基于單片機的智能尋跡小車控制系統(tǒng)_畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2024-08-14 18:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)的特點，用3組光電發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。 單片機就是通過接收到的高低電平為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。對于發(fā)射和接收紅外線的紅外探頭，可以自己制作或直接采用集成式紅外探頭。經(jīng)測試，此種方法簡單可靠。經(jīng)反復(fù)對比后，采用方案二。 電動機驅(qū)動模塊方案一：采用傳統(tǒng)的功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運行時，通過電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大。方案二：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。方案三：采用專用芯片L298N作為電機驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。且由L298N結(jié)合單片機可實現(xiàn)對小車速度的精確控制。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。對以上三個方案進行比較，出于能耗、性能和使用壽命等方面的考慮，我們選擇第三種方案，使用L298N芯片控制直流電機。 總體硬件組成框圖直流12V穩(wěn)壓電源AT89C51單片機L298N芯片直流電機（兩組）紅外傳感器（3組）電壓比較器LM324圖21 總體硬件組成框圖系統(tǒng)框圖如圖21所示，系統(tǒng)主要由四大模塊組成即電源模塊、單片機系統(tǒng)模塊、自動循跡模塊、電動機驅(qū)動模塊。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計為使該模塊化智能循跡小車控制系統(tǒng)具有更加方便和靈活性，我們對系統(tǒng)的硬件做了精心設(shè)計。硬件電路包括穩(wěn)壓電源、單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動電路、傳感器電路等四大模塊。 單片機最小系統(tǒng)在本次設(shè)計任務(wù)中，我們使用AT89C51單片機作為智能系統(tǒng)的控制核心。AT89C51單片機擁有4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 AT89C51單片機的引腳AT89C51單片機共有四十個引腳（），其中：Vcc、Vss分別為電源引腳；PSEN、ASE、EA、RESET(即RST)為控制引腳；P0、PP2和P3為4個8位I/O口外部引腳。 單片機最小系統(tǒng)本系統(tǒng)采用AT89S51單片機作為中央處理器。其主要任務(wù)是在小車行走過程中不斷讀取傳感器采集到的數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)進行處理后，作出反應(yīng)控制小車按照指定的路線行駛。由于單片機完成的工作較為簡單，所以在最小系統(tǒng)中，我們只保留了晶振和復(fù)位電路。 AT89C51單片機引腳圖 單片機最小系統(tǒng)原理圖 電機驅(qū)動電路我們采用電機驅(qū)動芯片L298N作為電機驅(qū)動。 L298芯片的概述電機驅(qū)動芯片L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機。，1腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電機，OUTOUT2和OUTOUT4之間分別接2個電動機。
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