智能循跡小車

上傳人:仙*** 文檔編號:34110011 上傳時間:2021-10-20 格式:DOC 頁數(shù):7 大?。?26.50KB
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1、 簡單電子系統(tǒng)設計報告 ---------智能循跡小車 學號 ************* 年級   **    學院  ***** 專業(yè) ***********   姓名 ****** 指導教師   ******    一、設計目的 通過設計進一步掌握51單片機的應用,特別是在嵌入式系統(tǒng)中的應用。進一步學

2、習51單片機在系統(tǒng)中的控制功能,能夠合理設計單片機的外圍電路,并使之與單片機構成整個系統(tǒng)。熟悉并掌握一些基本的電子元器件的工作特性等。 二.設計要求 以 AT89S52 單片機為系統(tǒng)控制處理器;采用紅外傳感獲取賽道的信息,來對小車的方向和速度進行控制。此外,對整個控制軟件進行設計和程序的編制以及程序的調試,并最終完成軟件和硬件的融合,實現(xiàn)小車的預期功能。 三、軟硬件設計 硬件電路的設計 1、最小系統(tǒng): 整個系統(tǒng)主要由光電檢測模塊、單片機系統(tǒng)、左右直流電機驅動電路模塊和直流電機等組成,系統(tǒng)框圖如圖1所示。光電檢測模塊實時檢測路況信息;單片機系統(tǒng)負責處理光電檢測模塊傳來的信息,并將處理

3、后的信號作用于左右直流電機驅動電路,控制直流電機的轉動。 顯示模塊 光電檢測模塊 單 片 機 系 統(tǒng) 右直流電機驅動電路 圖1 智能尋跡小車系統(tǒng)框圖 直流電機 左直流電機驅動電路 直流電機 小車中的直流電機驅動電路的設計 穩(wěn)壓電源 主控芯片 AT89S52 H橋驅動電路 直流電機 LM324 光電對管組 圖2 小車整體的運行框圖 小車采用atmel公司的AT89C52單片機作為控制芯片,圖1是其最小系統(tǒng)電路。主要包括:時鐘電路、電源電路、復位電路。其中各個部分的功能如下: 1、時鐘電路:給單片機提供一個外接的16MHz的石英晶振。

4、 2、電源電路:給單片機提供5V電源。 3、復位電路:在電壓達到正常值時給單片機一個復位信號。 圖3 單片機最小系統(tǒng)原理圖 2、電源電路設計: 模型車通過自身系統(tǒng),采集賽道信息,獲取自身速度信息,加以處理,由芯片給出指令控制其前進轉向等動作,各部分都需要由電路支持,電源管理尤為重要。在本設計中,51單片機使用5V電源,電機及舵機使用6V電源??紤]到電源為充電電池組,額定電壓為7.2V,實際充滿電后電壓則為6.5-6.8V,所以單片機及傳感器模塊采用7805穩(wěn)壓后的5V電源供電,舵機及電機直接由電池供電。 3、傳感器電路: 光電尋線方案一般由多對紅外收發(fā)管組成,

5、通過檢測接收到的反射光強,判斷黑白線。原理圖由紅外對管和電壓比較器兩部分組成,紅外對管輸出的模擬電壓通過電壓比較器轉換成數(shù)字電平輸出到單片機。 圖5 賽道檢測原理圖: 4、電機驅動電路: 電機驅動芯片L298N是SGS公司的產品,內部包含4通道邏輯驅動電路。是一種二相和四相電機的專用驅動器,即內含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅動器,接收標準TTL邏輯電平信號,可驅動46V、2A以下的電機。其引腳排列如圖1中U4所示,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可驅動2個電機,OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個電動機。5、7、

6、10、12腳接輸入控制電平,控制電機的正反轉,ENA,ENB接控制使能端,控制電機的停轉。也利用單片機產生PWM信號接到ENA,ENB端子,對電機的轉速進行調節(jié)。 L298N電路原理圖: 由于一片L298N可以直接驅動兩個電機,但是為了加大驅動力,我們采用兩路并聯(lián)的方式來驅動電機。 圖6 L298N電路圖 軟件系統(tǒng)的實現(xiàn) 小車循跡規(guī)則: 若小車偏左的時候,車輪將向右偏轉;若小車偏右,車輪將向左偏轉;若沒有偏移,小車將繼續(xù)向前;若小車完全偏離黑色軌跡,小車后退以尋找黑色軌跡。 小車程序: #include #define uchar unsi

7、gned char #define uint unsigned int sbit ss1=P1^1; sbit ss2=P1^2; void qianjin() {P3=0x0A; } void zuozhuan() {P3=0x08; } void youzhuan() {P3=0x02; } void xunji() { uchar flag; if((ss1==1)&&(ss2==1)) {flag=0; } if((ss1==1)&&(ss2==0)) { flag=1; } if((ss1==0)&&(ss2==1)) {flag=2;

8、 } switch (flag) {case0:qianjin(); break; case1:youzhuan(); break; case2:zuozhuan(); break; } } void main() { while(1) {xunji(); } } 四、智能車調試 將小車組裝完畢,編好程序后,拷入單片機,給小車供電,進行調試: 1.小車只單側的傳感器有反應,僅一側能檢測到黑線,紅外檢測輸出改線后,小車達到要求可以正常沿著黑線循跡行走。 小車調試完畢。 五、心得體會 根據(jù)本次設計要求,我們小組系統(tǒng)地閱讀了大量的資料,并認真分

9、析了設計課題的需求,還系統(tǒng)學習了51系列單片機的工作原理及其使用方法,并獨自設計智能小車的整個項目。 雖然條件艱苦,但經過不懈鉆研和努力,系統(tǒng)的進行了多項試驗,最終做出了整個小車的硬件系統(tǒng),然后結合課題任務和小車硬件進行了程序的編制,本系統(tǒng)能夠基本滿足設計要求,能夠較快較平穩(wěn)的是小車沿引導線行駛,但由于經驗能力有限,該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待于進一步的完善與改進。 通過本次課題設計,不僅是對我們課本所學知識的考查,更是對我的自學能力和收集資料能力以及動手能力的考驗。本次畢業(yè)設計使我們意識到了實驗的重要性,在硬件制作和軟件調試的過程中,出現(xiàn)了很多問題,最終都是通過實驗的方法來解決的。還有以前對程序只是一個很模糊的概念,通過這次的課題設計使我對程序完全有了一個新的認識,并能使用C熟練的進行編程了。通過本次課題設計,極大的鍛煉了我們的思考和分析問題的能力,并對單片機有了一個更深的認識。 總之,在課題設計的過程中,無論是對于學習方法還是理論知識,我們都有了新的認識,受益匪淺,這將激勵我們在今后再接再厲,不斷完善自己的理論知識,提高實踐運作能力。

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