課程設計之智能小車循跡壁障系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-15 12:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、高速實時控制以及數(shù)據(jù)計算，它擁有更多的片上資源供設計使用，是設計的不錯選擇。由于本小車實現(xiàn)功能較多，因此我們選擇了MSP430F149和MSP430FE425為雙核心的系統(tǒng)。通過編寫通信協(xié)議，完成其之間的串行通信。MSP430F149主要完成電機驅(qū)動、尋跡、避障、尋光等功能。MSP430FE425主要完成金屬檢測、測速、液晶顯示等功能。 電機驅(qū)動模塊電機的驅(qū)動芯片選用L298N作為驅(qū)動芯片。工作穩(wěn)定電機驅(qū)動信號由單片機提供，信號經(jīng)過光耦隔離后，傳至PWM 控制芯片L298N，通過L298N的輸出腳與兩個電機相連。，11腳為高時，當10腳電平高于12腳時，13腳，14腳端電機正轉(zhuǎn)；12腳電平高于10 腳時，電機倒轉(zhuǎn)；11腳為低時，電機自由控制。 L298N控制電機方法 尋跡模塊當小車在白色地面行駛時，裝在車下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號，經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號，輸出端將輸出低電平；當小車行駛到黑線時，紅外線信號被黑色吸收后，將輸出高電平，從而實現(xiàn)了通過紅線檢測信號的功能。將檢測到的信號送到單片機的I/O口，當I/O口檢測到的信號為高電平時，表明紅外光被地上的黑線吸收了，表明小車處在黑色的引線上；同理，當I/O口檢測到的信號為低電平時，表明小車行駛在白色地面上。反射式紅外傳感器ST188 采用高發(fā)射功率紅外廣電二極管和高靈敏度光電晶體管組成。檢測距離可調(diào)整范圍為4－15mm；采用非接觸檢測方式。 反射式紅外傳感器工作原理 。封裝在矩形殼體中的是發(fā)射器LED（由左側(cè)的白色方塊表示）和探測器裝置（在右側(cè)）。虛線表示光線從發(fā)射器LED中發(fā)出并反射回探測器；探測器檢測到的光強大小取決于物體表面的反射率，而這一光強就是傳感器的輸出值。選通信號（高電平）經(jīng)過三極管擴流后送到傳感器的K腳，如果檢測到黑線，傳感器C腳輸出高電平；否則輸出為低電平。為了提高控制精度，要求傳感器排列緊密，越緊越好。但傳感器排列緊密，傳感器發(fā)射管的光線可能會從地面反射進入臨近傳感器的接收管。所以不能同時開啟這些傳感器。： 傳感器安裝圖 金屬檢測模塊采用市售的接近開關，無信號時，探頭輸出高電平。檢測到金屬時，電平跳變?yōu)榈?，單片機再進行相應處理。相應金屬傳感器型號為LJ18A3型。 尋光避障模塊尋光避障模塊均設計為環(huán)狀傳感器結(jié)構，共排布若干個傳感器組，每個傳感器組包含紅外收發(fā)模塊和光敏電阻。如下圖所示，共有五個傳感器組： 傳感器的排布 光源檢測模塊，光敏電阻A組到E組從不同方向采光，每個光敏電阻的電壓信號進入單片機片內(nèi)ADC，利用F149系列內(nèi)置的ADC12模塊，實現(xiàn)了對五個方向光強的采集。由ADC的值，判斷光強不同來確定小車的趨光方向；同理，可設定一個閾值比較，得出一開關信號調(diào)節(jié)最終小車停在車庫內(nèi)。避障模塊，利用單片機定時器發(fā)出可調(diào)制的38KHz紅外線，利用一體化接收頭判斷，再由小車執(zhí)行相應的避障動作。 測距和顯示模塊利用磁鋼和干簧管，在車輪上均勻粘貼若干磁鋼。每當車輪上磁鋼轉(zhuǎn)動至干簧管處，單片機進行一次計數(shù)，結(jié)合車輪半徑就能求出小車行進距離。顯示模塊采用段碼液晶來實現(xiàn)，F(xiàn)E425上有專門的液晶接口，可以很方便地實現(xiàn)電路。液晶采用4MUX輸入方式的7位半段碼液晶。 液晶顯示模塊原理圖小車采取單電源供電，由于傳感器需采用5V供電。，
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