課程設(shè)計(jì)之智能小車(chē)循跡壁障系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-15 12:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、高速實(shí)時(shí)控制以及數(shù)據(jù)計(jì)算，它擁有更多的片上資源供設(shè)計(jì)使用，是設(shè)計(jì)的不錯(cuò)選擇。由于本小車(chē)實(shí)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(guò)編寫(xiě)通信協(xié)議，完成其之間的串行通信。MSP430F149主要完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)、尋跡、避障、尋光等功能。MSP430FE425主要完成金屬檢測(cè)、測(cè)速、液晶顯示等功能。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片選用L298N作為驅(qū)動(dòng)芯片。工作穩(wěn)定電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)由單片機(jī)提供，信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離后，傳至PWM 控制芯片L298N，通過(guò)L298N的輸出腳與兩個(gè)電機(jī)相連。，11腳為高時(shí)，當(dāng)10腳電平高于12腳時(shí)，13腳，14腳端電機(jī)正轉(zhuǎn)；12腳電平高于10 腳時(shí)，電機(jī)倒轉(zhuǎn)；11腳為低時(shí)，電機(jī)自由控制。 L298N控制電機(jī)方法 尋跡模塊當(dāng)小車(chē)在白色地面行駛時(shí)，裝在車(chē)下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號(hào)，經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號(hào)，輸出端將輸出低電平；當(dāng)小車(chē)行駛到黑線時(shí)，紅外線信號(hào)被黑色吸收后，將輸出高電平，從而實(shí)現(xiàn)了通過(guò)紅線檢測(cè)信號(hào)的功能。將檢測(cè)到的信號(hào)送到單片機(jī)的I/O口，當(dāng)I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為高電平時(shí)，表明紅外光被地上的黑線吸收了，表明小車(chē)處在黑色的引線上；同理，當(dāng)I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為低電平時(shí)，表明小車(chē)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(cè)距離可調(diào)整范圍為4－15mm；采用非接觸檢測(cè)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(cè)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(cè)器；探測(cè)器檢測(cè)到的光強(qiáng)大小取決于物體表面的反射率，而這一光強(qiáng)就是傳感器的輸出值。選通信號(hào)（高電平）經(jīng)過(guò)三極管擴(kuò)流后送到傳感器的K腳，如果檢測(cè)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(huì)從地面反射進(jìn)入臨近傳感器的接收管。所以不能同時(shí)開(kāi)啟這些傳感器。： 傳感器安裝圖 金屬檢測(cè)模塊采用市售的接近開(kāi)關(guān)，無(wú)信號(hào)時(shí)，探頭輸出高電平。檢測(cè)到金屬時(shí)，電平跳變?yōu)榈?，單片機(jī)再進(jìn)行相應(yīng)處理。相應(yīng)金屬傳感器型號(hào)為L(zhǎng)J18A3型。 尋光避障模塊尋光避障模塊均設(shè)計(jì)為環(huán)狀傳感器結(jié)構(gòu)，共排布若干個(gè)傳感器組，每個(gè)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(gè)傳感器組： 傳感器的排布 光源檢測(cè)模塊，光敏電阻A組到E組從不同方向采光，每個(gè)光敏電阻的電壓信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)片內(nèi)ADC，利用F149系列內(nèi)置的ADC12模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)五個(gè)方向光強(qiáng)的采集。由ADC的值，判斷光強(qiáng)不同來(lái)確定小車(chē)的趨光方向；同理，可設(shè)定一個(gè)閾值比較，得出一開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)最終小車(chē)停在車(chē)庫(kù)內(nèi)。避障模塊，利用單片機(jī)定時(shí)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(chē)執(zhí)行相應(yīng)的避障動(dòng)作。 測(cè)距和顯示模塊利用磁鋼和干簧管，在車(chē)輪上均勻粘貼若干磁鋼。每當(dāng)車(chē)輪上磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)至干簧管處，單片機(jī)進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，結(jié)合車(chē)輪半徑就能求出小車(chē)行進(jìn)距離。顯示模塊采用段碼液晶來(lái)實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)E425上有專(zhuān)門(mén)的液晶接口，可以很方便地實(shí)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(chē)采取單電源供電，由于傳感器需采用5V供電。，
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