《智能尋跡避障小車(chē)11頁(yè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《智能尋跡避障小車(chē)11頁(yè)（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目錄 簡(jiǎn)介：...............................................................................................3關(guān)鍵詞：...........................................................................................3 一、 系統(tǒng)設(shè)計(jì).......................................................

2、......................3 1.1、任務(wù)及要求...................................................................3 1.2車(chē)體方案認(rèn)證與選擇......................................................3 二、硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明....................................................................4 2.1循跡+避障模塊.....................................

3、.........................4 2.2主控模塊........................................................................4 2.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊................................................................5 2.4機(jī)械模塊........................................................................6 2.5 電源模塊........................

4、...............................................6 三、自動(dòng)循跡避障小車(chē)總體設(shè)計(jì)………………………………..6 3.1 電源模塊.......................................................................6 四、軟件設(shè)計(jì)及說(shuō)明.....................................................................7 4.1系統(tǒng)軟件流程圖..............................................

5、..............7 4.2循跡避障程序................................................................7 五、系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程.......................................................................12 六、總結(jié).......................................................................................13 七、參考文獻(xiàn).......................

6、.........................................................13 簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)主要有三個(gè)模塊包括信號(hào)檢測(cè)模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。信號(hào)檢測(cè)模塊采用紅外光對(duì)管，用以對(duì)有無(wú)障礙與黑線進(jìn)行檢測(cè)。主控電路采用STC89C52RC單片機(jī)為控制芯片。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用意法半導(dǎo)體的L298N專(zhuān)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，單片控制與傳統(tǒng)分立元件電路相比，使整個(gè)系統(tǒng)有很好的穩(wěn)定性。信號(hào)檢測(cè)模塊將采集到的路況信號(hào)傳入STC89C52單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理過(guò)后對(duì)L298N發(fā)出指令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。通過(guò)有無(wú)光線接收來(lái)控制電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡避障的

7、功能。 關(guān)鍵詞：智能循跡避障小車(chē)，STC89C52RC單片機(jī)，L298N驅(qū)動(dòng)芯片，信號(hào)檢測(cè)模塊，循跡避障 一、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本組智能小車(chē)的硬件主要有以STC89C52單片機(jī)作為核心的主控器部分、自動(dòng)循跡+避障部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分。電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分和其他部分由一個(gè)電源通過(guò)串聯(lián)供電。 小車(chē)硬件系統(tǒng)示意圖如下： 自動(dòng)循跡+避障模塊 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 STC89C52RC 單片機(jī) 電源5V 供電途徑 功能控制 1.1、任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)一個(gè)基于直流電機(jī)的自動(dòng)循跡避障小車(chē)，使小車(chē)能夠自動(dòng)檢測(cè)地面黑色軌跡和道路兩側(cè)的擋板（沒(méi)有黑線時(shí)），并沿著黑色軌跡和擋板行駛。 檢測(cè)（

8、黑線） 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 軟件控制 控制小車(chē) 1.2、車(chē)體方案認(rèn)證與選擇 方案一：自己動(dòng)手制作電動(dòng)車(chē)，一方面材料缺少，另一方面制作過(guò)程要花費(fèi)大量的時(shí)間，而且同學(xué)中手藝也不好，制作出來(lái)的小車(chē)還可能機(jī)械性能不好。考慮到時(shí)間與性能這兩方面，我們放棄了這一方案 方案二：購(gòu)買(mǎi)小車(chē)全套零件，購(gòu)買(mǎi)的小車(chē)全套零件具有組裝完整的車(chē)架車(chē)輪、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。易改裝，好控制。機(jī)械性能有保障。 小車(chē)圖片如下： 綜合考慮，最終選擇方案二 二、硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明 2.1循跡+避障模塊 我們選擇四路避障紅外探測(cè) 3路循跡傳感器 2.2主控模塊 我們采用STC89C52單片機(jī)作為主控制器

9、。STC89C52是一個(gè)高速，低功耗，超強(qiáng)抗干擾的8位單片機(jī)，片內(nèi)含32k 空間的可反復(fù)擦寫(xiě)100,000 次Flash 只讀存儲(chǔ)器，具有4K 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32 個(gè)I/O口，2個(gè)8位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，且可在線編程、調(diào)試，方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路（與單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng)） 1）采用外部時(shí)鐘，晶振頻率為12MHZ 2）采用按鍵復(fù)位 2.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 電機(jī) 電機(jī)采用直流減速電機(jī)，直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕，裝配簡(jiǎn)單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。 可選用減速比為1

10、：74 的直流電機(jī)，減速后電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min。若車(chē)輪直徑為6cm，則小車(chē)的最大速度可以達(dá)到 V=2πrv=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s 能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求。 驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)模塊采用專(zhuān)用芯片L298N 作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N 是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，其響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)。以下為L(zhǎng)298N的引腳圖 圖L298N外部引腳 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖2 所示： 圖2 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 L298N 的5、7、10、12 四個(gè)引腳接到單片機(jī)上，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程就可實(shí)現(xiàn)

11、兩個(gè)直流電機(jī)的PWM調(diào)速控制。 2.4電源模塊 采用4節(jié)普通1.5V干電池單電源供電，采用串聯(lián)方式同時(shí)給單片機(jī)與電機(jī)供電。 三、自動(dòng)循跡避障小車(chē)總體設(shè)計(jì) 3．1 總體電路圖 四、軟件設(shè)計(jì)及說(shuō)明 4.1系統(tǒng)軟件流程圖 開(kāi)始 前進(jìn) 否 否 掃描I/O口，是否檢測(cè)到黑線 掃描I/O口，是否檢測(cè)到障礙 是 是 左/右檢測(cè)到黑線 左/右檢測(cè)到障礙 右/左行進(jìn) 左/右行進(jìn) 4.2循跡避障程序 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned

12、 int sbit s1=P0^0; sbit s2=P0^1; sbit s3=P0^2; sbit s4=P0^3; sbit en1=P0^4; sbit en2=P0^5; sbit left_red=P3^4; sbit right_red=P3^6; sbit mid_red=P2^5; uchar count=0; void delay(uint k) { unsigned char h,i; for(h=250;h>0;h--) for(i=k;i>0;i--); } void delay1(void) {

13、 unsigned int h; for(h=0;h<300;h++); } void goahead() { s1=1; s2=0; s3=1; s4=0; } void goback() { s1=0; s2=1; s3=0; s4=1; } void turnleft() { s1=1; s2=0; s3=0; s4=1; } void turnright() { s1=0; s2=1; s3=1; s4=0; } void stop() { en1=0;

14、en2=0; s1=0; s2=0; s3=0; s4=0; } void jiance() { while((left_red==0)||(right_red==0)) { delay1(); if((left_red==0)||(right_red==0)) {goahead();delay(50); stop(); delay(50);}} } void timer0() interrupt 1 /* T0?????? */ { TH0=0xfc; TL0=0x17; cou

15、nt++; if (count<4) {en1=1;en2=1;} else {en1=0;en2=0;} if (count==10) count=0; } void main() { TMOD=0x11; TH0=0xfc; TL0=0x17; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1) { if((left_red==0)&&(right_red==1)) { delay1(); if((left_red==0)&&(right_red==1)) { tur

16、nleft();delay(40); }} if((left_red==1)&&(right_red==0)) { delay1(); if((left_red==1)&&(right_red==0)) {turnright();delay(40);}} if((left_red==0)&&(right_red==0)) { delay1(); if((left_red==0)&&(right_red==0)) {stop();delay(40);}} else {goahead()

17、;delay(10);} if(mid_red==0) { delay1(); if(mid_red==0) { goback();delay(1000); turnleft();delay(2500); goahead();delay(1000);delay(1000); turnright();delay(900);jiance(); turnleft();delay(1000); } } } } 五、系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程

18、本小車(chē)能實(shí)現(xiàn)循跡避障功能，它能沿著地面上黑色軌跡行駛實(shí)現(xiàn)循跡功能，也能檢測(cè)到跑道上的擋板，實(shí)現(xiàn)繞過(guò)障礙物繼續(xù)沿黑線行駛到達(dá)指定地點(diǎn)停車(chē)功能。 尋跡避障小車(chē)軌跡圖介紹：軌道由循跡部分（黑線）和避障部分（黑線上加障礙物）兩部分組成，小車(chē)先進(jìn)入循跡軌道，沿黑線行駛，到達(dá)障礙物處繞過(guò)行駛，從而實(shí)現(xiàn)尋跡和避障功能。為保證小車(chē)能正常行駛，循跡部分的黑線寬度應(yīng)在 6至7cm。避障物的寬度應(yīng)在20cm-25cm之間。 六、總結(jié) 本組智能小車(chē)能完成循跡和避障功能，循跡跑道是由黑色膠布在白色地面上拉線完成，小車(chē)可以從O型跑道的任何段為起點(diǎn)，跑完全程。避障是通過(guò)擺放障礙物，小車(chē)可以按照左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)直行再右轉(zhuǎn)繞過(guò)障礙物。 七、參考文獻(xiàn) [1] 余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008 [2] 賈宗璞，許合利.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007 [3] 王為青，程國(guó)剛.單片機(jī)Keil Cx51應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù) 北京：人民郵電出版社，2007 11