基于單片機(jī)控制的循跡小車比賽論文-文庫(kù)吧
2025-01-03 14:48 本頁(yè)面
【正文】 ：由12伏電源供電，運(yùn)用LM2596,LM1117實(shí)現(xiàn)降壓，達(dá)到供其他模塊工作的目的。驅(qū)動(dòng)模塊：由控制模塊對(duì)其控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的控制。循跡模塊：由5個(gè)紅外燈不斷地發(fā)出接收信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)黑線條的循跡?？刂颇K：由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)其它各模塊的控制?？傮w簡(jiǎn)易關(guān)系圖：控制模塊循跡模塊驅(qū)動(dòng)模塊電源模塊 方案論證：（1）小車循跡時(shí)遇到如下圖形時(shí)程序調(diào)用延時(shí)函數(shù)，使小車能停下來(lái)。 方案一：程序編寫(xiě)時(shí)遇到上圖時(shí)，按推理應(yīng)5個(gè)燈同時(shí)能檢測(cè)到低電平，因此編程時(shí)當(dāng)5個(gè)燈同時(shí)檢測(cè)到低電平時(shí)調(diào)用停止函數(shù)并延時(shí)。方案二：由于小車可能不會(huì)正正好好的到達(dá)橫線，也許會(huì)傾斜，這樣就不能5個(gè)燈同時(shí)檢測(cè)到低電平，當(dāng)小車檢測(cè)到最左面兩燈同時(shí)檢測(cè)到高電平或最右面兩燈同時(shí)檢測(cè)到高電平時(shí)小車調(diào)用停止函數(shù)并延時(shí)。方案比較：方案一的想法過(guò)于完美，5個(gè)燈同時(shí)接收到高電平的條件過(guò)于死板，不容易達(dá)到，因此容易出錯(cuò)，遇到上圖軌跡時(shí)不易停下來(lái)。相比于方案一，方案二更具靈活性，為上圖軌跡的停止提供了更大的可能性。（2）小車循跡時(shí)遇到銳角彎兒。方案一：按推理當(dāng)中間燈與左（右）外側(cè)燈同時(shí)檢測(cè)到低電平時(shí)，進(jìn)行拐彎。方案二：由于小車可能會(huì)左（右）偏離軌跡，所以就應(yīng)該讓內(nèi)側(cè)右（左）燈或中間燈與外側(cè)左（右）燈同時(shí)檢測(cè)到低電平，進(jìn)行拐彎。方案比較：方案一想的過(guò)于理想化，程序死板，容易出錯(cuò)。相比于方案一，方案二更具有實(shí)際操控能力，提高了小車轉(zhuǎn)彎成功的幾率。（3）小車循跡時(shí)遇到十字線。方案一：當(dāng)小車遇到十字線時(shí)，按推理，應(yīng)該讓小車?yán)^續(xù)向前走，因此編程時(shí)當(dāng)5燈同時(shí)檢測(cè)到低電平時(shí)調(diào)用前進(jìn)函數(shù)。方案二：由于小車過(guò)十字線遇到一線時(shí)，與停止線情況重合，這樣程序就會(huì)產(chǎn)生矛盾。 因此當(dāng)5個(gè)燈同時(shí)檢測(cè)到低電平時(shí)繼續(xù)往前走一段，直到五個(gè)燈同時(shí)檢測(cè)到高電平則調(diào)用停車函數(shù)，或直到內(nèi)側(cè)左右燈或中間燈檢測(cè)到低電平時(shí)調(diào)用前進(jìn)函數(shù)。方案比較：方案一想的太不周全，沒(méi)有考慮到小車整個(gè)行進(jìn)過(guò)程中的各種復(fù)雜情況。相比方案一，方案二能處理更多復(fù)雜路面，為小車成功通過(guò)十字線提高了幾率。硬件電路描述主要包含以下要素：硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境（包含產(chǎn)品標(biāo)配與選配清單）、軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境、各個(gè)硬件電路原理圖、模塊介紹等。一、電源模塊電路板 1LM1117 1LM2596 1 4二極管 3220uf 8100nf 810K電位器 3LED 1開(kāi)關(guān) 1插頭插座套件 1排針 若干電源模塊原理圖：11電源模塊選擇12伏的蓄電池作為小車的供電所設(shè)備，通過(guò)LM2596,LM1117將其轉(zhuǎn)換成所需電壓，達(dá)到對(duì)其它模塊供電的目的。二、驅(qū)動(dòng)模塊裸板L298N二極管排針5pin排針2pin11823L298N 21 22 L298N是SGS公司的產(chǎn)品，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)。以下是L298的內(nèi)部原理圖：L298有兩路電源分別為邏輯電源和動(dòng)力電源，上圖中6V為邏輯電源，12V為動(dòng)力電源。J4接入邏輯電源，J6接入動(dòng)力電源，J1與J2分別為單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)的輸入端，J3與J5分別與兩個(gè)電極的正負(fù)極相連。ENA與ENB直接接入6V邏輯電源也就是說(shuō)兩個(gè)電機(jī)時(shí)刻都工作在使能狀態(tài)，控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)只有通過(guò)J1與J2兩個(gè)接口。由于我們使用的電機(jī)是線圈式的，在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會(huì)形成很大的反向電流，在電路中加入二極管的作用就是在產(chǎn)生反向電流的時(shí)候進(jìn)行泄流，保護(hù)芯片的安全。以下是二項(xiàng)勵(lì)磁順序表：STEPA0BA1B116進(jìn)制11000821100C301004401106500102600113700011810019三、循跡模塊裸板LEDLM358電位器203紅外對(duì)管電阻151電阻103電容100nf電容10uf 排針7pin1535555111(1) 紅外探頭工作原理當(dāng)小車在白色地面行駛時(shí)，裝在車下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)，經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號(hào)，那么途中光敏三極管將導(dǎo)通，比較器輸出為低電平；當(dāng)小車行駛到黑色引導(dǎo)線時(shí)，紅外線信號(hào)被黑色吸收后，光敏三極管截止，比較其輸出高電平，從而實(shí)現(xiàn)了通過(guò)紅外線檢測(cè)信號(hào)的功能。將檢測(cè)到的信號(hào)送到單片機(jī)的I/O 口，當(dāng)I/O 口檢測(cè)到的信號(hào)為高電平時(shí)，表明紅外光被地上的黑色引導(dǎo)線吸收了；同理，當(dāng)I/O 口檢測(cè)到的信號(hào)為低電平時(shí)，表明小車行駛在白色地面上。(2) 傳感器的安裝正確選擇檢測(cè)方法和傳感器件是決定尋跡效果的重要因素，而且正確的器件安裝方法也是尋跡電路好壞的一個(gè)重要因素。從簡(jiǎn)單、方便、可靠等角度出發(fā)，同時(shí)在底盤(pán)裝設(shè)5個(gè)紅外反射式光電傳感器，進(jìn)行兩級(jí)方向糾正控制，將大大提高其尋跡的可靠性，具體位置分布如圖41 所示：X2X1zY1Y2 41 圖4 1紅外探頭的分布圖圖中光電傳感器全部在一條直線上。其中X1 與Y1 為第一級(jí)方向控制傳感器，X2 與Y2為第二級(jí)方向控制傳感器，并且黑線同一邊的兩個(gè)傳感器之間的寬度不得大于黑線的寬度。小車前進(jìn)時(shí)，始終保持如圖所示的行走軌跡黑線，在X1 和Y1 這兩個(gè)第一級(jí)傳感器之間，當(dāng)小車偏離黑線
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