自動(dòng)尋跡小車(chē)

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1、自動(dòng)尋跡小車(chē)古欣 朱巖 王智涌 喻巧群 原瑞花摘要 關(guān)鍵字摘要摘要：本尋跡小車(chē)是以有機(jī)玻璃為車(chē)架，ATmage32L單片機(jī)為控制核心，加以直流電機(jī)、光電傳感器和電源電路以及其他電路構(gòu)成。系統(tǒng)由mage32通過(guò)IO口控制小車(chē)的前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)向。尋跡由RPR220型光電對(duì)管完成。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：ATmage32L 直流電機(jī) 光電傳感器 自動(dòng)尋跡電動(dòng)車(chē)Abstract: The smart car is aluminum alloy for the chassis, ATmaga32L MCU as its core, including motor and servo, plus photoelec

2、tric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind c

3、urrent status. The system transmits information through DF module. The cars status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCD display and 2 keys for start control.Keywords: ATmaga32L Motor Servo Photo sensor Electrical fire engines 一：車(chē)體設(shè)計(jì) 左右兩輪分別驅(qū)動(dòng)，后萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)

4、，車(chē)體尾部裝一個(gè)萬(wàn)向輪。這樣，當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車(chē)坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎。在安裝時(shí)我們保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸。當(dāng)小車(chē)前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬(wàn)向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車(chē)在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過(guò)低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。為了防止小車(chē)重心的偏移，后萬(wàn)向輪起支撐作用。對(duì)于車(chē)架材料的選擇，我們經(jīng)過(guò)比較選擇了有機(jī)玻璃。用有機(jī)玻璃做的車(chē)架比塑料車(chē)架更加牢固，比鐵制小車(chē)更輕便，美觀(guān)。 電機(jī)選擇 電機(jī)的固定采用的是鋁合金直角墊片加鐵絲捆綁的方式，這樣做非常牢固，但是看起來(lái)不是很美觀(guān)。 輪子方案 輪子的截面

5、圖： 在選定電機(jī)后，我們買(mǎi)了一個(gè)萬(wàn)向輪，萬(wàn)向輪的高度減去電機(jī)的半徑就是驅(qū)動(dòng)輪的半徑。輪子是在工程訓(xùn)練中心用尼龍棒在車(chē)床上作出來(lái)的，當(dāng)時(shí)我們還戲稱(chēng)我們的小車(chē)是“機(jī)電一體化”的產(chǎn)品。萬(wàn)向輪當(dāng)小車(chē)前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬(wàn)向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車(chē)在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過(guò)低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。為了防止小車(chē)重心的偏移，后萬(wàn)向輪起支撐作用。并且可以輕松實(shí)現(xiàn)90度甚至180度原地轉(zhuǎn)彎。 二：硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)電路圖如下圖，PDF格式，Rrotel99格式。 各部分電路圖及說(shuō)明 穩(wěn)壓電路：（上部分穩(wěn)壓至12V，下部分穩(wěn)壓至5V） L298電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)： 可以參考http

6、:/ 實(shí)物與分析實(shí)物與分析電源電路電源電路：采用12V蓄電池為直流電機(jī)供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。雖然蓄電池的體積過(guò)于龐大，在小型電動(dòng)車(chē)上使用極為不方便，但由于我們的車(chē)體設(shè)計(jì)時(shí)留出了足夠的空間，并且蓄電池 的價(jià)格比較低。因此我們 選擇了此方案。 穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓模塊：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。2576的 輸出電流最大可至3A，完全滿(mǎn) 足系統(tǒng)要求 循跡傳感器模塊循跡傳感器模塊：用RPR220型 光電對(duì)管。RPR220是一種一體化反射 型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一

7、個(gè)砷化 鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個(gè) 高靈敏度，硅平面光電三極管。 三：軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖：程序流程圖： 說(shuō)明文件說(shuō)明文件： 設(shè)計(jì)名稱(chēng)：循跡小車(chē) 時(shí)間：2006-12-9 關(guān)鍵詞：Atemega32 L298 減速電機(jī) 光電對(duì)管 7812 7805 作者：古欣 朱巖 王智涌 原瑞花 喻巧群 /*/ 硬件資源分配1.0：12-9 PA0-PA5 光電對(duì)管檢測(cè) PB1,PB2,PB3 電機(jī)右 PB3為PWM PB4,PB5,PD7 電機(jī)左 PD7為PWM PD2 int0 碼牌 行程檢測(cè) /*/ 電機(jī)轉(zhuǎn)向： PB1 = 1 PB2 = 0 右電機(jī)前轉(zhuǎn) PB4 = 0 PB5 = 1 左電機(jī)前

8、轉(zhuǎn) /*/ flag; /小車(chē)狀態(tài) /0未偏 1左偏 2右偏 3前出線(xiàn) 4后出線(xiàn) 5脫軌 主程序包括主程序包括： (程序略)1.電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序2.延時(shí)程序 3.工程定義頭文件 4.中斷處理 尋跡路線(xiàn)路徑圖片： 小車(chē)從發(fā)車(chē)區(qū) 出發(fā)，按照 預(yù)定的行進(jìn)路 線(xiàn)，完成后 自動(dòng)回到庫(kù)區(qū)相關(guān)資料 相關(guān)芯片技術(shù)手冊(cè)：AVR Mega32 中文數(shù)據(jù)手冊(cè) ATmega32英文手冊(cè) L298N 電機(jī)控制 LM2576 穩(wěn)壓芯片 7812 穩(wěn)壓芯片 7809 穩(wěn)壓芯片 7805 穩(wěn)壓芯片參考文獻(xiàn)： 李正軍。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 Ramon Pallas-Areny，John G. Webste

9、r（美）。傳感器和信號(hào)調(diào)節(jié)，第2版。張倫譯。北京：清華大學(xué)出版社，2003 船倉(cāng)一朗，土屋 堯等（日）。機(jī)器人控制電子學(xué)。宗光華，楊洋，唐伯雁譯。北京：科學(xué)出版社，2004 羅亞非等。凌陽(yáng)16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003 童詩(shī)白，華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社，2003 高峰編。單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)。北京：科學(xué)出版社，2003 21IC中國(guó)電子網(wǎng)。 萬(wàn)方數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一服務(wù)系統(tǒng)。 AVR與虛擬儀器：http:/ 自動(dòng)循跡小車(chē) - 關(guān)于我們 自動(dòng)循跡小車(chē)自動(dòng)循跡小車(chē)由5個(gè)人組成的小組完成，小組成員有：古欣 朱巖 王智涌 原瑞花 喻巧群。古欣古欣：

10、系統(tǒng)的總規(guī)劃設(shè)計(jì)，底層驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)和調(diào)試，并參與了車(chē)體的設(shè)計(jì)，網(wǎng)頁(yè)的制作。朱巖朱巖： 車(chē)體的設(shè)計(jì)，部分硬件的焊接，上層軟件的編寫(xiě)。王智涌王智涌： 硬件總體設(shè)計(jì)，焊接工作。原瑞花原瑞花 喻巧群喻巧群： 論文編寫(xiě)，PPT制作，網(wǎng)站制作。小組成員能力描述小組成員能力描述 古欣古欣：網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)（三劍客，PS，PHP），VB，Labview，AVR單片機(jī)，C語(yǔ)言。朱巖朱巖：網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)（PS，flash，JSP），C語(yǔ)言，AVR單片機(jī)，51單片機(jī)王智涌王智涌：電路設(shè)計(jì)，Protel，Labview。原瑞花原瑞花 喻巧群喻巧群：了解單片機(jī)編程和硬件設(shè)計(jì)，網(wǎng)頁(yè)制作心得體會(huì) 設(shè)計(jì)是一個(gè)團(tuán)隊(duì)性的工作，如果某一個(gè)人能力

11、很強(qiáng)，而其他人不行，這個(gè)團(tuán)隊(duì)可能做不出來(lái)很好的東西，但是團(tuán)隊(duì)各成員分別有一定的技術(shù)功底，精誠(chéng)合作，一定能完成一個(gè)好的作品。團(tuán)隊(duì)要合作，要民主，同時(shí)也需要有一個(gè)核心，關(guān)鍵時(shí)候需要做出決定。制作車(chē)體的時(shí)候，我們假想出一個(gè)樣子就準(zhǔn)備去加工，但是李老師告訴我們需要設(shè)計(jì)出圖紙才能去做，我們又設(shè)計(jì)上了圖紙，給出固定的形狀和尺寸。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，即使又設(shè)計(jì)圖仍然無(wú)法讓加工者很好的理解我們的意圖，并按照要求操作。明白了一點(diǎn)：需要良好的設(shè)計(jì)規(guī)范去溝通。最初選擇的電機(jī)最后被我們放棄，因?yàn)橘I(mǎi)電機(jī)時(shí)候沒(méi)有考慮載重能力，車(chē)輪固定等多方面因素，等郵購(gòu)回來(lái)后發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)范，浪費(fèi)了30元錢(qián)。再好的電路都應(yīng)該考慮干擾問(wèn)題，在編寫(xiě)程序之前，我們對(duì)硬件的各部分進(jìn)行了細(xì)致的測(cè)試，堅(jiān)信不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。程序調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)小車(chē)無(wú)緣無(wú)故轉(zhuǎn)彎，始終沒(méi)有考慮硬件造成的干擾的問(wèn)題，一遍一遍的檢查修改程序，浪費(fèi)了大量的時(shí)間。后來(lái)在程序中加入延時(shí)，使問(wèn)題得以解決。由于時(shí)間和經(jīng)歷的限制，小車(chē)最終只實(shí)現(xiàn)了地面黑白循跡，按照預(yù)定地圖給定的詭計(jì)行進(jìn)，沒(méi)有加入路程記錄，聲控，壁障等功能。特別鳴謝特別鳴謝 感謝物理學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)物理學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。感謝李茂奎老師李茂奎老師對(duì)本實(shí)驗(yàn)小組的指導(dǎo)，感謝學(xué)院及李茂奎老師給我們這個(gè)學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)，讓我們得以成長(zhǎng)。小車(chē)圖片展示