【正文】 圖 L298N 循跡模塊 方案一： 采用簡易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測，但實(shí)際效果并不理想，對行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。在使用 過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因?yàn)? 該部件造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。 方案二： 采用兩只紅外對管 (如圖 )，分別置于小車車身前軌道的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開關(guān)接受到白線與黑線的情況來控制小車轉(zhuǎn)向來調(diào)整車向，測試表明，只要合理安裝好兩只光電開關(guān)的位置就可以很好的實(shí)現(xiàn)循跡的功能 , 但是檢測不到停車線 。 (參考文獻(xiàn) [3]) 方案三： 采用四只紅外對管，兩只置于 小車 中間， 兩只置于 小車 外側(cè)，當(dāng)小車脫離軌道時(shí)，即當(dāng) 兩側(cè) 的 任意 一只光電開關(guān) 檢測到空地 時(shí)，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到兩邊 的光電開關(guān)檢測 不到 到 空地 再恢復(fù)正向行駛。 中間的兩只光電對管檢測到停車線時(shí) ，停 車 。經(jīng)過試驗(yàn)，此方案小車行駛穩(wěn)定。 通過比較，我選取第 三 種方案來實(shí)現(xiàn)循跡。 圖 紅外對管 避障模塊 方案一： 采用一只紅外對管置于小車中央。其安裝簡易，也可以檢測到障礙物的存在，但難以確定小車在水平方向上是否會與障礙物相撞，也不易讓小車做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。 方案二 ： 采用兩只光電對管分別置于小車的前端兩側(cè)，方向與小車前進(jìn)方向平行，對 小車與障礙物相對距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判別和及時(shí)反應(yīng)，兩只光電對管分別放在小車的兩側(cè)，確保能夠檢測到障礙物，避免因小車運(yùn)行軌跡的變化而檢測不到障礙物。 通過比較我采用方案二。 機(jī)械系統(tǒng) 本題目要求小車的 長、寬較小，轉(zhuǎn)向 穩(wěn)定、靈活， 將電機(jī)樹立放置減小小車的長度， 電池的安裝： 將電池樹放減小小車的寬度 ，降低車體重心，提高穩(wěn)定性，同時(shí)可增加驅(qū)動輪的抓地力，減小輪子空轉(zhuǎn)所引起的誤差。 方案一： 采用實(shí)驗(yàn)室有線電源通過穩(wěn)壓芯片供電，其優(yōu)點(diǎn)是可穩(wěn)定的提供 5V 電壓，但占用資源過大。 方案二： 采用 4 支 電池單電源供電，但 6V 的電壓太小不能同時(shí)給單片機(jī)與與電機(jī)供電。 方案三： 采用 8 支 電池雙電源分別給單片機(jī)與電機(jī)供電可解決方案二的問題且能讓小車完成其功能。 所以，我選擇了方案三來實(shí)現(xiàn)供電。 第三章 硬件電原理圖和連接圖 總體設(shè)計(jì) 智能小車采用四輪驅(qū)動，前后輪左右兩邊各用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動，調(diào)制前后四個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的。將循跡紅外對管分別裝在車體前方偏下的左右。當(dāng)車身下左邊的傳感器檢測到黑線時(shí)，主控芯片控制左輪電機(jī)停止，車向左修正，當(dāng)車身下右邊傳感器檢測到黑線時(shí)，主控芯片控制右輪電機(jī)停止，車向右修正。檢測黑線紅外對管裝在前方中間，兩只紅外對管對稱固定，當(dāng)檢測到黑線時(shí)調(diào)整車的行進(jìn)方向。 避障的原理和循線一樣，在車身前方兩邊裝兩個(gè)紅外對管，當(dāng)其檢測到障礙物時(shí)，主控芯片給出信號報(bào)警并控制車子倒退 ,轉(zhuǎn)向，從而避開障礙物。 主板設(shè)計(jì)框圖如圖 圖 主板設(shè)計(jì)框圖 驅(qū)動電路 （參考文獻(xiàn) [4]） 電機(jī)驅(qū)動一般采用 H 橋式驅(qū)動電路， L298N 內(nèi)部集成了 H 橋式驅(qū)動電路，從而可以采用 L298N 電路來驅(qū)動電機(jī)。通過單片機(jī)給予 L298N 電路 PWM 信號來控制小車的速度，起停。其引腳圖如 ，驅(qū)動原理圖如圖 。 圖 L298N 引腳圖 STC89C52 時(shí)鐘電 路 復(fù)位電路 循跡紅外對管 電機(jī)驅(qū)動 避障紅外對管 電源電路 圖 電機(jī)驅(qū)動電路 信號檢測模塊 小車循跡原理是小車在細(xì)木工板表面上行駛，由于細(xì)木工板表面和空地對光線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷行進(jìn)路線。本小車采用紅外對管采集數(shù)據(jù) 紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光， 當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號，再通過 LM324 作比較器來采集高低電平，從而實(shí)現(xiàn)信號的檢測。避障亦是此原理。電路圖如圖 。 市面上有很多紅外傳感器，在這里我選用 TCRT5000 型光電對管。 圖 循跡原理圖 主控電路 本 模塊主要是對采集信號進(jìn)行分析，同時(shí)給出 PWM 波控制電機(jī)速度，起停。以及再檢測到障礙轉(zhuǎn)彎等作用。其電路圖如圖 5。 圖 主控電路 第四章 程序流程圖 主程序框圖： 圖 主程序框圖 void main() { a=0。 b=0。 Time0()。 zhouqi = 100。 while(1) { zhixing()。 jiance_a ()。 qianfang_b ()。 } } 啟動 循跡 停車標(biāo)志位置位 N 是否檢測到障礙 避障 Y N Y Y 停止 循跡模塊 循跡框圖： 圖 循跡框圖 void jiance_a () { if(a==0amp。amp。jiancezr==1amp。amp。jiancezl==1) //光電對管檢測到前方障礙，微倒車，停車 250ms { ++a。 duanting ()。 ltui_pwm=50。 rtui_pwm=50。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(35)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(20)。 開始 前進(jìn) 掃描 I/O 口，是否檢測到黑線 Y 左邊 右邊 左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) N //you 轉(zhuǎn) 90 /////////111111111111 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=50。 ljin_pwm=50。 rjin_pwm=0。 Delay(180)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(30)。 zhixing_a0zhuanyong ()。 } if(a==1amp。amp。jiancezr==1amp。amp。jiancezl==1)//amp。amp。jiancer==1) //光電對管檢測到前方障礙，微倒車，停車 250ms { ++a。 duanting ()。 ltui_pwm=50。 rtui_pwm=50。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(40)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(150)。 //zuo 轉(zhuǎn) 90 ///////////////2222222222 ltui_pwm=60。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=20。 Delay(110)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(100)。 zhixing()。 } if(a==2amp。amp。jiancezr==1amp。amp。jiancezl==1)//光電對管檢測到前方障礙，微倒車，停車 250ms { ++a。 duanting ()。 ltui_pwm=50。 rtui_pwm=50。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(80)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(100)。 //you 轉(zhuǎn) 90 /////////5555555555555555555555555 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=60。 ljin_pwm=60。 rjin_pwm=0。 Delay(100)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(100)。 pianzuo ()。 } if(a==3amp。amp。jiancezr==1amp。amp。jiancezl==1) //光電對管檢測到前方障礙，微倒車，停車 250ms { ++a。 duanting ()。 ltui_pwm=50。 rtui_pwm=50。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(100)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=0。 Delay(100)。 //zuo 轉(zhuǎn) 90 ltui_pwm=40。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=0。 rjin_pwm=60。 Delay(80)。 ltui_pwm=0。 rtui_pwm=0。 ljin_pwm=