循跡遙控避障小車結(jié)題報(bào)告-wenkub.com
2025-03-22 01:53 本頁(yè)面
【正文】 單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。宗光華，楊 洋，唐伯雁譯。傳感器和信號(hào)調(diào)節(jié)，第2版。在此，還感謝下指導(dǎo)老師盡心的指導(dǎo)和學(xué)長(zhǎng)們熱心的幫助。由于設(shè)計(jì)要求并不復(fù)雜，我們沒有在電路中增加冗余的功能，但是我們保留了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴(kuò)展和進(jìn)一步的開發(fā)。該檢測(cè)傳感器子程序的流程圖如圖6所示：圖6 傳感器信息處理子程序流程圖四、系統(tǒng)功能測(cè)試表1 測(cè)試儀器設(shè)備清單儀器名稱型號(hào)用途數(shù)量PC機(jī)聯(lián)想調(diào)試及下載程序1數(shù)字萬用表MASTECH my－65測(cè)量各電路工作情況1秒表記錄時(shí)間1小車從啟動(dòng)區(qū)開始行駛能夠較好的按著預(yù)置的黑線軌跡運(yùn)動(dòng)，且在遇到障礙物時(shí)有著較好的避障的效果，在偏離軌跡較大時(shí)可以通過無線很好的控制它，使它從新按著黑線行駛，從而做到了完全控制小車按巡跡要求行駛，達(dá)到了該項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初的任務(wù)。我們把小車直線行進(jìn)時(shí)分成三種狀態(tài)，當(dāng)中間四個(gè)傳感器都檢測(cè)到白線時(shí)，小車在跑道的正上方，這時(shí)控制兩電機(jī)同速度全速運(yùn)行。接收模塊采用具有鎖存功能的PT2272L4芯片,該芯片能夠較好的控制小車按預(yù)置的黑線行駛。 該電路的特點(diǎn)如下: ,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路 直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。小車行走時(shí)，始終保持黑線（如圖2 中所示的行走軌跡黑線）在InfraredMR和InfraredML這兩個(gè)第一級(jí)傳感器之間，當(dāng)小車偏離黑線時(shí)，第一級(jí)探測(cè)器一旦探測(cè)到有黑線，單片機(jī)就會(huì)按照預(yù)先編定的程序發(fā)送指令給小車的控 制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)再對(duì)小車路徑予以糾正。在小車具體的循跡行走過程中，為了能精確測(cè)定黑線位置并確定小車行走的方向，需要同時(shí)在底盤裝設(shè)4個(gè)紅外探測(cè)頭，進(jìn)行兩級(jí)方向糾正控制，提高其循跡的可靠性。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示：主控芯片51單片機(jī)ULN2003步進(jìn)電動(dòng)機(jī)電壓比較器光電傳感器穩(wěn)壓電源模塊無線模塊紅外傳感器 圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖二、硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)微控制器模塊的設(shè)計(jì)我們?cè)陂_發(fā)過程中使用51單片機(jī)，方便程序的調(diào)試和整機(jī)的測(cè)試，待系統(tǒng)調(diào)試完成后，將單片機(jī)從開發(fā)板上取下，安裝在小車系統(tǒng)板的單片機(jī)座中，由于本次設(shè)計(jì)要求中，小車需要完成的任務(wù)比較簡(jiǎn)單，因此我們只在小車系統(tǒng)板的單片機(jī)系統(tǒng)中保留了晶振和復(fù)位電路。（4）用ST188光電傳感器進(jìn)行尋跡。通過兩種方案的比較，紅外傳感器的性能較穩(wěn)定，我們選擇了方案1。超聲波是一種一定頻率范圍的聲波。紅外具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射一定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物（反射面）時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外波的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化。方案2：其他無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，如nRF40紅外線或藍(lán)牙模塊，由于其價(jià)格較昂貴，不利于調(diào)試，而且系統(tǒng)中不需傳輸大量的數(shù)據(jù)，因此我們放棄了此方案。方案1：PT2262和PT2272無線模塊。方案2：對(duì)于直流電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。所以有必要考慮這個(gè)方案。方案1：采用專用芯片ULN2003作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)路程和位置的精確定位。方案1：采用直流減速電機(jī)。因此，我們選擇了這個(gè)值得我們?nèi)L試的方案。此光電對(duì)管調(diào)理電路簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定。RPR220采用DIP4封裝，其具有如下特點(diǎn)：塑料透鏡可以提高靈敏度。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。方案2：采用兩片7812將電壓穩(wěn)壓至12V后給直流電機(jī)供電，然后采用2576將電壓穩(wěn)至5V。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案可行。由于本系
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