基于單片機(jī)控制的循跡小車設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 所需元件清單如表 。 第六節(jié) 電源模塊 方案一： 7 采用實(shí)驗(yàn)室有線電源通過(guò)穩(wěn)壓芯片供電，其優(yōu)點(diǎn)是可穩(wěn)定的提供 5V 電壓，但占用資源過(guò)大。 方案三： 采用超聲波置于小車前端。 方案二： 采用兩只紅外對(duì)管 (如圖 )，分別置于小車車身前軌道的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開(kāi)關(guān)接受到白線與黑線的情況來(lái)控制小車轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整車向，測(cè)試表明，只要合理安裝好兩只光電開(kāi)關(guān)的位置就可以很好的實(shí)現(xiàn)循跡的功能。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效 率非常高， H 型橋式電路保證了簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開(kāi)關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWM調(diào)速技術(shù)。 在綜合考慮了傳感器、兩部電機(jī)的驅(qū)動(dòng)等諸多因素后，我們決定采用一片單片機(jī)，充分利用 STC89C52 單片機(jī)的資源。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。 CPU使用 STC89C52單片機(jī)，配合軟件編程實(shí)現(xiàn)。 該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。人們?cè)诓粩嗵接憽⒏脑?、認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中，制造能替代人勞動(dòng)的機(jī)器一直是人類的夢(mèng)想。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。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來(lái)它的優(yōu)勢(shì)控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。將調(diào)試成功的各個(gè)模塊逐個(gè)地融合成整體，再進(jìn)行軟件編程調(diào)試，直至完成。 機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來(lái)充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度。 CPLD 具有速度快、編程容易、資源豐富、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，可利用 VHDL 語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)開(kāi)發(fā)。因此，這種方案是一種較為理想的方案。 方案三： 采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。 4 圖 橋式電路 圖 L293D 5 第三節(jié) 循跡模塊 方案一： 采用簡(jiǎn)易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測(cè)，但實(shí)際效果并不理想，對(duì)行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測(cè)幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。其安裝簡(jiǎn)易，也可以檢測(cè)到障礙物的存在，但難以確定小車在水平方向上是否會(huì)與障礙物相撞，也不易讓小車做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。為使小車能夠順利啟動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在直流電機(jī)和輪車軸之間加裝了三級(jí)減速齒輪。將循跡光電對(duì)管分別裝在車體下的左右。 圖 驅(qū)動(dòng)原理圖 11 第二節(jié) 信號(hào)檢測(cè)模塊 小車循跡原理是 小車在畫(huà)有黑線的白紙 “路面”上行駛，由于黑線和白紙對(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。以及再檢測(cè)到障礙報(bào)警等作用。 循跡模塊主程序：由是否遇到黑線，測(cè)到光源，測(cè)到擋板產(chǎn)生信號(hào)的操作，信號(hào)返回到單片機(jī)，再通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 s3=0。 } 第三節(jié) 循跡模塊 當(dāng)小車循跡時(shí)，偏離循跡曲線時(shí)，偏離曲線調(diào)整子程序如圖 所示： 圖 循跡子程序 循跡程序 void xunji() { if ((left_red)=1)amp。 } else if((left_red=0)amp。 delay(50)。 en2=1。 通過(guò)本次課題設(shè)計(jì)，不僅是對(duì)我們課本所學(xué)知識(shí)的考查，更是對(duì)我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動(dòng)手能力的考驗(yàn)。除了敬田老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我們永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我們今后的學(xué)習(xí)和工作。 。這些日子，在遇到不懂的問(wèn)題上，他們和我一塊努力奮斗共進(jìn)共退，相 互鼓勵(lì)相互扶持，互通有無(wú)，及時(shí)溝通。通過(guò)本次課題設(shè)計(jì)，極大的鍛煉了我們的思考和分析問(wèn)題能力，并對(duì)單片機(jī)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。 } else 17 { stop()。(right_red=0)) { en1=1。 en2=1。 en2=1。 } void turnleft() { s3=1。 第一節(jié) 小車運(yùn)行主程序流程圖 圖 主程序框圖 啟動(dòng) 循跡 是否檢測(cè)到黑線 停止 是否檢測(cè)到障礙 N Y 避障 Y N 14 第二節(jié) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 void goahead() { s1=1。 圖 主控電路 13 第四章 軟件設(shè)計(jì) 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。 紅外探測(cè)法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)。 避障的原理和循線一樣，在車身右邊裝一個(gè)光電對(duì)管，當(dāng)其檢測(cè)到障礙物時(shí)，主控芯片給出信號(hào)報(bào)警并控制車子倒退 ,轉(zhuǎn)向，從而避開(kāi)障礙物。簡(jiǎn)單，而三輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具備以上特點(diǎn)。但此方案過(guò)于依賴硬件、成本較高、缺乏創(chuàng)造性，而且置于小車左方的紅外對(duì)管用到的幾率很小，所以最終未采用。故最 終未采用該方案。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)這些分析 ,我選定了 P89C52RA 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的主控裝置， 52單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令， I/O 口均可按位尋址，程序空間多達(dá) 8K，對(duì)于本 3 設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是 52 單片機(jī)價(jià)格非常低廉。同時(shí)， CPLD 的處理速度非常快，而小車的行進(jìn)速度不可能太高，那么對(duì)系統(tǒng)處理信息的要求也就不會(huì)太高，在這一點(diǎn)上， MCU 就已經(jīng)可以勝任了?？紤]到實(shí)際情況，本文選擇第二種方案。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相
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