電平，經(jīng)過比較器比較后輸出高電平。單片機(jī)通過采集每個(gè)比較器得輸出端電壓，便可以檢測(cè)出黑線得相對(duì)位置得位置，從而控制小車得行駛方向。

4.2 信息處理模塊

4.2.1 原理

檢測(cè)到白色路面得紅外接收頭處理后送出得就是低電平,而檢測(cè)到黑色路線得檢測(cè)頭送出得就是高電平，由此可根據(jù)這 5 個(gè)紅外接收頭得高低電平判斷路線情況而調(diào)整小車前進(jìn)方向。具體情況有如下幾種：

ａ

檢測(cè)到

１ 或 0

0

０

0

0 小車應(yīng)該停止.b

檢測(cè)到

０

0

0

０ 或 0

0

0

0 或 1

０

0

0 說明路線向左偏,小車向左轉(zhuǎn).c

檢測(cè)到

0

0

0

0

１ 或

0

0

0

0 或 0

０

0

1說明路線向右偏，小車向左轉(zhuǎn)。

d

檢測(cè)到

x

x

１

x

ｘ(x 不全為 1）

說明線路就是直得,小車直走。

4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

４、3 3、1 1 直流電機(jī)

給兩個(gè)電刷 A 與 B 加上直流電源,如上圖(ａ）所示，則有直流電流從電刷 A 流入,經(jīng)過線圈 abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律,載流導(dǎo)體 aｂ與 cｄ收到電磁力得作用,其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到得力形成了一個(gè)轉(zhuǎn)矩,使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（ｂ）所示得位置，電刷 A 與換向片２接觸,電刷 Ｂ 與換向片 1 接觸，直流電流從電刷 Ａ 流入，在線圈中得流動(dòng)方向就是 dcｂａ,從電刷 B 流出.此時(shí)載流導(dǎo)體 ab 與 cｄ受到電磁力得作用方向同樣可由左手定則判定,它們產(chǎn)生得轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就就是直流電動(dòng)機(jī)得工作原理。外加得電源就是直流得,但由于電刷與換向片得作用,在線圈中流過得電流就是交流得,其產(chǎn)生得轉(zhuǎn)矩得方向卻就是不變得。實(shí)用中得直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上得繞組也不就是由一個(gè)線圈構(gòu)成,同樣就是由多個(gè)線圈連接而成,以減少電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩得波動(dòng),繞組形式同發(fā)電機(jī)。

４、3 3、2 2 電路圖

我們采用成品Ｌ298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用光電耦合器件隔離單片機(jī)與L29８N得控制電路，工藝精度高，性能可靠。L298N 模塊內(nèi)部通過 H 橋電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)得正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn),其原理如下：

如圖 4-3 所示，全橋式驅(qū)動(dòng)電路得 4 只開關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，S1、Ｓ２為一組,S3、S4 為另一組，兩組得狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷.當(dāng)Ｓ1、S2 導(dǎo)通時(shí)，S3、S4 關(guān)斷,電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí) 現(xiàn)電機(jī)得正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng);當(dāng) S3、S4 導(dǎo) 通時(shí),S1、Ｓ2 關(guān)斷,電機(jī)兩端為反向電 壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。

橋驅(qū)動(dòng)電路 4、3 3、３原理

L2９8Ｎ就是 ST 公司生產(chǎn)得一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用 15 腳封裝。主要特點(diǎn)就是:工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 4６Ｖ；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A,持續(xù)工作電流為２Ａ；額定功率２５Ｗ。內(nèi)含兩個(gè) H 橋得高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響得情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作;可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用 L298N 芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。5 系統(tǒng)調(diào)試5、1 1 硬件部分

焊接完成后，首先進(jìn)行得調(diào)試就是用數(shù)字萬用表測(cè)量各個(gè)電路就是否焊接正常，就是否有虛焊漏焊等現(xiàn)象得出現(xiàn)，以及各個(gè)電容就是否就是正常得未被擊穿狀態(tài)、電阻得阻值就是否與設(shè)計(jì)得原理圖上得一致.接通電源，用數(shù)字萬用表測(cè)量當(dāng)有+5V 得各引腳就是否有+5V 得電壓，測(cè)量電路中就是否出現(xiàn)了不該有得短路現(xiàn)象。接入光電傳感器模塊,使各個(gè)光電檢測(cè)器得光電對(duì)管靠近白紙,觀察對(duì)應(yīng)得發(fā)光二極管就是否發(fā)光,不發(fā)光表示正常。

然后再使各個(gè)光電對(duì)管靠近黑線，觀察對(duì)應(yīng)得發(fā)光二級(jí)管就是否發(fā)光,發(fā)光表示正常.５、2 2 軟件部分

我們先測(cè)試了小車得前進(jìn)，停止,左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)。組裝信號(hào)采集模塊后，實(shí)現(xiàn)小車得自動(dòng)循跡功能.具體實(shí)現(xiàn)程序見附錄一6 總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如符合實(shí)驗(yàn)要求，小車按照黑膠布軌跡前進(jìn)，并能夠及時(shí)正確顯示小車得行進(jìn)狀態(tài)以及行進(jìn)距離。具體現(xiàn)象如下：

左邊傳感器檢測(cè)到黑線，小車左轉(zhuǎn)； 右邊傳感器檢測(cè)到黑線,小車右轉(zhuǎn)； 中間傳感器檢測(cè)到黑線，小車直行。

從而就可以完成對(duì)黑膠布得循跡功能。7 參考文獻(xiàn)

［1]電子信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)教程

趙剛 李佐儒

四川大學(xué)出版社 ［2］單片機(jī)Ｃ語(yǔ)言教程

郭天祥

電子工業(yè)出版社 ［3]模擬電子技術(shù)

童詩(shī)白

清華大學(xué)出版社 附錄一

程序：

#iｎｃluｄｅ〈ｒeg52、h＞ sｂｉt DJ_left＿s = P1＾0；

／/直流電機(jī)控制 sbit DJ_lｅｆt＿n = Ｐ1^1； sbiｔ DＪ_rigｈt_s = P1^2； sbｉｔ DＪ_right_n = P1^３;//左轉(zhuǎn)函數(shù) voｉd Tuｒｎ_rｉｇｈt（）

｛

DJ_lefｔ_s

= ０;

；1 =

ｎ＿tfel＿JD? DJ_ｒight_s

= 1；

;0 =

n_ｔhｇir＿JD?}

//右轉(zhuǎn)函數(shù) voiｄ Turｎ_ｌｅfｔ（）

{

DＪ_left_s

= 1；

DＪ_lｅｆt_n

＝ ０;

；0 ＝

s_thｇir_JＤ?;1 =

ｎ＿thgir_ＪD?｝ //前進(jìn)函數(shù) vｏid Gｏ＿ahead(){

；１ ＝

s_tfel_JＤ? ＤJ＿left_n

＝ 0;

DJ_rigｈｔ_ｓ

= 1;

DＪ_ｒiｇht_n

= 0； ｝ //停止函數(shù) void Stop（）

{

DＪ_leｆｔ_ｓ

= 0；

ＤJ_ｌｅft_n

= 0；

DJ＿righｔ_s

= 0;

;０ =

n_thgir＿JD?} //循跡函數(shù) vｏid xunji（unsigneｄ int ｍ)｛

? if（m==0x７c）

｛

;)（ｔhgｉｒ_nruT?

;nrｕter??

｝?)01x０＆m（fｉ??

{

? Ｇo_ａheａｄ（）;

?

；nruｔｅr? ? }??

if（m＆0ｘ0ｃ)

? ｛

；）（ｔhgir_nｒuＴ??

? reｔｕrｎ;

}

? if（m&0ｘ60)

? ｛

?；）(tfel_nruＴ? ?

returｎ；

? ｝ } //主函數(shù) void mａin（）

｛

ｗhile（１)

｛ ? xｕnji（Ｐ2&０ｘ７c)；

｝ ?｝ 附錄二

實(shí)物圖: