基于單片機(jī)的自動(dòng)循跡智能小車的設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 0R14R12220VCCGNDGNDVCC循跡傳感器電路LED1PA7 圖 TCRT5000循跡模塊原理圖 循跡原理分析：紅外反射對(duì)管 TCRT5000 的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，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)射紅外線信號(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)，那么圖中光敏三極管將導(dǎo)通，比較器輸出為低電平，指示二極管點(diǎn)亮；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，比較器輸出高電平，指示二極管熄滅 。 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)。 ATmega16采用的是低電平復(fù)位。 ATmega16單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于 構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTALl 和 XTAL2 分別是此放大電器的輸 入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí) 際使用中常采用這種方式，如圖 所示在其外接晶體振蕩器 (簡(jiǎn)稱晶振 )或陶 瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外 石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。 綜上考慮，選擇了方案二。 電源選擇 方案一 采用 4節(jié) 干電池供電，電壓達(dá)到 6V，經(jīng) 7805 穩(wěn)壓后給單片機(jī)、電機(jī)和其他芯片供電。 時(shí)間顯示模塊的設(shè)計(jì)與比較 方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示小車行駛的時(shí)間，在本系統(tǒng)中用到 LED數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示即可達(dá)到要求。由于采用帶有交流分量的調(diào)制信號(hào)，則可大幅度減少外界的干擾；此外紅外發(fā)射接收管的工作電流取決于平均電流，如果采用占空比小的調(diào)制信號(hào)，在平均電流不變的情況下，瞬時(shí)電流很大（ 50～ 100mA），則大大提高了信噪比。 經(jīng)比較驗(yàn)證，顯然方案一的機(jī)械結(jié)構(gòu)也短時(shí)間內(nèi)難以滿足題目的要求，而方案二本身是與小車相兼容的，性能也比較好，采用方案二。但是步進(jìn)電機(jī)在與機(jī)械配合的小車改裝上難度極大，非短時(shí)間所能完成。 方案二 采用 ATMEL 公司的 ATmage16 單片機(jī)，該控制器屬于增強(qiáng)型內(nèi)置Flash 的 RISC 精簡(jiǎn)指令集高速 8 位單片機(jī)，有多種頻率的內(nèi)部 RC 振蕩器、上電自動(dòng)復(fù)位、看門狗、啟動(dòng)延時(shí)等功能，使得電路設(shè)計(jì)變得非常簡(jiǎn)單，并且內(nèi)部資源豐富，一般都集成模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、 SPI、 PWM、 USART、 TWI通信口和豐富的中斷源等。 （ 6）用自制的直流穩(wěn)壓電源給單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)芯片 L298 等供電，穩(wěn)壓電源可以輸出 12V 和 5V。 （ 2）采用 ATmega16 單片機(jī)作為主控制器。判斷信號(hào)可通過(guò)單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)模塊修正前進(jìn)方向，以使其保持沿著黑線行進(jìn)。 2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求 當(dāng)前的電動(dòng)小 汽車 基本上采取的是基于純硬件電路的一種開(kāi)環(huán)控制方法，或者是直線行使，或者是在遙控下作出前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、停車等基本功能。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 課題名稱 基于單片機(jī)的自動(dòng)循跡智能小車 的設(shè)計(jì) 姓 名 譚志平 學(xué) 號(hào) 081250133 院 系 物理與電信工程系 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師 肖衛(wèi)初副教授 2020 年 6 月 10 日 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求： 本課程設(shè)計(jì)以 ATmega16 為核心，用 L298N 驅(qū)動(dòng)兩個(gè)減速電機(jī)，當(dāng)產(chǎn)生信號(hào)驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)時(shí)，是通過(guò)循跡模塊里的紅外對(duì)管是否尋到黑線產(chǎn)生的電平信號(hào)通過(guò) LM324 再返回到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)程序設(shè)計(jì)的要求做出相應(yīng)的判斷送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，讓小車來(lái)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右 轉(zhuǎn)、停車等基本功能。真正的做到學(xué)以致用。它是以單片機(jī) ATmega16 為控制核心，附以外圍電路， 在畫有黑線的白紙“路面”上行使 ,由于黑線和白線對(duì)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(lái)判斷“道路” —— 黑線。 3 整體設(shè)計(jì)方案 經(jīng)過(guò)反
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