【正文】 單，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人尋跡、智能小車(chē)偱線 等 場(chǎng)合 。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。每當(dāng)檢測(cè)到標(biāo)志黑線即作出相應(yīng)動(dòng)作反應(yīng)，如降速、停車(chē)、倒車(chē)返回等動(dòng)作。 I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N S A1S E N S B15G ND8VS4V C C9U1L 2 9 8+ 8 8 . 8+5V+ 1 2 V+ 8 8 . 8D11 N40 0 1D21 N40 0 1D31 N40 0 1D41 N40 0 1D51 N40 0 1D61 N40 0 1D71 N40 0 1D81 N40 0 1 圖 38 L298 驅(qū)動(dòng)電機(jī) PROTEUS 仿真圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 在編寫(xiě)完成 Keil C調(diào)速、轉(zhuǎn)向程序，與 PROTEUS軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真后，通過(guò)單片機(jī) SoftICE方式在線調(diào)試。 表 32 L298 引腳符號(hào)及功能表 引腳 功能 Mutiwatt15封裝 1 、 15 SEN SEN2 分別為兩個(gè) H橋的電流反饋腳，不用是可以接地 2 、 3 1Y 1Y2 輸出端，與對(duì)應(yīng)輸入端（ IN IN2）同邏輯 4 Vs 驅(qū)動(dòng)電壓，最小值需比輸入的低電平電壓高 5 、 7 IN IN2 輸入端， TTL電平兼容 6 、 11 EN EN2 使能端，低電平禁止輸出 8 GND 地 9 Vss 邏輯電源， ~7V 10 、 12 IN IN4 輸入端， TTL電平兼容 13 、 14 2Y 2Y2 輸出端 ， 與對(duì)應(yīng)輸入端（ IN IN4）同邏輯 下 圖 38為 L298驅(qū)動(dòng)小車(chē)電機(jī)的 PROTEUS功能仿真圖。 當(dāng) IN1端為高電平、 IN2端為低電平時(shí)， 二極管 D1到 D4導(dǎo)通，電機(jī)正轉(zhuǎn)；反之，二極管 D3到 D2導(dǎo)通，電機(jī)反轉(zhuǎn)。 當(dāng)電機(jī)穩(wěn)定開(kāi)動(dòng)后，有 (f 為摩擦力 ) 則 [2] 所以， [3] 由 [3]式可知智能 小 車(chē)的速度與脈寬成正比。當(dāng)脈沖頻率在 100Hz 以 下時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)有明顯的跳動(dòng)現(xiàn)象， 小車(chē)不能連續(xù)順暢運(yùn)行。當(dāng) U1為低電平， U2為高電平時(shí)， Q Q6管截止， Q Q5管導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 167。 圖 35 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制流程圖 通過(guò)圖 35，可清楚看出單片機(jī)→電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片→直流電機(jī)的三級(jí)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298 直流電機(jī) 單片機(jī)作為核心控制器，由 I/O 口發(fā)出 各種高低電平組號(hào)信號(hào)，控制L298。 圖 34 L298N Multiwatt 封裝 外形圖 經(jīng)過(guò)之前論證分析后，決定選用 L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 。如改變其運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度。 EN1為左側(cè)兩電機(jī)控制使能端， EN2為右側(cè)兩電機(jī)控制使能端。 P2口是一個(gè)多功能的八位口，可以字節(jié)訪問(wèn)也可以位訪問(wèn)，其字節(jié)訪問(wèn)地址為 A0H，位訪問(wèn)地址為 A0H~A7H。 ， 端口 ，可分別用來(lái)檢測(cè)黑線和測(cè)速 、里程計(jì)量 。 167?？捎脕?lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行 I/O 口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 167。單片機(jī)已經(jīng)預(yù)先燒錄一段引導(dǎo)下裝（ BOOT STRAP LOADER）的代碼，通過(guò) IAP 操作，實(shí)現(xiàn)開(kāi)始的用戶(hù)程序代碼燒錄和以后的用戶(hù)代碼升級(jí)。若不能滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第 3章 智能小車(chē) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 167。用自帶中文字符庫(kù)的液晶顯示模塊，顯示方便美觀，而且人機(jī)交互界面也很友好。由于我們計(jì)劃要顯示小車(chē)運(yùn)行時(shí)間、速度、路程等內(nèi)容。故我們采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器作為計(jì)時(shí)模塊。但是在本題中，小車(chē)的車(chē)輪較小，方案一的磁片密集安裝十分困難，容易產(chǎn)生相互干擾。 采用 U 型紅外光電傳感器 采用 U 型紅外光電傳感器， 在車(chē)輪上貼上白紙黑條，當(dāng)作光電編碼盤(pán)，當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用紅外傳感器對(duì)不同顏色的物體反射的光線強(qiáng)度的不同，從而導(dǎo)致接收管的導(dǎo)通和截止。 測(cè)速及里程計(jì)量模塊 167?？紤]到環(huán)境光干擾主要是直流分量，如果采用帶有交流分量的調(diào)制信號(hào)，則可大幅度減少外界干擾。 采用反射式紅外光電傳感器 1. 不調(diào)制的反射式紅外發(fā)射－接收器。這種方案的缺點(diǎn)在于，其他環(huán)境光源會(huì)對(duì)光敏二極管的工作產(chǎn)生很大干擾，一旦外界光亮條件改變，很可能造成誤判和漏判。經(jīng)過(guò)綜合考慮，在本項(xiàng)目中采用紅外光電傳感器作為信息采集元件。 使用光電傳感器來(lái)采集路面信息。 167。 因此采用單一電源（ 4 節(jié) AA 電池）為單片機(jī)、 Vss 端和傳感器供電。將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源與單片機(jī)以及周邊電路電源完全隔離。這樣供電比較簡(jiǎn)單，但是由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間電流很大，而且 PWM 驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)電流波動(dòng)較大，會(huì)造成電壓不穩(wěn) 、有毛刺等干擾，嚴(yán)重時(shí)可能造成單片機(jī)系統(tǒng)掉電，缺點(diǎn)十分明顯。 167。 可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓 ， 可以直接用單片機(jī)的 IO口提供信號(hào) ， 而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。 H型電路保證了可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞，壽命較短 、可靠性不高。 下面是通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)兩端電壓達(dá)到調(diào)速目的的三種方案： 方案一：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 （ 2）改變磁通φ ,即改變激磁回路的調(diào)節(jié)電阻 Rj以改變激磁電流 Ij。 綜合以上考慮，我選擇使用直流減速電機(jī)作為自動(dòng)往返電動(dòng)小車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因此決定放棄此方案。 使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單 。 采用步進(jìn)電機(jī) 采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以精確定位，可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)前進(jìn)距離和位置的精確定位。由于 SST89E516RD具有兩塊獨(dú)立的 SuperFlash程序存儲(chǔ)區(qū)，當(dāng)監(jiān)控程序在 Block1存儲(chǔ)區(qū)中運(yùn)行時(shí)可以改寫(xiě) Block0程序存儲(chǔ)區(qū)中的程序， 使用在線 SoftICE模式，不需要反復(fù)的將調(diào)試程序下載到單片機(jī)中，避免了單片機(jī)的老化損壞，可方便的與 Keil C實(shí)現(xiàn) SoftICE在線仿真調(diào)試功能 。 SST89E516RD片內(nèi)有兩塊 SuperFlash EEPROM，分為 64K主塊 (Block0)和 8K次塊 (Block1)。且實(shí)驗(yàn)室器材室沒(méi)有此型號(hào)單片機(jī)。其具有結(jié) 構(gòu)小巧、運(yùn)動(dòng)靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)、控制簡(jiǎn)單等諸多特點(diǎn)。 EF段：小車(chē)全速前進(jìn)。 2. 到達(dá)終點(diǎn)線和返回起跑線時(shí)，停車(chē)位置離起跑線和終點(diǎn)線偏差應(yīng)最?。ㄒ?小車(chē) 中心點(diǎn)與終點(diǎn)線或起跑線中心線之間距離作為偏差的測(cè)量值）。 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動(dòng)往返于起跑線與終點(diǎn)線間的小汽車(chē)，能在如圖11所示的跑道上自 動(dòng)往返行駛。另外，采用 C語(yǔ)言編程算法進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò) PROTEUS仿真后，成功地實(shí)現(xiàn)了從最高速降至低速的平穩(wěn)調(diào)速。同時(shí)小車(chē)可以在要求區(qū)域內(nèi)自動(dòng)加速和減速。 設(shè)計(jì)概述 智能小車(chē)系統(tǒng)集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感器、信息通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。 智能小車(chē)，也稱(chēng)輪式機(jī)器人，是一種以汽車(chē)電子為背景，涵蓋智能控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多學(xué)科的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)。 實(shí)現(xiàn)了 自動(dòng)往返小車(chē) 在無(wú)人控制狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)智能循跡、 限速、壓線 的智能控制，液晶 顯示電路顯示運(yùn)行的時(shí)間 、路程并實(shí)時(shí)更新速度顯示 。 智能小車(chē)設(shè)計(jì)的核心思想便是建立賽道可行區(qū)域感知系統(tǒng)，使小車(chē)在行駛過(guò)程中對(duì)跑道上的黑線能夠自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別，通過(guò)對(duì)視覺(jué)信息的處理確定小車(chē)與跑道的相對(duì)位置關(guān)系，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整小車(chē)與跑道的相對(duì)位置，使小車(chē)在賽道中心準(zhǔn)確穩(wěn)定行駛的同時(shí)又兼顧車(chē)速 ，盡量縮短往返時(shí)間，從而達(dá)到“穩(wěn)”和“快”的協(xié)調(diào)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)并制 作一個(gè)能自動(dòng)往返于起跑線與終點(diǎn)線間的小汽車(chē)。 它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī) 、傳感器、信息、通訊、導(dǎo)航、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù) — 是典型的高新技術(shù)綜合體。 光電傳感器技術(shù)參數(shù) .............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 167。 傳感器設(shè)計(jì) .................................................................................................. 20 167。 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) .................................................................................... 12 167。 顯示模塊 ..........................................................................................................11 167。 測(cè)速及里程計(jì)量模塊 .................................................................................... 10 167。 采用雙電源供電 .................................................................................... 8 167。 采用直流電機(jī) ............................................................................................... 6 167。 采用凌陽(yáng) 16 位單片機(jī) .......................................................................... 5 167。 設(shè)計(jì)概述 ........................................................................................................... 2 167。 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，附以外圍電路，采用光電檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)信號(hào)和循線運(yùn)動(dòng)。綜合運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論、檢測(cè)技術(shù)等。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 自動(dòng)往返電動(dòng)小汽車(chē)設(shè)計(jì) 摘 要 智能小車(chē)，也稱(chēng)輪式機(jī)器人，是一種以汽車(chē)電子為背景，涵蓋智能控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多學(xué)科的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)。通過(guò) Keil C 和 PROTEUS 的仿真，通過(guò)實(shí)踐操作與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返小車(chē)設(shè)計(jì)。 智能小車(chē)采用 單片機(jī) 為控制器核心，其集成度高、體積小、抗干擾能力強(qiáng) ， 具有獨(dú)特的控制功能，單片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。 設(shè)計(jì)背景 ........................................................................................................... 2 167。 主控單片機(jī) ....................................................................................................... 5 167。 采用步進(jìn)電機(jī) ............................................................................................... 6 167。 采用單電源供電 .................................................................................... 8 167。 采用反射式紅外光電傳感器 .................................