利用超聲波實(shí)現(xiàn)躲避障礙物小車(chē)電子設(shè)計(jì)大賽技術(shù)報(bào)告-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。電動(dòng)小車(chē)的驅(qū)動(dòng)不但要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、款調(diào)速范圍、高可靠性，而且電機(jī)的轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)速特性手電源功率的影響，這就要求驅(qū)動(dòng)具有盡可能寬的高效率區(qū)。常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片有L297/298，MC33886，ML4428等。其實(shí)物及引腳圖如下所示：引腳圖如下：L298內(nèi)部的原理圖如下：L298的邏輯功IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)XX0停止101順時(shí)針011逆時(shí)針110停止000停止根據(jù)需求所設(shè)計(jì)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接圖如下：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。最后，根據(jù)小車(chē)的實(shí)際模型，設(shè)計(jì)出PCB電路板如下圖所示：做成的事物圖如下： 電源模塊的硬件設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源芯片7805屬于線性穩(wěn)壓電源芯片，7805的經(jīng)典電路圖如下：用7805主要穩(wěn)壓給AT89C51單片機(jī)，而不太適合大功率的消耗。 超聲波是一種振動(dòng)頻率超過(guò)20 kHz的機(jī)械波，它可以沿直線方向傳播，而且傳播的方向性好，傳播的距離也較遠(yuǎn)，在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到障礙物在入射到它的反射面上就會(huì)產(chǎn)生反射波。首先由超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波并同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播的途中一旦遇到障礙物后就會(huì)被反射回來(lái)，當(dāng)接收探頭收到反射波后就會(huì)給負(fù)脈沖到單片機(jī)使其立刻停止計(jì)時(shí)。超聲波探頭將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械波發(fā)射出去，而單片機(jī)所產(chǎn)生的40 kHz的方波脈沖需要進(jìn)行放大才能將超聲波探頭驅(qū)動(dòng)將超聲波發(fā)射出去，所以發(fā)射驅(qū)動(dòng)實(shí)際上就是一個(gè)信號(hào)的放大電路，本設(shè)計(jì)選用74LS04芯片進(jìn)行信號(hào)放大，超聲波發(fā)射電路如下圖所示： 工作時(shí)，由單片機(jī)產(chǎn)生40 ，再經(jīng)74LS04放大電路放大后，驅(qū)動(dòng)超聲波探頭將超聲波 發(fā)射出去。CX20106A芯片的5腳在外接電阻對(duì)它的帶通濾波器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且不用再外接其他的電感，能夠很好地避免外加磁場(chǎng)對(duì)芯片電路的干擾，而且它的可靠性也是比較高的。總電路圖如下圖：而超聲波模塊的PCB圖如下圖：而經(jīng)過(guò)焊接、安裝元器件后的超聲波模塊成品圖如下： 第五章 躲避障礙物小車(chē)軟件設(shè)計(jì) 躲避障礙物小車(chē)的軟件控制用的是AT89S52單片機(jī)。主機(jī)用分時(shí)掃描的方法控制兩塊超聲波和接受從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)向，從而使小車(chē)避開(kāi)障礙物。從機(jī)的超聲波模塊程序和主機(jī)的一樣，在這就不重復(fù)了。c》0？ c《=35amp。 TX1和TX2端口不停的發(fā)射超聲波，當(dāng)超聲波遇到障礙物被反彈回來(lái)時(shí)，就被RX1和RX2接收端接收到，觸發(fā)外部中斷，讀取超聲波發(fā)射到接收的時(shí)間間隔，并且使succeed_flag,succeed_flag2 為1標(biāo)志回波接收成功。 //回波引腳sbit Tx2 = P1^5。 //測(cè)量成功標(biāo)志void delay_20us() //20us延時(shí)函數(shù) { uchar bt 。 }void fas1() //產(chǎn)生一個(gè)20us的脈沖，在Tx1引腳{ EA=0。 }void fas2() //產(chǎn)生一個(gè)20us的脈沖，在Tx2引腳{ EA=0。 }void ding1() //產(chǎn)生超聲波，定時(shí)器T0的初始化 { fas1()。 //清測(cè)量成功標(biāo)志 TH0=0。 //啟動(dòng)定時(shí)器1 EA=1。 //關(guān)閉外部中斷}void ding2() //產(chǎn)生超聲波，定時(shí)器T0的初始化 { fas2()。 //清測(cè)量成功標(biāo)志 TH0=0。 //啟動(dòng)定時(shí)器1 EA=1。 //關(guān)閉外部中斷} if(succeed_flag==1) //接收到回波時(shí)計(jì)算距離 { time=outeH*256+outeL。 b=(time1*17)/1000。 //取出定時(shí)器的值 succeed_flag=1。 //取出定時(shí)器的值 succeed_flag2=1。 PCON=0x00。 //波特率9600，由定時(shí)器T1產(chǎn)生 TL1=0xfd。 TI=0。 TMOD=0x20； TH1=0xfd。 EA=1。只要根據(jù)超聲波的距離分別給各個(gè)端口高低電平就能改變小車(chē)的方向，并且我們很巧妙地在各個(gè)轉(zhuǎn)向函數(shù)里加進(jìn)了延時(shí)函數(shù)，使我們的小車(chē)輕松地避開(kāi)障礙物。j++)。sbit IN4=P1^3。 IN4=0。 IN3=1。 IN2=0。 } void right2() //{ IN1=1。 delay1ms(800)。 IN4=0。 IN4=1。 IN2=1。 right2()。c0) { back()。 } else back()。c0) { back()。我們還可以改變直流電機(jī)的反應(yīng)距離，從而使小車(chē)更加能避開(kāi)障礙物。 目前尚存在的不足與改進(jìn)方向在硬件方面，設(shè)計(jì)電路板還不夠好。經(jīng)驗(yàn)不夠，根本看不出哪里出現(xiàn)問(wèn)題。比如說(shuō)用超聲波進(jìn)行全方面的掃描、程序?qū)⒎答伝貋?lái)的信息進(jìn)行數(shù)學(xué)建?？刂?、小車(chē)的速度可控等等。還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友，在此無(wú)法一一列舉，在此也一并表示忠心地感謝！參考文獻(xiàn)[1] 胡萍 超聲波測(cè)距儀的研制 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化 [2] 蘇長(zhǎng)贊 人民郵電出版社 [3] 張謙琳 超聲波檢測(cè)原理和方法 [4] 蘇偉 傳感器技術(shù) 2004.[5] 譚浩強(qiáng) C程序設(shè)計(jì) 第四版 清華大學(xué)出版社 2010[6] 陸彬 51單片機(jī)開(kāi)發(fā) 第二版 電子工業(yè)出版社 2011
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1