【正文】 采用 STC89C52 單片機(jī)作為小車的控制核心；采用 TCRT5000 紅外反射式開關(guān)傳感器作為小車的 循跡 模塊來識(shí)別白色路面中央的黑色引導(dǎo)線，采集信號(hào)并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為能被單片機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；采用驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 構(gòu)成雙 H 橋控制直流電機(jī)，其中 軟件系統(tǒng)采用 C 程序，本設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，可靠性高。 driving circuit III 目 錄 1 緒 論 .................................................................................................................................... 1 智能循跡小車概述 ................................................................................................... 1 循跡小車的發(fā)展歷程回顧 ............................................................................ 1 智能循跡分類 ................................................................................................ 2 智能循跡小車的應(yīng)用 .................................................................................... 3 智能循跡小車研究中的關(guān)鍵技術(shù) ........................................................................... 4 2 智能循跡小車總體設(shè)計(jì)方案 .............................................................................................. 5 整體設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................................... 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 ................................................................................................ 5 系統(tǒng)基本組成 ................................................................................................ 5 整體控制方案確定 ................................................................................................... 6 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 8 單片機(jī)電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 8 單片機(jī)的功能特 性描述 ................................................................................ 8 晶振電路 ........................................................................................................ 9 復(fù)位電路 ........................................................................................................ 9 光電傳感器模塊 ..................................................................................................... 10 傳感器分布 .................................................................................................... 11 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ......................................................................................................... 12 L298N 引腳結(jié)構(gòu) .......................................................................................... 13 電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理 .............................................................................................. 13 小車運(yùn)動(dòng)邏輯 .............................................................................................. 15 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 16 軟件設(shè)計(jì)的流程 ..................................................................................................... 16 本系統(tǒng)的編譯器 ..................................................................................................... 17 5 系統(tǒng)的總體調(diào)試 ................................................................................................................ 22 硬件的測試 ............................................................................................................. 22 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 ..................................................................................................... 22 結(jié) 論 ...................................................................................................................................... 24 IV 致 謝 ...................................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 26 附錄 A 原理圖及 PCB圖 ..................................................................................................... 27 附錄 B 程序代碼 ................................................................................................................... 32 附錄 C 硬件實(shí)物圖 ............................................................................................................... 37 沈陽理工大學(xué) 1 1 緒 論 進(jìn)入 二十一 世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī) 技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 ，機(jī)器人技術(shù) 較以往 已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的提高， 智能循跡小車即 帶有視覺 和觸覺的小車 就是 其中的 典型代表。 AGV 的另一個(gè)特點(diǎn)是 高度自動(dòng)化和高 智能化 ， 可以根據(jù)倉儲(chǔ)貨位要求 、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變 行駛路徑 ， 而且改變 運(yùn)行路徑的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和傳送線相比非常低廉。世界上誕生第一臺(tái)機(jī)器人 誕生于 1959 年， 至今 已有 50 多年的歷史 ，機(jī)器人技術(shù) 也取得了飛速的 發(fā)展 和進(jìn)步，現(xiàn)已發(fā)展成一門包含： 機(jī)械 、 電子 、 計(jì)算機(jī) 、自動(dòng) 控制 、信號(hào)處理， 傳感器 等多學(xué)科為一體的性尖端技術(shù) 。智能 循跡小車 ，能獨(dú)立完成任務(wù)， 有其自身的知識(shí)基礎(chǔ)，多信息處理系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境 中 ，根據(jù)環(huán)境變化作出決策，有一定的適應(yīng)能力，自我學(xué)習(xí)能力和自我組織的能力。 AGV 自動(dòng)化控制系統(tǒng)，基于這種偏差值，以控制車輛的轉(zhuǎn)向，連續(xù)的動(dòng)態(tài)的閉環(huán)控制設(shè)置能夠保證 AGV 對設(shè)定路徑的穩(wěn)定自動(dòng)跟蹤?；谕瑯拥脑?，如果激光掃描儀被 紅外線發(fā)射器，或超聲波發(fā)射 取代 ，激光制導(dǎo)的 AGV 小車可以轉(zhuǎn)變 為紅外引 導(dǎo)和超聲引導(dǎo) 的 AGV。此外，還有鐵磁陀螺慣性引導(dǎo)式 AGV、光學(xué)引導(dǎo)式 AGV 等多種形 式的 AGV[2]。 (2)制造業(yè) 在制造業(yè)的的生產(chǎn)線中 AGV 小車大顯身手，快速，精確，靈活的完成材料的運(yùn)送任務(wù)。近年來，作為 CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems，直譯為基于計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng) )的基礎(chǔ)搬運(yùn)工具， AGV 已經(jīng)深入到機(jī)械加工，家電制造，微電子制造，煙草等行業(yè)，生產(chǎn)業(yè)和加工業(yè)已成為 AGV 小車使用最廣泛的領(lǐng)域。在荷蘭的鹿特丹港口， 50 輛被稱為 “院子里的拖拉機(jī) ”的 AGV 小車每天都在把集裝箱 從船邊運(yùn)送到幾百米以外的倉庫中。在鋼鐵廠， AGV 小車負(fù)責(zé)爐料運(yùn)輸，大大降低了工人們的勞動(dòng)強(qiáng)度。自動(dòng)汽車導(dǎo)航是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅應(yīng)具有正常的運(yùn)動(dòng)功能的成分，而且還應(yīng)具有任務(wù)分析，路徑規(guī)劃，信息感知，自主決策等類似人類的智能行為。多傳感器信息融合 是協(xié)調(diào) 多個(gè) 分布在不同地點(diǎn)，相 同或不同種類的 傳感器 所提供的局部不完整觀測量信息加以綜合 ，協(xié)調(diào)使用，消除 可能存在的冗余和矛盾，并加以互補(bǔ)， 以減少不確定性， 得到對物體 或環(huán)境的一致性描述的過程 [4]。第3 章是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，其中包含單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)，光電傳感器模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 。通過 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的傳感器 循跡 模塊判斷黑線路經(jīng) ，然后 由 STC89C52 通過 IO 口控制 L298N驅(qū)動(dòng)模塊改變兩個(gè)直流電機(jī)的工作狀態(tài)，最后實(shí)現(xiàn)小車 循跡 。 (4)將各元件焊接在 PCB板上，并將程序 燒錄 到單片機(jī) 內(nèi) 。 STC89C52 單片機(jī)具有低成本、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、超低功耗、 低電磁干擾，并且與傳統(tǒng)的 8051 單片機(jī)程序兼容，無需改變硬件，支持在系統(tǒng)編程技術(shù)。 JY043W 型光電管和電壓比較器 LM393 為核心 部分 ， 再 加上必要的 外圍 電路。 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。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速 方法分為兩種：一種是 直接 調(diào)整電壓， 另一種 通過PWM 調(diào)速。 整體控制方案 確定 圖 為 循跡 小車的系統(tǒng)控制框圖 。 因?yàn)樾≤囯姍C(jī)內(nèi)部裝有減速齒輪組 ， 所以 不需考慮調(diào)速功能，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 控驅(qū)動(dòng)模塊和直流電機(jī) 光電 循跡 傳感器 單片機(jī) 黑色 引導(dǎo)線