【正文】 // 0000 當(dāng)四個(gè) LED 第一次檢測(cè)到黑線時(shí)，左輪后退右輪前進(jìn)，小車左轉(zhuǎn) forward2()。amp。amp。amp。RP4==0) 沈陽理工大學(xué) 35 turn(count1,150,count2,150)。RP3==1amp。 } /*********************電機(jī)的后退控制 *********************/ void back(int t1,int sd1,int t2,int sd2) { back1()。y)。 謝謝大家！ 沈陽理工大學(xué) 26 參考文獻(xiàn) [1] 羅志增 ,蔣靜坪編著 .循跡小車 感覺與多信息融合 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx:110. [2] 蔡自興編著 . 中國的智能 循跡小車 研究 [J]. 莆田學(xué)院學(xué)報(bào) , 20xx,9 (3):3639. [3] 吳林 編著 . 智能 循跡小車 主題型號(hào)工作的回顧 [J]. 循跡小車 技術(shù)與應(yīng)用 ， 20xx:69. [4] 歐青立 ,何刻忠等 編著 .室外智能 循跡小車 的發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)研究 [J].循跡小車 ，20xx,22(6):519526 [5] 楊鵑 .多信息融合技術(shù)在移動(dòng) 循跡小車 避障系 統(tǒng)中的應(yīng)用 [D]. 哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué) .20xx. [6] 恒盛杰資訊編著． Protel 電路板設(shè)計(jì)從入門到精通 . 第 1 版 . 中國青年出版社 .20xx:1148 [7] 江思敏，陳明編著． Protel電路設(shè)計(jì)教程 . 第 1 版 . 清華大學(xué)出版社， 20xx:1296 [8] 陳曉莉，張俊濤 ． KEIL C51 單片機(jī)仿真器的設(shè)計(jì) . 第二版 . 陜西科技大學(xué)出版社，20xx:19－ 20． [9] 楊素行編著．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程．第 2 版 .高等教育出版社， 20xx:532547 [10] 余孟嘗編著．?dāng)?shù)字電子技 術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 . 第 2 版 . 高等教育出版社 . 1999:1361 [11] 李全利，遲榮強(qiáng)編著．單片機(jī)原理及接口技術(shù) .第 1 版 .高等教育出版社， 20xx:14191 [12] 王守中編著． 51 單片機(jī)開發(fā)入門與典型實(shí)例 .第 1 版 . 人民郵電出版社，20xx:103108 沈陽理工大學(xué) 27 附錄 A 原理圖及 PCB 圖 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)電路圖 沈陽理工大學(xué) 28 單片機(jī)原理圖 TCRT5000 傳感器模塊 原理圖 沈陽理工大學(xué) 29 L298 電機(jī)控制驅(qū)動(dòng) 模塊原理圖 沈陽理工大學(xué) 30 PCB 圖： 單片機(jī) PCB圖 沈陽理工大學(xué) 31 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 PCB圖 沈陽理工大學(xué) 32 附錄 B 程序代碼 /智能循跡小車的 C 程序 / include /*********************第一部分 *********************/ //以下是電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 管腳位聲明 sbit PWM1=P1^0。整個(gè)布局有利于在彎道處提高小車速度。 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 在軟件調(diào)試 中，使用功能強(qiáng)大且的 WAVE 6000 軟件進(jìn)行軟件編譯與調(diào)試 ,使用Microcontroller ISP Software 及其配套的單片機(jī)對(duì)程序進(jìn)行燒錄。在打開的對(duì)話框中，選擇剛存的文件路徑和對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展名。 沈陽理工大學(xué) 17 本系統(tǒng)的編譯器 Keil編譯器軟件 Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)可用 于 編輯 C 或匯編源文件。如果 DIR－ L 信號(hào)為 “ 0” ， DIR－ R 信號(hào)為 “ 1” ，并且使能信號(hào)是 “ 1” ，那么三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機(jī) ；如果 DIR－ L 信號(hào)變?yōu)?：“ 1” ，而 DIR－ R信號(hào)變?yōu)?“ 0” ，那么 Q2 和 Q3 將導(dǎo)通，電流則反向流過電 機(jī)。 圖 L298N 內(nèi)部 H橋驅(qū)動(dòng)電路 沈陽理工大學(xué) 14 圖 為一個(gè)典型的直流電機(jī) 的 控制電路。 最終決定采用 M 型布局 方法來對(duì) 4 個(gè)傳感器進(jìn)行布局，這種 布局 方法 的前瞻性最好 。 這樣， 小車 一定 不 會(huì) 偏離 黑線 。光電傳感器實(shí)現(xiàn) 循跡 的基本電路如 所示。在 1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。 這樣單片機(jī)和循跡傳感器組成了一個(gè)帶有反饋信號(hào)的系統(tǒng)。另外， L298N 的 驅(qū)動(dòng)功率較大，能 夠根據(jù)輸入電壓的大小輸出不同的電壓和功率，解決了負(fù)載能力不夠 的 問題。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 (1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定控制方案。在核電廠的核儲(chǔ)存地點(diǎn)使用 AGV 小車，以避免輻射的危險(xiǎn)。 智能循跡 小車的應(yīng)用 智能循跡小車發(fā)展歷史及主要應(yīng)用場(chǎng)所 如下 ： (1)倉儲(chǔ)業(yè) 1954 年，來自美國南卡羅來納州的 Mercury Motor Freight 公司成為第一批把 AGV小車的應(yīng)用到倉庫的使用者，來實(shí)現(xiàn)出入庫貨物的自動(dòng)處理。 循跡小車 共 歷了三代 技術(shù)創(chuàng)新 變革 ： 第一代 循跡小車 是可編程的示教再現(xiàn)型， 不裝載 任何傳感器， 只是 采用簡單的開關(guān)控制 ， 通過編程來設(shè)置 循跡小車 的路徑與運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在工作過程中， 不能根據(jù)環(huán)境的變化而 改變自身 的 運(yùn)動(dòng)軌跡 。 智能 循跡 是基于自 動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，以及選擇正確的路線。此外， AGV 小車 依靠蓄電池提供動(dòng)力， 還有清潔生產(chǎn) 、 運(yùn)行過程中無 噪音 、無污染 的特點(diǎn)， 可用 在 工作環(huán)境清潔的 地方 。在AGV 的行駛過程中，相機(jī)得到的圖像與圖像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，以確定當(dāng)前位置和車輛周圍的圖像信息并對(duì)駕駛下一步作出決定。在全國許多卷煙企業(yè)，如青島頤中集團(tuán)、玉溪紅塔集團(tuán)、紅河卷煙 廠、淮陰卷煙廠， 應(yīng)用激光引導(dǎo)式 AGV 完成托盤貨物的搬運(yùn)工作。第 5 章是對(duì)硬件和軟件的調(diào)試，最終保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 L298N 具有高電壓、大電流、響應(yīng)頻率高的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，一片 L298N 可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，并且?guī)в锌刂剖鼓芏恕?用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。掉電保護(hù) 方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。如圖 沈陽理工大學(xué) 10 所示上電后，由于電容充電，使 RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。 如果 小車 向前行駛時(shí) 向左偏離了 黑線 ，那么右邊傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 高 電平，單片機(jī)判斷這個(gè)信號(hào)，然 后向右拐回到 黑線 。 活動(dòng)型布局采用矩陣模式，將傳感器排布成矩陣形狀，通過對(duì)不同位置傳感器采集到信息的選擇來適應(yīng)各種不同的跑道。 L298N 有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作。 圖 所示就是基于這種考慮的改進(jìn)電路，它在基本 H 橋電路的基礎(chǔ)上增加了 四個(gè) 二極管來保護(hù)電路 。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 圖 建立空文本框界面 到現(xiàn)在為止，就可以開始在里面輸入代碼了。 (2)復(fù)位電路的測(cè)試 復(fù)位不正常也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作。 取得了以下成果： (1)小車可以實(shí)現(xiàn)按照預(yù)定軌道在無外部環(huán)境影響或改變時(shí)，小 車將一直 沿著黑色標(biāo)記線運(yùn)動(dòng) 。 感謝家人，他們的支持和理解 ， 讓 我能夠安心 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我最 堅(jiān)強(qiáng) 的 后盾。x0。 } /**************電機(jī)的前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)控制 ***************/ void turn(int t1,int sd1,int t2,int sd2) { forward1()。amp。amp。amp。 // 0001 當(dāng)?shù)谝?、二、三個(gè) LED 檢測(cè)到黑線時(shí)，小車左大轉(zhuǎn) /*********************小車右轉(zhuǎn) *********************/ if(RP1==1amp。RP2==1amp。RP3==0amp。amp。amp。RP4==1) turn(count1,150,count2,80)。RP3==1amp。RP2==1amp。 //1111 當(dāng)四個(gè) LED都沒檢測(cè)到黑線時(shí)，小車后退 if(RP1==1amp。 } /*********************第三部分 主函數(shù) *********************/ void main() { int num=0。 } void forward2() //電機(jī) 2 前進(jìn) 沈陽理工大學(xué) 33 { IN3=0。 //電機(jī)控制端 sbit IN2=P1^3。 循跡 小車在完成設(shè)計(jì)預(yù)想的前提下，主要考慮了車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡 單 化，降低了制作成本，使之更具有普及性。 第三步：點(diǎn)擊 File 欄的 Load Buffer 選項(xiàng)打開已經(jīng)編譯好的 HEX 文件。接著， Keil 會(huì)打出下面的提示： 0 Error(s), 0 Warning(s).建立工程的時(shí)候，默認(rèn)是不生成 HEX 文件的，得在 編譯做如下設(shè)置：在Project Workspace 里 Target 1 上右擊，選擇 “Options for Target ?Target 1”。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex文件，由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 最接近 機(jī)器 的 語言 是匯編語言 ， 其 常用來編制與系統(tǒng)硬件相關(guān)的程序，如訪問 I/O口、中斷處理程序等，它是 一種最快而又最有效的語言，在對(duì)于程 序的空間和時(shí)間要求很高的場(chǎng)合中 使用匯編語言是最佳的選擇 ， 然而匯編語言也有其自身的缺 點(diǎn) ，比如程序開發(fā)周期較長 、 浮點(diǎn)運(yùn)算處理復(fù)雜 、 程序移植性差等 不利因素 。 如圖所示， H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包 含 四 個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為 定子 ，定子的主要作用是產(chǎn)生 磁場(chǎng) ，由機(jī)座、主 磁極 、換向極、端蓋、軸承和 電刷 裝置等組成。因此傳感器合理的布局很重要，傳感器布局需要考慮小車行駛過程中信息檢測(cè)的準(zhǔn)確度和前瞻性，能使在相同數(shù)量的傳感器下，獲得更多的數(shù)據(jù)。 這種探測(cè)方法，即利用紅外線在不同顏色的表面特征，具有不同的反射性能，汽車行駛過程中接收地面的紅外光。由于外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作為外部時(shí)鐘電路輸入的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有要求 。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速 方法分為兩種：一種是 直接 調(diào)整電壓， 另一種 通過PWM 調(diào)速。 (4)將各元件焊接在 PCB板上，并將程序 燒錄 到單片機(jī) 內(nèi) 。自動(dòng)汽車導(dǎo)航是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅應(yīng)具有正常的運(yùn)動(dòng)功能的成分，而且還應(yīng)具有任務(wù)分析，路徑規(guī)劃，信息感知，自主決策等類似人類的智能行為。 (2)制造業(yè) 在制造業(yè)的的生產(chǎn)線中 AGV 小車大顯身手，快速，精確，靈活的完成材料的運(yùn)送任務(wù)。智能 循跡小車 ，能獨(dú)立完成任務(wù)， 有其自身的知識(shí)基礎(chǔ)，多信息處理系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境 中 ，根據(jù)環(huán)境變化作出決策，有一定的適應(yīng)能力，自我學(xué)習(xí)能力和自我組織的能力。 本設(shè)計(jì)采用 STC89C52 單片機(jī)作為小車的控制核心；采用 TCRT5000 紅外反射式開關(guān)傳感器作為小車的 循跡 模塊來識(shí)別白色路面中央的黑色引導(dǎo)線，采集信號(hào)并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為能被單片機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；采用驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 構(gòu)成雙 H 橋控制直流電機(jī)，其中 軟件系統(tǒng)采用 C 程序，本設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，可靠性高。 工業(yè)應(yīng)用中 采用充電蓄電池為主要的動(dòng)力來源， 可通過電腦程序來控制其選擇運(yùn)動(dòng)軌跡以及其它動(dòng)作，也可 把電磁軌道黏貼在地板上 來確定其行進(jìn)路線， 無人搬運(yùn)車 通過電磁軌道所帶來的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作 ，無需駕駛員操作， 將貨物或物料自動(dòng)從起始點(diǎn)運(yùn)送到目的地 。目前，這種 AGV 類型的應(yīng)用比較廣泛。 1983年瑞典的 大斯得哥爾摩郵局 ， 1988 年日本東京的多摩郵局 ， 1990 年中國上海的 郵政相繼 開始使用 AGV 小車來完成郵品的搬運(yùn)工作。第 2 章 為 總體規(guī) 劃智能循跡小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ，包含主系