【正文】 ........................................................................... 17 NOKIA5110 液晶 顯示簡介 ............................................................................ 17 液晶的主要工作原理 .................................................................................... 18 電機(jī)驅(qū)動電路 ................................................................................. 19 紅外測速電路 ................................................................................. 22 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ....................................................................................... 24 程序設(shè)計框圖 ................................................................................. 24 AD 程序 .......................................................................................... 25 nokia5110 程序 ................................................................................ 27 NRF24L01 無線程序 ....................................................................... 30 TSL1401 線性 CCD 程序 ................................................................. 31 超聲波 HC_SR04 程序 ................................................................... 32 電機(jī)驅(qū)動程序 ................................................................................. 33 5 制作安裝與調(diào)試 ....................................................................................... 35 小車的安裝 ......................................................................................................... 35 小車的調(diào)試 .................................................................................... 35 智能小車的功能 ............................................................................. 36 結(jié)束語 .......................................................................................................... 37 致 謝 .......................................................................................................... 38 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................... 39 附錄一 小車循跡控制系統(tǒng)原理圖 ............................................................... 40 附錄二 無線遙控器原理 圖 .......................................................................... 41 附錄三 部分程序代碼 .................................................................................. 42 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作 摘 要 本文論述了基于單片機(jī)的智能循跡小車的控制過程。 基本要求 設(shè)計四輪小車自動行駛方案，優(yōu)化道路邊線自動識別算法及基本調(diào)速方案，完成實(shí)物制作。 參考資料 [1] 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計管理規(guī)范。智能循跡是基于自動引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)小車自動識別路線，以及選擇正確的路線。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) /自動循跡 /驅(qū)動電路 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作 II DESIGN AND REALITY OF CONTROL SCHEME FOR SMART TRACING CAR ABSTRACT The intelligent tracing electric trolley control process was discussed here. Automatic tracing is used to make the car indentify route automatically , and choosing the right route, based on the automatic guide robot system. Intelligent tracing electric trolley is an advanced technology to realize automatic tracing navigation. It is out of human management but under the designed mode that use of the use of a transducer, single chip, motor drive and automatic control .This technology has been applied in unmanned vehicle, unmanned factory, warehouse, service robot and many other fields. During the design of Intelligent tracing electric trolley, STC12C5A60S2 single clip is used as the control core。工業(yè)應(yīng)用中采用充電蓄電池為主要的動力來源，可通過電腦程序來控制其選擇運(yùn)動軌跡以及其它動作，也可把電磁軌道黏 貼在地板上來確定其行進(jìn)路線， 無人搬運(yùn)車 通過電磁軌道所帶來的訊息進(jìn)行移動與動作，無需駕駛員操作， 將貨物或物料自動從起始點(diǎn)運(yùn)送到目的地。 循跡小車的發(fā)展歷程回顧 隨著社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們希望創(chuàng)造出一種來代替人來做一些非常危險，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就誕生了機(jī)器人這門學(xué)科。 第三代循跡小車是智能的，目前在研究和發(fā)展階段，以多種外部傳感器構(gòu)成感官系尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作 2 統(tǒng)，通過采集外部的環(huán)境信息，精確地描述外部環(huán)境的變化。一般根據(jù)行駛的導(dǎo)航方式將 智能循跡 小車 分為以下幾種類型： (1)電磁感應(yīng)式 電磁感應(yīng)式引導(dǎo)一般在地面上，沿預(yù)定路徑埋電線，當(dāng)高頻電流通過導(dǎo)線，電線周圍產(chǎn)生電磁場流動， AGV 小車上安裝兩個對稱的電磁感應(yīng)傳感器，他們收到的電磁信號差異可以反映的 AGV 偏離程度路徑的程度。目前，這種 AGV 類型的應(yīng)用比較廣泛。這種 AGV 小車并不需要設(shè)置任何的人工物理路徑，所以在理論上具有靈活性，在計算機(jī)圖像采集，存儲和處理技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作 3 類型的 AGV 實(shí)用性越來越強(qiáng)。中國的海爾集團(tuán)在20xx 年把 9 臺 AGV 小車投產(chǎn)到了自己的倉庫區(qū)，形成一個靈活的 AGV 自動數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)，輕松地完成了每天至少 33500 的儲存和裝卸貨物的任務(wù)。目前，在世界主要的汽車生產(chǎn)廠家，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾 AGV 小車已被廣泛應(yīng)用。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。自動汽車導(dǎo)航是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅應(yīng)具有正常的運(yùn)動功能的成分，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，其中包含單片機(jī)電路的設(shè)計、 NRF24L01 無線模塊、 TSL1401線性 CCD 模塊和電機(jī)驅(qū)動電路等。通過無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或者線性 CCD 檢測道路黑線處理得到數(shù)據(jù)，從而通過電機(jī)驅(qū)動模塊控制電機(jī)的狀態(tài)和舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，最終實(shí)現(xiàn)小車可以無線遙控器控制，或者自動識別路線，完成循跡行車。 主要工作原理是 通過 TSL1401 線性 CCD 循跡模塊采集的黑線路經(jīng)或 NRF24L01 無線接收模塊接收遙控器的數(shù)據(jù)，然后由 STC12C5A60S2 產(chǎn)生 PWM 來 控制電機(jī)驅(qū)動模塊改變電機(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)。其中 電源是由直接提供的可充電電池供電， 5V、 是通過 電池來實(shí)現(xiàn)的。 6. 避障模塊主要是通過超聲波 HC_SR04 測距，提前控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向，避開障礙物。內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路， 2 路 PWM， 8 路高速 10 位 A/D轉(zhuǎn)換 (250K/S，即 25 萬次 /秒 )，針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。 路徑檢測模塊 1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND2021222324252627282930313233343536373839VCC40U2STC12C5A60S2104C710UFC6GND10UFC8VCC210KR2GND1 2Y230pFC930pFC10GNDY18Y19Y19Y18RX2TX2VCC2212345P9TSL1401 線性 CCDGNDVCC22AOCLK2SISICLK2AOINT02123P10ST188 紅外測速VCC22INT02GND 圖 33 TSL1401 線性 CCD 循跡模塊 路徑檢測模塊是智能車系統(tǒng)信號的輸入模塊主要檢測的賽道對道路偏離量，這些信息是小車沿賽道運(yùn)行的信息基礎(chǔ)獲得更多、更遠(yuǎn)、更精確的塞到信息是提高車 模運(yùn)行速度的關(guān)鍵。 方案二：線陣 CCD 檢測方法，優(yōu)點(diǎn)：檢測前瞻距離大、檢測范圍寬、檢測道路參數(shù)較多。 該陣列是由 128 個像素，其中每一個具有光敏面積 3, 平方微米。 線性 CCD 的主要工作原理 TSL1401CL 的核心是 128 個光電二極管組成的感光陣列，陣列后面有一排積分電容，光電二極管在光能量沖擊下產(chǎn)生光電流，構(gòu)成有源積分電路，那么積分電容就是用來存儲光能轉(zhuǎn)化后的電荷。 模擬輸出 (A0)的電壓由公式 (31)給出： 錯誤 !未找到引用源。 環(huán)境光影響問題 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作 12 試驗(yàn)表明 TSL1401 線性 CCD 的輸出信號和環(huán)境光線密切相關(guān)，在自 然光條件比晚上燈光下 AO 引腳輸出電壓值高出很多，正對著光線比背著光線輸出電壓高，白熾燈光下比日光燈下輸出電壓高。智能車為適應(yīng)各種運(yùn)行環(huán)境，必須實(shí) 時感知環(huán)境，并根據(jù)環(huán)境閉環(huán)調(diào)節(jié)曝光量，使得在不同環(huán)境中曝光量都處于一個合理的范圍，這樣才能保證在不同環(huán)境中 CCD 輸出電壓在合理范圍，以利于算法提取黑線