【正文】 ..... 8 單片機(jī)的主要特點(diǎn) .......................................................................................... 9 路徑檢測模塊 ................................................................................. 10 TSL1401 線性 CCD 簡介 ............................................................................... 10 線性 CCD 的主要工作原理 .......................................................................... 11 環(huán)境光影響問題 ............................................................................................ 12 無線模塊 ........................................................................................ 12 無線 NRF24L01 簡介 .................................................................................... 12 無線 NRF24L01 的工作原理 ........................................................................ 13 避障模塊 ........................................................................................ 15 超聲波 HCSR04 簡介 ................................................................................... 15 超聲波的主要工作原理 ................................................................................ 15 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 顯示模塊 ........................................................................................ 17 NOKIA5110 液晶 顯示簡介 ............................................................................ 17 液晶的主要工作原理 .................................................................................... 18 電機(jī)驅(qū)動電路 ................................................................................. 19 紅外測速電路 ................................................................................. 22 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 24 程序設(shè)計(jì)框圖 ................................................................................. 24 AD 程序 .......................................................................................... 25 nokia5110 程序 ................................................................................ 27 NRF24L01 無線程序 ....................................................................... 30 TSL1401 線性 CCD 程序 ................................................................. 31 超聲波 HC_SR04 程序 ................................................................... 32 電機(jī)驅(qū)動程序 ................................................................................. 33 5 制作安裝與調(diào)試 ....................................................................................... 35 小車的安裝 ......................................................................................................... 35 小車的調(diào)試 .................................................................................... 35 智能小車的功能 ............................................................................. 36 結(jié)束語 .......................................................................................................... 37 致 謝 .......................................................................................................... 38 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................... 39 附錄一 小車循跡控制系統(tǒng)原理圖 ............................................................... 40 附錄二 無線遙控器原理 圖 .......................................................................... 41 附錄三 部分程序代碼 .................................................................................. 42 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 摘 要 本文論述了基于單片機(jī)的智能循跡小車的控制過程。智能循跡小車是一個運(yùn)用傳感器、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動及自動控制等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)按照預(yù)先設(shè)定的模式下，不受人為管理時能夠自 動實(shí)現(xiàn)循跡導(dǎo)航的高新科技。 本設(shè)計(jì)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)作為小車的控制核心；采用 TSL1401 線性 CCD作為小車的循跡模塊來識別白色路面中央的黑色引導(dǎo)線，采集信號并將信號轉(zhuǎn)換為能被單片機(jī)識別的數(shù)字信號；采用 PNMOS 對管構(gòu)成 H 橋控制直流電機(jī)，其中軟件系統(tǒng)采用C 程序，本設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，可靠性高。 at the same time with TSL1401 linear CCD transducer switch to identify the black guide line at the central of the white road, which used as the car tracing module, it can gather the signal and transfer it into digital signal that can be recognized by single chip. And the driving chip PNMOS constitute the H bridge constitute of driving chip PNMOS can control direct current motor. Among which the software system is using C program. In a nutshell, the design of the circuit has the advantages of simple structure, easy implementation, and high reliability. KEY WORDS single chip microputer,automatic tracing,driving circuit尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 1 緒 論 進(jìn)入 二十一 世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)較以往已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的提高，智能循跡小車即帶有視覺和觸覺的小車就是其中的典型代表。智能循跡小車是指裝備如電磁，光學(xué)或其他自動導(dǎo)引裝置，可以沿設(shè)定的引導(dǎo)路徑行駛，安全的運(yùn)輸車。 AGV 的另一個特點(diǎn)是高度自動化和高智能化，可以根據(jù)倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變行駛路徑，而且改變運(yùn)行路徑的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和傳送線相比非常低廉。此外， AGV 小車 依靠蓄電池提供動力， 還有清潔生產(chǎn)、 運(yùn)行過程中無噪音、無污染 的特點(diǎn)， 可用在工作環(huán)境清潔的地方。世界上誕生第一臺機(jī)器人誕生于 1959 年，至今已有 50 多年的歷史，機(jī)器人技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)已發(fā)展成一門包含：機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動控制、信號處理，傳感器等多學(xué)科為一體的性尖端技術(shù)。 支持離線編程的第二代循跡小車具有一定感知和適應(yīng)環(huán)境的能力，這類循跡小車裝有簡單的傳感器，可以感覺到自身的的運(yùn)動位置，速度等其他物理量，電路是一個閉環(huán)反饋的控制系統(tǒng)，能適應(yīng)一定的外部環(huán)境變化。 智能循跡小車，能獨(dú)立完成任務(wù)，有其自身的知識基礎(chǔ)，多信息處理系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境中，根據(jù)環(huán)境變化作出決策，有一定的適應(yīng)能力，自我學(xué)習(xí)能力和自我組織的能力。 智能循跡分類 AGV 從發(fā)明至今已經(jīng)有 50 多年的歷史，隨著應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，其種類和形式也變得更加多樣化。 AGV 自動化控制系統(tǒng)，基于這種偏差值，以控制車輛的轉(zhuǎn)向，連續(xù)的動態(tài)的閉環(huán)控制設(shè)置能夠保證 AGV 對設(shè)定路徑的穩(wěn)定自動跟蹤。 (2)激光式 安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器的 AGV，可安裝在墻壁或有高反射激光定位 標(biāo)志的支柱上或者路徑上運(yùn)行， AGV 依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接收由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，車載計(jì)算機(jī)，計(jì)算出當(dāng)前車輛的位置和運(yùn)動方向，通過內(nèi)置的數(shù)字地圖和校準(zhǔn)位置相比，以實(shí)現(xiàn)自動處理?；谕瑯拥脑恚绻す鈷呙鑳x被紅外線發(fā)射器，或超聲波發(fā)射取代，激光制導(dǎo)的 AGV 小車可以轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)的 AGV。在 AGV的行駛過程中，相機(jī)得到的圖像與圖像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，以確定當(dāng)前位置和車輛周圍的圖像信息并對駕駛下一步作出決定。此外，還有鐵磁陀螺慣性引導(dǎo)式 AGV、光學(xué)引導(dǎo)式 AGV等多種形式的 AGV[2]。至今世界上有超過 2100個廠家把大約 2 萬臺大型或小型的 AGV 小車應(yīng)用到自己的倉庫中。 (2)制造業(yè) 在制造業(yè)的的生產(chǎn)線中 AGV 小車大顯身手，快速，精確，靈活的完成材料的運(yùn)送任務(wù)。在 1974 年瑞典的沃爾沃卡爾馬的汽車組裝廠，提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的靈活性，使用以 AGV 小車為載運(yùn)工具的裝配線，采用該裝配線后，減少了 20%裝配時間、減少了 39%組裝錯誤，減少了 57%投資資金回收時間以及減少了 5%的員工費(fèi)用。 (3)郵局、圖書館、港口碼頭和機(jī)場 在郵局，圖書館，碼頭和機(jī)場候機(jī)樓等人口密集的公眾場所，存在著大量的物品的運(yùn)送工作，充滿不定性和動態(tài)性強(qiáng) 的特點(diǎn)，搬運(yùn)過程往往也很單一。 1983年瑞典的 大斯得哥爾摩郵局 ， 1988 年日本東京的多摩郵局 ， 1990 年中國上海的 郵政相繼 開始使用 AGV 小車來完成郵品的搬運(yùn)工作。 (4)煙草、醫(yī)藥、化工、食品 對于處理一些需要在清潔、安全、無排放污染等其他特殊環(huán)境要求的產(chǎn)品生產(chǎn)如煙草、制藥、食品、化工等產(chǎn)品時應(yīng)考慮 AGV 小車的應(yīng) 用。