基于89s51單片機(jī)的循跡小車設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-05-08 22:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 情況經(jīng)單片機(jī)處理后發(fā)出相應(yīng)的 PWM 波對(duì)舵機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向的控制?！ ‰姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用Ｈ橋驅(qū)動(dòng)，通過 PWM 波對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車速度的調(diào)節(jié)。基于 89s51 單片機(jī)的循跡小車設(shè)計(jì)報(bào)告第 4 頁 共 10 頁第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)小車采用 atmel 公司的 at89s52 單片機(jī)作為控制芯片，圖 31 是其最小系統(tǒng)電路。主要包括：時(shí)鐘電路、電源電路、復(fù)位電路。其中各個(gè)部分的功能如下：時(shí)鐘電路：給單片機(jī)提供一個(gè)外接的 16MHz 的石英晶振。電源電路：給單片機(jī)提供 5V 電源。復(fù)位電路：在電壓達(dá)到正常值時(shí)給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)。圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 傳感器電路光電尋線方案一般由多對(duì)紅外收發(fā)管組成，通過檢測(cè)接收到的反射光強(qiáng)，判斷黑白線。原理圖由紅外對(duì)管和電壓比較器兩部分組成，紅外對(duì)管輸出的模擬電壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機(jī)?；?89s51 單片機(jī)的循跡小車設(shè)計(jì)報(bào)告第 5 頁 共 10 頁32 賽道檢測(cè)原理圖： 電源電路設(shè)計(jì)模型車通過自身系統(tǒng)，采集賽道信息，獲取自身速度信息，加以處理，由芯片給出指令控制其前進(jìn)轉(zhuǎn)向等動(dòng)作，各部分都需要由電路支持，電源管理尤為重要。在本設(shè)計(jì)中，51 單片機(jī)使用 5V 電源，電機(jī)及舵機(jī)使用 6V 電源?？紤]到電源為充電電池組，額定電壓為 ，實(shí)際充滿電后電壓則為 ，所以單片機(jī)及傳感器模塊采用 7805 穩(wěn)壓后的 5V 電源供電，舵機(jī)及電機(jī)直接由電池供電。 舵機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路比較簡(jiǎn)單，電源直接由電池組提供，其輸入信號(hào)為單片機(jī)輸出的 pwm 波。本系統(tǒng)使用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板為一個(gè)由分立元件制作的直流電動(dòng)機(jī)可逆雙極型橋式驅(qū)動(dòng)器，其功率元件由四支N溝道功率MOSFET管組成，由此電路，通過設(shè)置51輸出的PWM波的占空比可以達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的效果。33 H 橋驅(qū)動(dòng)電路基于 89s51 單片機(jī)的循跡小車設(shè)計(jì)報(bào)告第 6 頁 共 10 頁第四章 軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 主程序設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)需要接收路徑識(shí)別電路的信號(hào)，采用某種路徑搜索算法進(jìn)行尋線判斷，進(jìn)而控制舵機(jī)和直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作。小車系統(tǒng)的軟件使用 C 語言實(shí)現(xiàn)。主體控制框架：模型車采用的控制方法是根據(jù)傳感器采集到的路況信息，通過計(jì)算得到具體的方向偏移量和速度，控制小車的行走狀態(tài)。 程序思路 智能車?yán)昧艘蛔中闻挪嫉模競(jìng)€(gè)傳感器來探測(cè)道路，并將每個(gè)傳感器采集到的信息轉(zhuǎn)換成了數(shù)字電平。因此８?jìng)€(gè)傳感器的數(shù)據(jù)正好構(gòu)成一個(gè)字節(jié)，由單片機(jī)Ｐ２口讀入?！ ∮捎谧x入的數(shù)據(jù)并不方便直接參與控制計(jì)算，因此先將該數(shù)據(jù)集分成１６類，分別對(duì)應(yīng)于小車不同的位置信息，由 015 表示，其中０表示引導(dǎo)線位于小車最左側(cè)，7 表示引導(dǎo)線位于小車中部，14 表示引導(dǎo)線位于小車最右側(cè)，15 表示未檢測(cè)到引導(dǎo)線或其他錯(cuò)誤情況?！ ⑸厦娴霓D(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)作為控制計(jì)算的反饋輸入，與７相減即得到小車偏差信息，然后通過增量型 pid 算法計(jì)算出舵機(jī)的控制信息?！ ⑿≤嚻钚畔⒌奈⒎肿鳛樗俣?pid 的輸入，依然通過增量型 pid 算法得到電機(jī)的控制信息。至此小車完成一次控制周期?！ ∮捎?at89s51 單片機(jī)沒有 PWM 模塊，因此需要通過通用 I/O 口進(jìn)行模擬來輸出舵機(jī)和電機(jī)所需的 PWM 波?！ 】梢苑謩e使用一個(gè)定時(shí)器來作為一路 PW
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