基于單片機控制的循跡小車設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(存儲版)
【正文】 機狀態(tài)表如下所示： 表 控制方式及直流電機狀態(tài)表 ENA IN1 IN2 直流電機狀態(tài) 0 X X 停止 1 0 0 制動 1 0 1 正轉(zhuǎn) 1 1 0 反轉(zhuǎn) 1 1 1 制動 若要對直流電機進行 PWM 調(diào)速，需設(shè)置 IN1 和 IN2，確定電機的轉(zhuǎn)動方向，然后對使能端輸出 PWM 脈沖，即可實現(xiàn)調(diào)速。 方案二： 采用 4支 電池單電源供電，但 6V的電壓太小不能同時給單片機與與電機供電。通過測試此種方案就能很好的實現(xiàn)小車避開障礙物，且充分的利用資源而不浪費。 方案三： 采用四只紅外對管，兩只置于軌道中間，兩只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車脫離軌道時，即當(dāng)置于中間的兩只光電開關(guān)脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開關(guān)重新檢測到黑線（即回到軌道）再恢復(fù)正向行駛。現(xiàn)市面上有很多此種芯片，我選用了 L293D 如圖 )。 第二節(jié) 電機驅(qū)動模塊 方案一： 采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制 ,通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整 .此方案的優(yōu)點是電路較為簡單 ,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢 ,易損壞 ,壽命較短 ,可靠性不高。為 此，我們不采用該種方案，進而提出了第二種設(shè)想。 2 第二章 方案設(shè)計與論證 根據(jù)要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、 CPU。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的感覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。讓小車來實現(xiàn)前進，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停車等基本功能。 用其控制行進中的小車，以實現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。根據(jù)小車各部分功能，分析硬件電路，并調(diào)試電路。但 CCD 傳感器的價格、體積和使用方式上并不 占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實用有效的方法。基于上述要求，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的 CCD傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當(dāng)。據(jù)此，擬定了以下兩種方案并進行了綜合的比較論證，具體如下： 方案一： 選用一片 CPLD（如 EPM7128LC8415）作為系統(tǒng)的核心部件，實現(xiàn)控制與處理的功能。這樣一來，單片機就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點。更主要的問題在于一般的電動機電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實現(xiàn)很困難。 我選取第三種方案來實現(xiàn)循跡。 圖 紅外對管 6 第四節(jié) 避障模塊 方案一： 采用一只紅外對管置于小車中央。驅(qū)動部分：由于玩具汽車的直流電機功率較小，而小車上裝有電池、電機、電子器件等，使得電機負(fù)擔(dān)較重。 8 第三章 硬件設(shè)計 第一節(jié) 總體設(shè)計 智能小車采用前后輪驅(qū)動，前后輪左右兩邊各用一個電機驅(qū)動，調(diào)制前面兩個輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達到控制轉(zhuǎn)向的目 的。 元件 數(shù)量 元件 數(shù)量 元件 數(shù)量 直流電機 4 只 電阻 若干 集成電路芯片 若干 單片機 1 塊 二極管 若干 電容 若干 紅外對管 4 只 超聲波探頭 1 只 電位器 若干 12M 晶振 1 只 杜邦線 若干 玩具小車 1個 排針 若干 10 圖 電機驅(qū)動電路 二、尋跡檢測電路 TCRT5000 傳 感器的工作原理與一般的紅外傳感器一樣 ,一傳一感 .TCRT5000 具有一個紅外發(fā)射管和一個紅外接收管 .當(dāng)發(fā)射管的紅外信號經(jīng)反射被接收管接收后 ,接收管的電阻會發(fā)生變化 ,在電路上一般以電壓的變化形式體現(xiàn)出來 ,而經(jīng)過 ADC 轉(zhuǎn)換或 LM324 等電路整形后得到處理后的輸出結(jié)果 .電阻的變化起取于接收管所接收的紅外信號強度 ,常表現(xiàn)在反射面的顏色和反射面接收管的距離兩二方面 .硬件參考原理如圖 。 圖 循跡原理圖 12 第三節(jié) 主控電路 本模塊主要是對采集信號進行分析，用單片機控制電機速度，起停。 根據(jù)總體設(shè)計的思想及本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，在設(shè)計中完成以下功能。 s2=1。 en2=0。 delay(50)。 en2=0。 en1=0。本系統(tǒng)能夠基本滿足設(shè)計要求，小車能夠較快較平穩(wěn)的沿著引導(dǎo)線行駛，但由于經(jīng)驗?zāi)芰τ邢?，該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待進一步的完善和改進。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是田老師仍然細心地糾正我的錯誤。 [4] 王曉明 ： 電動機的單片機控制 ， 學(xué)術(shù)期刊， 20xx 年 。正因為如此我才能順利的完成設(shè)計，我要感謝我的母校 —— 重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，是母校給我們提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我教授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。 總之，在課題設(shè)計過程中，無論是對于學(xué)習(xí)方法還是理論知識，我們都有了新的認(rèn)識，受益匪淺，這將激勵我們在今后再接再厲，不斷完善自己的理論知識，提高實踐運作能力。 } } 18 第五章 制作安裝與調(diào)試 通過改變循跡板滑動變阻器器的大小來調(diào)試紅外對管的靈敏度，通過改變延時程序來改變速度的大小。 en2=0。 p0_0=!p0_0。 goahead()。 s4=0。 s2=0。因此，軟件設(shè)計在微機控制系統(tǒng)中占重要地位。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號，再通過 LM324 作比較器來采集高低電平，從而實現(xiàn)信號的檢測。 主板設(shè)計框圖如圖 ，
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