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1、武漢科技大學城市學院2016年畢業(yè)論文答辯,基于單片機的循跡小車系統(tǒng)設計,指導老師：蔡曉燕 答辯人：朱金濤,日期：2016.5.7,主要內容：,,選題背景:,,,智能小車 國外的研究狀況,智能小車 國內的研究狀況,我國的智能車輛研究開始于上世紀80年代末。當時國家的863計劃自動化領域在智能機器人主題上確定立項，進行遙控駕駛的智能移動平臺的研制；幾乎同時國家部委也開始在規(guī)劃“八五”預研項目中的地面智能機器人技術進行研究，并確定研制成功了我國第一輛樣車ATB1(Autonmous Test Bed-1)。,,世界上誕生第一臺循跡小車誕生于1959年，至今已有50多年的歷史，機器人技術也取得了

2、飛速的發(fā)展和進步，現(xiàn)已發(fā)展成一門包含：機械、電子、計算機、自動控制、信號處理，傳感器等多學科為一體的性尖端技術。循跡小車共歷了三代技術創(chuàng)新變革：,國外的智能車輛研究歷史比較長，開始于上個世紀的50年代，1954年美國的Barrett Electronic公司研究出了世界上的第一臺自主引導車系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個可以運行在固定路線上的拖車式的運貨平臺，但是它卻具有了智能車輛所具有的最基本的特征。,循跡小車特點:,1,智能循跡小車是指裝備如電磁，光學或其他自動導引裝置，通過電腦程序來控制，沿設定的引導路徑行駛，也可把電磁軌道黏貼在地板上來確定其行進路線，無需駕駛員操作，將貨物自動從起始點運送到目的地。

3、,2,循跡小車的另一個特點是高度自動化，可以根據倉儲貨位要求、生產工藝流程等改變而靈活改變行駛路徑，而且改變運行路徑的費用與傳統(tǒng)的輸送帶和傳送線相比非常低廉。,3,此外，循跡小車小車依靠蓄電池提供動力，具有清潔生產、運行過程中無噪音、無污染的特點，可用在工作環(huán)境清潔的地方。,循跡小車總體設計:,,循跡小車控制系統(tǒng)結構框圖,本系統(tǒng)采用簡單明了的設計方案。通過高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成的傳感器循跡模塊判斷黑線路經，然后由STC89C52單片機通過I/O口控制L298N驅動模塊改變兩個直流電機的工作狀態(tài)，最后實現(xiàn)小車循跡。,,循跡小車硬件設計:,本設計中核心控制部件采用宏晶公司

4、生產的STC89C52型號的單片機，左圖為該單片機的最小系統(tǒng)原理圖。,晶振電路:,1,在STC89S52單片機上內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。,2,在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。,3,本設計選用12MHZ無源晶振、2個22pF電容，使得一個機器周期是1s。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號，兩個電容則是起到并聯(lián)諧振的作用。,晶振電路圖,復位電路:,1,89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內的施密特觸發(fā)器中的。當系統(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

5、個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。,2,當系統(tǒng)上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關復位的操作。,復位電路圖,循跡傳感器:,1,TC端是傳感器工作控制端，為高電平時，發(fā)光二極管不工作，傳感器休眠，為低電平時，傳感器啟動。,2,Signal端為檢測信號輸出，當遇到黑線，黑線吸收大量的紅外線，反射的紅外線很弱，光敏三極管不導通，Signal輸出高電平；當遇到白線，與黑線相反，反射的紅外線很強，使光敏三極管導通，Signal輸出低電平。,循跡傳感器電路圖,

6、驅動電路:,1,L298N是一個內部有兩個H橋的驅動芯片，這樣電機的運轉只需要用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。,2,如果OUT1信號為“0”，OUT2信號為“1”，并且使能信號是“1”，那么三極管Q1和Q4導通，電流從左至右流經電機；如果OUT1信號變?yōu)椋骸?”，而OUT2信號變?yōu)椤?”，那么Q2和Q3將導通，電流則反向流過電機。,L298N驅動芯片和直流電機接線圖,循跡小車軟件設計及調試:,軟件設計流程圖,X=P0 ,循跡核心程序：,循跡小車軟件設計及調試:,1,本設計采用C語言來編譯程序。軟件開發(fā)平臺采用Keil軟件。該平臺可用于編輯C或匯編源文件。它提供了豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，是目前使用最廣泛的C51集成開發(fā)環(huán)境,2,Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)可用于編輯C或匯編源文件。然后分別由C51編譯器編譯生成目標文件（.OBJ）。目標文件與庫文件一起經LIB51連接定位生成絕對目標文件（.ABS）。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件。,3,在軟件調試中，可以用Keil對程序進行軟件編譯與調試,由于采用的為STC89C52型號的單片機，可直接用相應的下載器來燒錄程序。,Thank You For Your Attention!,13,