【文章內(nèi)容簡介】 腳相匹配。H橋驅(qū)動模塊直流電機紅外光電循跡傳感器模塊電源模塊單片機電路路徑小車 TCRT5000模塊：傳感器使用的是脈沖反射式的，這種類型的傳感器具有紅外收發(fā)的功能，調(diào)制信號帶有交流分量，幾乎不怎么受外環(huán)境的影響。信息的收集模塊即是小車的“眼睛”，實現(xiàn)黑線識別并產(chǎn)生不同的電平信號發(fā)到STC15F104W芯片。然后微控制器發(fā)出命令來控制驅(qū)動模塊來控制直流電機的運行，實現(xiàn)小車自主前進(jìn)。L298N驅(qū)動模塊：該芯片具備高電壓、輸出電流大、驅(qū)動功率強的全橋驅(qū)動型芯片，單片 L298N可帶動一組直流電機是十分容易的事情。L298N的使能端控制方法有很多種，因此，對電路的適應(yīng)性也是非常強的。 直流電機：這里用了兩個電機。電機的調(diào)速方法有兩種：一是調(diào)節(jié)電壓，二是通過PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)整。供電部分：使用兩組可以充電的5號12V 700mAh鎳鎘充電電池組。提供可以滿足發(fā)制品運輸小車一天的電量。這樣可以在夜間充電，白天工作，不影響工作效率。穩(wěn)壓芯片用的是78L06。 確定總體規(guī)劃。小車沿著黑色引導(dǎo)線前進(jìn)，傳感器收到相應(yīng)信號，單片機對這個信號進(jìn)行判定，然后驅(qū)動電機進(jìn)行相應(yīng)的動作，確?？焖僖苿拥男≤囇刂A(yù)定的路線。 主電源使用兩組5號的可以充電電池組。STC15F104W芯片是主要控制要素。電機有L298N驅(qū)動，電機驅(qū)動芯片L298N控制直流電機，無需使用步進(jìn)電機。L298N是由TTL電平控制，通過改變芯片控制端的輸入電平，可應(yīng)用于電機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止操作，而且L298N還有操作簡單方便、性能良好等特點。3. 硬件設(shè)計部分 單片機電路 單片機的功能特性描述一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包括兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴展，就是單片機內(nèi)部的功能單元；二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備。單片機即微控制器,集成了一臺計算機的功能，而不是部分邏輯。簡而言之：1個芯片就是1臺計算機。而且占用空間小，簡直是物美價廉。STC15F104W單片機是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS16位微控制器。 晶振電路 本設(shè)計選用的是12MHZ無源晶振、2個22pF電容，使得一個機器周期是1μs。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號，而兩個電容則是起到并聯(lián)諧振的作用。 復(fù)位電路復(fù)位電路的作用是在上電或復(fù)位過程中，控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯誤的指令、執(zhí)行錯誤操作，也可以提高電磁兼容性能。15F系列單片機的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。施密特觸發(fā)電路是一種波形整形電路，當(dāng)任何波形的信號進(jìn)入電路時，輸出在正、負(fù)飽和之間跳動，產(chǎn)生方波或脈波輸出。不同于比較器，施密特觸發(fā)電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區(qū)，可以防止在滯后范圍內(nèi)之噪聲干擾電路的正常工作。如遙控接收線路，傳感器輸入電路都會用到它整形。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。電容器設(shè)計中采用10 。，通電后，電容充電，RST在一定時間內(nèi)持續(xù)高電平。而在正常工作狀態(tài)下的微控制器，按下復(fù)位按鈕，也可以在一段時間內(nèi)使RST持續(xù)高水平，這就完成了電源和開關(guān)復(fù)位操作。 單片機復(fù)位電路圖跟蹤傳感器的工作原理：終端傳感器控制終端，高電平，發(fā)光二極管傳感器不工作，傳感器睡眠，反之，啟動傳感器。信號端子的輸出信號，當(dāng)黑色，黑色吸收紅外線，紅外反射弱，光敏三極管不導(dǎo)通，信號輸出高電平；當(dāng)白色，相反，紅外反射很強，光敏三極管輸出低電平。傳感器的靈敏度在一定的范圍里是可以調(diào)節(jié)的，可調(diào)電阻進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，恰當(dāng)增減就可以改變敏感性。此外，對于位置跟蹤傳感器還應(yīng)該注意到，有兩種方式，一是兩個緊密放置的黑色邊緣內(nèi)，二是放置在相同的線接近邊緣的黑邊。 傳感器分布傳感器的分布方式有一下幾種：一字型布局就是傳感器按一直線一字排開。分為等距與非等距兩種類型。等距排列式不利于在一個拐彎處的收集準(zhǔn)確信息。M型傳感器布局，M型，M是最合適的路徑規(guī)劃的角點檢測。整體布局有利于提高彎道車速?；顒有筒季郑淳仃嚨男螤?，由于信息采集比較到位，對路的適應(yīng)性更強。但是這種方式需要非常多的傳感器，體重就會增大，甚至?xí)托≤囇b的發(fā)制品重量相當(dāng)，小車移動就會不方便。根據(jù)假發(fā)制品工廠的道路拐角比較多，對速度還有一定的要求的條件，我選用了M式的。 電機驅(qū)動電路部分 L298N引腳結(jié)構(gòu) L298N引腳編號與功能引腳編號名稱功能1電流傳感器A在該引腳和地之間接小阻值電阻可用來檢測電流2輸出引腳1內(nèi)置驅(qū)動器A的輸出端1，接至電機A3輸出引腳2內(nèi)置驅(qū)動器A的輸出端2，接至電機A4電機電源端電機供電輸入端,電壓可達(dá)46V5輸入引腳1內(nèi)置驅(qū)動器A的邏輯控制輸入端16使能端A內(nèi)置驅(qū)動器A的使能端7輸入引腳2內(nèi)置驅(qū)動器A的邏輯控制輸入端28邏輯地邏輯地9邏輯電源端邏輯控制電路的電源輸入端為5V10輸入引腳3內(nèi)置驅(qū)動器B的邏輯控制輸入端111使能端B內(nèi)置驅(qū)動器B的使能端12輸入引腳4內(nèi)置驅(qū)動器B的邏輯控制輸入端213輸出引腳3內(nèi)置驅(qū)動器B的輸出端1，接至電機B14輸出引腳4內(nèi)置驅(qū)動器B的輸出端2，接至電機B15電流傳感器B在該引腳和地之間接小阻值電阻可用來檢測電流 尋跡傳感器電路圖 電機驅(qū)動原理該電路類的形狀類似于H ，晶體管組成H橋的2條豎著的直線，H中的“一”線是電機. L298N內(nèi)部H橋驅(qū)動電路。如圖，電機運轉(zhuǎn)，必須使三極管QQ4或QQ3導(dǎo)通。三極管的傳導(dǎo)可以控制基于電流的電機轉(zhuǎn)向，通過電機從左到右，也可以通過從右向左。，如果Q1和Q4通，電流流向：Q1→Q4→陰極，電機正轉(zhuǎn)。對于三極管Q2和Q3，情況一樣，只是電機反轉(zhuǎn)。Q1和Q2是不能一起通路的。如果發(fā)生這樣的情況，三極管Q1和Q2同時導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到陰極。在這個時候，除了晶體管電路，就相當(dāng)于只有導(dǎo)線在電路中，這個時候電流非常的大，三極管就會承受全部電流，容易被損壞。所以，在假發(fā)制品下車上，驅(qū)動程序方便地控制晶體管開關(guān)電路的用硬件電路。四個門與和一個“使能”信號連接，所以，這個信號可以控制整個電路的開關(guān)。4. 軟件規(guī)劃部分 軟件規(guī)劃流程和機器語