基于stc12c5410ad的智能小車(編輯修改稿)
2025-07-21 01:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。，當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時，電流將經(jīng)Q3從右至左流過電機(jī)，然后再經(jīng)Q2回到電源。從而驅(qū)動電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時針方向）。 H橋順時針方向 L29N內(nèi)部電路 L298N運行參數(shù) H橋逆時針方向 紅外尋線的理論分析紅外尋線采用經(jīng)紅外對管進(jìn)行檢測并且尋線行走。引導(dǎo)線是黑顏色，不宜反光，利用這一特性選用紅外對管，當(dāng)其輸出信號照射到黑色引導(dǎo)線上時輸出一個非常弱的低電平，通過外圍電路這個過程是一個負(fù)跳變的過程，通過對此信號高低電平的檢測就可以知道小車是否在沿著引導(dǎo)線行駛。若不是沿著引導(dǎo)線行駛，根據(jù)傳感器送回的信號可以判斷并驅(qū)動電機(jī)正確地轉(zhuǎn)向從而便小車沿著正確的軌道行駛。，當(dāng)檢測物體為黑色物體時，紅外光電二極管U1發(fā)射出的光線大部分被檢測的黑色物體所吸收，反射的光線變得很微弱，光敏三極管無法導(dǎo)通。所以，LM311的2腳為高電平，并且與3 腳的輸出電壓同時送入比較器LM311進(jìn)行比較。因為U2U3，則LM311的7腳電平輸出為高，發(fā)光二極管不亮，最后輸出Vout為高電平。當(dāng)被測的物體為白色物體時，紅外光電二極管U1發(fā)射的光線會被白紙所反射回來，這時在紅外線傳感器的接收端會得到很強(qiáng)的光照，這時光敏三極管就會導(dǎo)通。比較器LM311的2 腳就會接地，為低電平，與三腳的電壓比較后，在7腳的輸出端輸出一低電平。這時發(fā)光二極管就會形成回路，發(fā)出紅光。輸出端Vout為低電平。將比較器的輸出Vout送入單片機(jī)中進(jìn)行判斷就可以判斷出此時被檢測的軌跡是黑色還是白色了，從而驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運動。本設(shè)計中采用兩對三個紅外對管分別位于左右兩側(cè)檢測引導(dǎo)線，來控制小車沿著內(nèi)外引導(dǎo)線行進(jìn)。 紅外尋線電路圖注：。 障礙物檢測利用超聲波測距原理可以判斷出小車的前方是否有障礙物，可以根據(jù)判斷的距離來進(jìn)行躲避和加速處理。利用超聲波探測器測距時，常用的兩種方法有：強(qiáng)度法和時間法。，其是利用聲波在空氣中的傳輸損耗值來測量被測物的距離，被測物越遠(yuǎn)其反射信號越弱，根據(jù)反射信號的強(qiáng)弱可以知道被測物的遠(yuǎn)近。但在使用這種方法時由于換能器之間的直接耦合信號很難消除，在放大器增益較高時這一直接耦合信號可使放大器飽和從而使整套系統(tǒng)失效。超聲波強(qiáng)度法測距只適合較短距離且精度要求不高的場合。 強(qiáng)度法原理示圖 反射時間法超聲波反射時間法是利用檢測聲波發(fā)出到接收到被測物反射回波的時間來測量距離。對于距離較短和要求不高的場合可以認(rèn)為空氣中的聲速為常數(shù)，通過測量發(fā)射波到接收波之間的時間間隔T就可以實現(xiàn)測距。其中距離S，超聲波在空氣中的速度V與時間間隔T之間滿足如下關(guān)系：S=VT/2。這種方法不受聲波強(qiáng)度的影響，直接耦合信號的影響也可以通過設(shè)置時間閘門來加以克服，因此這種方法非常適合較遠(yuǎn)距離的測距。本系統(tǒng)中采用了超聲波發(fā)射時間法來檢測障礙物，同時采用的超聲波探頭的中心頻率為40KHZ. 反射時間法原理示圖 超聲波發(fā)射電路。發(fā)射電路主要由反相器74LS04和超聲波發(fā)射轉(zhuǎn)換能器T構(gòu)成。單片機(jī)一I/O端口輸出的40KHZ的方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。上位電阻RR11一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果、縮短其自由振蕩時間。 超聲波發(fā)射電路圖集成電路CX20106A是一款紅外檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHZ與測距的超聲波頻率40KHZ較為接近，可以利用它制作超聲波檢測。本設(shè)計用外部中斷0檢測返回超聲波信號，一量接收到返回超聲波信號民，外部中斷0引腳出現(xiàn)低電平，則進(jìn)入外部中斷，此時可以進(jìn)行數(shù)劇處理。適當(dāng)調(diào)整C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。 超聲波接收電路圖 采用STC12C5410AD自帶的PWM脈寬調(diào)制進(jìn)行調(diào)速。PWM是一種使用程序來控制波形占空比、周期、相位波形的技術(shù)。[EPCnL,CCAPnL]時，輸出為低；當(dāng)寄存器CL的值等于或大于[EPCnL,CCAPnL]時，輸出為高。當(dāng)CL的值由FF變?yōu)?0溢出時，[EPCnH,CCAPnH]的內(nèi)容裝載到[EPCnL,CCAPnL]中。這樣就可以實現(xiàn)無干擾地更新PWM。注：CCAPnL各CCAPnH是PCA/比較寄存器，用于保存16位捕捉計數(shù)值。當(dāng)在PWN模式時，用來控制輸出占空比。 PWM可調(diào)制脈寬模式第5章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計采用宏晶科技有限公司的STC12C5410AD單片機(jī)作為控制CPU，時鐘電路采用內(nèi)部時鐘利用單片機(jī)內(nèi)部一個高增益的反向放大器，把一個晶振和兩個電容器組成的自激振蕩電路接到XTAL1（⑦腳）和XTAL2（⑥腳）之間。振蕩器發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路。本最小系統(tǒng)中晶振采用12M，起振電容采用30pF 。該單片機(jī)中包含中央處理器、程序存儲器（Flash）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、EEPROM、定時/計數(shù)器、I/O接口、UART接口和中斷系統(tǒng)、SPI接口、高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、PWM（或捕捉/比較單元）以及硬件看門狗、電源監(jiān)控、片內(nèi)RC振蕩器
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