基于單片機(jī)循跡小車的設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 目錄摘 要本文介紹采用紅外光電傳感器（rpr220）的循跡小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。采用與白色地面反差很大的黑色絕緣膠帶路線引導(dǎo)小車按照既定路線循跡。用兩個(gè)直流減速電機(jī)控制小車的行駛狀態(tài)，通過(guò)安裝在直流電機(jī)上的光電對(duì)射管實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的測(cè)量，并以AT89C52單片機(jī)芯片作為控制核心。本文同時(shí)也介紹了ITR8104的紅外光電測(cè)速管，光電對(duì)管安裝在光電測(cè)速盤上小圓孔經(jīng)過(guò)的圓弧上，通過(guò)專門的檢測(cè)電路將輸入信號(hào)輸入到單片機(jī)內(nèi)的行處理，處理后進(jìn)行顯示處理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)智能小車的要求也越來(lái)越高，其中各種傳感器的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智能小車“智能”的關(guān)鍵因素。伴隨著智能小車技術(shù)的發(fā)展，該

2、項(xiàng)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)巡邏、無(wú)人生產(chǎn)線、自動(dòng)循跡等。關(guān) 鍵 詞 循跡 直流減速電機(jī) 光敏電阻傳感器、紅外傳感器、光電傳感器。第一章 緒論1.1智能小車的來(lái)源自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生以來(lái)，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國(guó)防等領(lǐng)域。近年來(lái)機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們?cè)诓粩嗵接?、改造、認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中，制造能替代人勞動(dòng)的機(jī)器一直是人類的夢(mèng)想。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的感覺(jué)傳感器種類越來(lái)越多，其中視覺(jué)傳感器成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。視覺(jué)的典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽灾魇街悄軐?dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)于視覺(jué)的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達(dá)，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后

3、，機(jī)器視覺(jué)需要通過(guò)大量的運(yùn)算也只能識(shí)別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡(jiǎn)單的目標(biāo)。視覺(jué)傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動(dòng)聚焦。但CCD傳感器的價(jià)格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢(shì)，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺(jué)的系統(tǒng)中考慮使用接近覺(jué)傳感器是一種實(shí)用有效的方法。在歷屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中多次出現(xiàn)了集光、機(jī)、電于一體的簡(jiǎn)易智能小車題目，比較有影響力的有飛思卡爾智能車大賽。循跡是智能小車的基本功能，單片機(jī)通過(guò)安裝在小車底部的光敏電阻傳感器將信號(hào)反饋給單片機(jī)進(jìn)行處理，從而控制小車在白色路面上循黑線行走。1.2研究智能小車的目的和意義智能小車要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)循跡功能就必須要感知導(dǎo)引線，感知導(dǎo)引線相

4、當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能，選擇正確的行進(jìn)路線，使用傳感器感知路線并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、CPU。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡功能，還可以擴(kuò)展測(cè)速等功能，感知導(dǎo)引線和車速?？梢詫?shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，選擇正確的行進(jìn)路線?；谏鲜鲆?，傳感檢測(cè)部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價(jià)廉物美的光敏電阻傳感器來(lái)充當(dāng)。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來(lái)充當(dāng)?shù)模饕刂菩≤嚨男羞M(jìn)方向和速度。單片機(jī)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機(jī)資源，直接選擇有PWM功

5、能的單片機(jī)，這樣可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬PWM輸出調(diào)制，采用專業(yè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速、轉(zhuǎn)向，同時(shí)單片機(jī)型號(hào)的選擇余地較大。考慮到實(shí)際情況，本文選擇第二種方案。CPU使用STC89C52單片機(jī)，配合軟件編程實(shí)現(xiàn)。1.3智能小車的現(xiàn)狀及未來(lái)現(xiàn)智能小車發(fā)展很快，從智能玩具到其它各行業(yè)都有實(shí)質(zhì)成果。其基本可實(shí)現(xiàn)循跡、避障、檢測(cè)貼片、尋光入庫(kù)、避崖等基本功能，這幾節(jié)的電子設(shè)計(jì)大賽智能小車又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展，比較出名的飛思卡爾智能小車更是走在前列。未來(lái)的智能小車的發(fā)展方向主要是面向自動(dòng)行駛與導(dǎo)航，小車也進(jìn)一步更加智能化。第二章 方案的設(shè)計(jì)與論證根據(jù)要求，確定如下方案：在現(xiàn)

6、有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝紅外傳感器、光電檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的行駛路線、速度狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理，單片機(jī)采用目前應(yīng)用比較廣泛的AT89C52單片機(jī)。然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的智能控制。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。2.1主控系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我認(rèn)為此設(shè)計(jì)屬于多輸入量的復(fù)雜程序控制問(wèn)題。據(jù)此，擬定了以下兩種方案并進(jìn)行了綜合的比較論證，具體如下：方案一：選用一片CPLD（如EPM7128LC84-15）作為系統(tǒng)的核心部件，實(shí)現(xiàn)控制與處理的功能。CPLD具有速度快、編程容易、資源豐富、開(kāi)發(fā)周期

7、短等優(yōu)點(diǎn)，可利用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)開(kāi)發(fā)。但CPLD在控制上較單片機(jī)有較大的劣勢(shì)。同時(shí)，CPLD的處理速度非常快而小車的行進(jìn)速度不可能太高，那么對(duì)系統(tǒng)處理信息的要求也就不會(huì)太高，在這一點(diǎn)上MCU就已經(jīng)可以勝任了。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題方案二：采用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制行進(jìn)中的小車，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來(lái)它的優(yōu)勢(shì)控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。這樣一來(lái)，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種方案是一種較為理想的方案。針對(duì)本

8、設(shè)計(jì)特點(diǎn)多開(kāi)關(guān)量輸入的復(fù)雜程序控制系統(tǒng)，需要擅長(zhǎng)處理多開(kāi)關(guān)量的標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)，而不能用精簡(jiǎn)I/O口和程序存儲(chǔ)器的小體積單片機(jī)，D/A、A/D功能也不必選用。根據(jù)這些分析我們選用了MCS-51單片機(jī)。51單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達(dá)8K，對(duì)于本設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是51單片機(jī)價(jià)格非常低廉。在綜合考慮了傳感器、兩部電機(jī)的驅(qū)動(dòng)等諸多因素后，我們決定采用一片單片機(jī)，充分利用STC89C52單片機(jī)的資源。對(duì)比以上兩種方案，我們選用方案二。2.2 電源模塊方案一：采用干電池提供5V的電壓進(jìn)行電路供電，考慮到整個(gè)系統(tǒng)的正常工作時(shí)的額定電壓，我們選用了方案二；方案二： 系

9、統(tǒng)整體上采用DC+9V干電池經(jīng)LM7805三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出DC+5V電壓供電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電源采用4節(jié)干電池輸出DC+6V電壓供電。2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)方案一： 采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制,通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換對(duì)小車的速度進(jìn)行調(diào)整。此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。方案二：主要采用L298N，通過(guò)單片機(jī)的I/O輸入改變芯片控制端的電平，即可以對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，輸入引腳與輸出引腳的邏輯關(guān)系圖如圖1所示：EnAIn1In2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)0111110100110停止正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)剎停停止電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用一片集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N。L2

10、98N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。其引腳排列圖如圖2所示。OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接兩個(gè)電動(dòng)機(jī)MG1、MG2。IN1、IN2、IN3、IN4引腳從單片機(jī)輸入控制電平，控制電機(jī)正飯轉(zhuǎn)。ENA、ENB接控制使能端，通過(guò)pwm波形控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。L298N的邏輯功能表如下圖所示，對(duì)于電機(jī)的速度，我們采用pwm調(diào)速的方法。其原理就是開(kāi)關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間為t，周期為T，則電機(jī)兩端的平均電壓U=VCC*(t/T)=a*VC

11、C。其中，a=t/T（占空比），VCC是電源電壓。電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)兩端的電壓成比例，而電機(jī)兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機(jī)的速度與占空比成比例。占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。在硬件電路上，我們將單片機(jī)的P10P13口分別連接到L289N芯片的IN1IN4上，通過(guò)改變P10P13口的高低電平變換以控制小車的前進(jìn)方向與停轉(zhuǎn)，通過(guò)改變P10P13口上的高低電平的占空比以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。Pwm配合橋是驅(qū)動(dòng)電路L298N，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速，簡(jiǎn)單且調(diào)速范圍大。因此，我們選用了方案二。另外，我們特別在直流電機(jī)的電樞兩端并聯(lián)一個(gè)瓷片電容104，以穩(wěn)定電機(jī)的電壓不至于對(duì)單片機(jī)造成干擾。2.4 檢測(cè)模塊本

12、模塊分為兩個(gè)部分，分別為檢測(cè)循跡模塊和測(cè)速模塊。第一部分，檢測(cè)循跡模塊方案一：尋跡模塊我們可以用光敏電阻組成，光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到黑線上面時(shí)，光線反射較弱，光線照射到白色地面上時(shí)，光線反射較強(qiáng)。因此當(dāng)光敏電阻在白色路面和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化 將阻值的變化值轉(zhuǎn)化為高低電平的變化。但是這種方式受環(huán)境光影響較大，實(shí)際測(cè)試中采用三路光敏檢測(cè)循跡模塊，為了減少可見(jiàn)光的干擾，在信號(hào)的輸出端加上了一個(gè)非門輸出信號(hào)（減小環(huán)境光的干擾）。但在實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn)該電路輸出并不穩(wěn)定，電路圖如圖六所示，其中發(fā)光二極管D1在電路中只是作為電路的輔助光源補(bǔ)充器件，以便于小車

13、在夜間循跡。方案二：在這里我們實(shí)際采用的是 RPR220 型反射式傳感器制作的尋跡模塊 RPR220是一種一體化反射型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(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 當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光反射回來(lái)時(shí)，三極管導(dǎo)通并輸出低電平。對(duì)比以上兩種方案，我們選用方案二。該器件有如下特點(diǎn)：1.塑料透鏡以提高靈敏度；2.內(nèi)置的可見(jiàn)光過(guò)濾器以減少離散光的影響；3.體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。 第二部分，測(cè)速模塊 方案一：采用目前技術(shù)比較先進(jìn)的霍爾傳感器作為測(cè)速的核心元件。該器件的優(yōu)點(diǎn)是體積小，測(cè)速精準(zhǔn)，誤差小，芯片集成度高。但，由于成本較高，因此，未選用該器件。 方案二： 采用目前

14、技術(shù)比較成熟的紅外光電對(duì)射管作為本模塊測(cè)速核心元件。此處我們選用型號(hào)為ITR8104的光電對(duì)管。光電對(duì)管安裝在光電測(cè)速盤上小圓孔經(jīng)過(guò)的圓弧上。該傳感器具有測(cè)速精準(zhǔn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)。 將紅外對(duì)射管安裝在光電盤上圓孔的圓弧上，電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一 周，安裝在光電盤上的光電傳感器檢測(cè)4次信號(hào)，并將檢測(cè)的信號(hào)送到單片機(jī)的外部中斷I/O，對(duì)外部中斷進(jìn)行中斷次數(shù)的計(jì)數(shù)，進(jìn)而通過(guò)程序算法將小車的行駛速度顯示在數(shù)碼管上。2.5 顯示模塊方案一：采用LCD1602液晶顯示器作為顯示模塊電路顯示器件。此方案的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)小車的行使信息，包括行駛速度、路程、狀態(tài)等的顯示，功能強(qiáng)大。但，考

15、慮到該器件成本較高，且體積較大，因此沒(méi)有采用。方案二：采用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管作為模塊電路的顯示器件。通過(guò)外部安裝在單片機(jī)上的光電對(duì)射管對(duì)光電盤（安裝在直流電機(jī)轉(zhuǎn)子上）進(jìn)行單片機(jī)的外部中斷計(jì)速，進(jìn)而送數(shù)碼管顯示，其中，數(shù)碼管的高兩位顯示小車行駛的路程，低兩位顯示小車的行駛速度。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，并且基本滿足設(shè)計(jì)的要求。對(duì)比以上兩種方案以及實(shí)際設(shè)計(jì)要求，我們選擇方案二第三章 硬件設(shè)計(jì) 3.1 總體設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)基于玩具小車的機(jī)械結(jié)構(gòu),并利用了小車的底盤、轉(zhuǎn)向控制電機(jī)、行駛狀態(tài)控制電機(jī),能夠平穩(wěn)跟蹤路面黑色軌跡運(yùn)行，并能實(shí)時(shí)的根據(jù)小車的行駛情況對(duì)小車的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，此部分通過(guò)專業(yè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

16、L298N控制。小車控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖所示。以AT89C52單片機(jī)為控制核心,主要由電源模塊、尋跡檢測(cè)模塊、紅外對(duì)射測(cè)速模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)碼管顯示模塊等功能模塊組成。首先利用光電傳感器對(duì)路面信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),經(jīng)過(guò)比較器處理后,送給單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,單片機(jī)輸出相應(yīng)的信號(hào)給驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),從而控制整個(gè)小車的運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，紅外對(duì)射管傳感器開(kāi)始對(duì)小車的行駛速度進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)程序算法將小車的行駛速度與行駛距離實(shí)時(shí)的顯示在數(shù)碼管上。 CPU控制模塊（AT89C52單片機(jī)）電機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)電路紅外對(duì)射測(cè)速模塊電路顯示模塊電路晶振電路復(fù)位電路光敏檢測(cè)模塊電路電源模塊電路3.2 主控電路 本次設(shè)

17、計(jì)的主控芯片選擇為STC89C52。STC89C52是一種低功耗高性能CMOS 8位微控制器，具有8K的系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash ，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。主控電路模塊采用AT89C52單片機(jī)作為主控芯，CPU采用外部經(jīng)穩(wěn)壓電路模塊輸出的+5V直流電源供電，可支持高打1000次以上數(shù)據(jù)擦寫(xiě)。3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路是基于一片集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L29

18、8N，該芯片具有工作穩(wěn)定，調(diào)速范圍廣且靈活，該部分采用獨(dú)立的DC+6V直流電源供電，實(shí)際調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)PWM對(duì)電機(jī)的的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.4 循跡檢測(cè)電路第一部分，檢測(cè)循跡模塊檢測(cè)循跡模塊主要采用的是 RPR220 型反射式傳感器制作的，RPR220是一種一體化反射型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(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 當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光反射回來(lái)時(shí)，三極管導(dǎo)通并輸出低電平。在此部分中，我們使用了雙電壓比較器LM393，下圖為其引腳功能排列表及電路圖。第二部分，測(cè)速模塊如圖二十三所示，傳感器ITR8104在沒(méi)有外部中斷信號(hào)時(shí)，ITR8104接收管經(jīng)

19、R14電阻對(duì)外輸出高電平，此時(shí)PNP三極管Q8工作于截至狀態(tài)，INT0輸出高電平。當(dāng)傳感器接受到外部中斷信號(hào)（光電測(cè)速盤上的4個(gè)小孔），紅外傳感器接收管的集電極電平被拉低，經(jīng)限流電阻R28導(dǎo)通三極管Q8，INT0此時(shí)電平被拉低，單片機(jī)I/O口P3.2產(chǎn)生中斷信號(hào)，單片機(jī)對(duì)中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序算法處理輸出。圖二十三 紅外對(duì)射管測(cè)速模塊電路3.5 顯示模塊電路顯示模塊為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)經(jīng)典電路，電路中PNP三極管起到開(kāi)關(guān)管的作用用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管。段選端通過(guò)1K的限流電阻接單片機(jī)的P0口，起到段選的作用，4個(gè)位選口接單片機(jī)的P2.0至P2.3口，當(dāng)需要選中單個(gè)數(shù)碼管是，相應(yīng)的位

20、選口上輸出低電平，經(jīng)PNP三極管后選中相應(yīng)的位，達(dá)到控制的目的，其中R16至R19為限流電阻，防止電流過(guò)大，燒毀數(shù)碼管，起到保護(hù)數(shù)碼管的作用。第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序模塊主程序默認(rèn)單片機(jī)上電調(diào)用初始化程序以及判斷三路傳感器的狀態(tài)，輸入到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理后輸出，調(diào)用循跡子程序，同時(shí)單片機(jī)的定時(shí)器及外部中斷服務(wù)子程序?qū)z測(cè)到的外部中斷次數(shù)處理，實(shí)時(shí)刷新顯示在數(shù)碼管上。4.2 循跡模塊程序流程圖根據(jù)實(shí)際情況，我們分析出了小車的7種行駛狀態(tài)，如下所示，小車的7種行駛狀態(tài) A B C 狀態(tài)a 1 0 1 B路正照在黑線上，小車前進(jìn)b 0 0 1 AB找在黑線上，小車左轉(zhuǎn)彎c 1 1 1 A在黑線上

21、，小車左轉(zhuǎn)彎d 1 0 0 BC在黑線上，小車右轉(zhuǎn)彎e 1 1 0 C在黑線上，小車右轉(zhuǎn)彎f 1 1 1 ABC都不在黑線上，小車保持上一次狀態(tài)不變g 0 0 0 ABC都在黑線上，小車停止第五章 PCB的制作5.1 PCB的設(shè)計(jì)制作采用Protel 99se繪制原理圖與PCB板，布線的過(guò)程中必須注意焊盤的大小與銅線的寬度。我選取的焊盤內(nèi)徑為0.8mm,外徑2mm；正常布線線寬2.5mm，電源與地線寬5mm。從做板的情況來(lái)看基本達(dá)到制作得要求?；赑rotel 99se 軟件的硬件電路原理圖見(jiàn)附圖一，圖1為基于Protel 99se 軟件繪制的主板PCB印刷電路板，繪制電路圖以及制板整個(gè)過(guò)程是

22、建立在硬件原理圖的成功繪制以及每個(gè)部分硬件電路的反復(fù)多次測(cè)試的基礎(chǔ)上完成的。特別是后期制作PCB板的的時(shí)候，為了考慮小車實(shí)際工作時(shí)的需要，三路RPR220紅外傳感器單獨(dú)繪制PCB電路板（副板）是根據(jù)傳感器實(shí)際安裝位置安裝在小車前底部，安裝示意圖如圖6所示。圖2 基于Protel 99se 繪制的主板PCB圖（未加淚滴及覆銅前的電路板），圖3基于Protel 99se 繪制的主板PCB 3D 效果圖，圖4 基于Protel 99se 繪制的副板PCB圖，圖5 基于Protel 99se 繪制的副板PCB 3D效果圖。圖1 基于Protel 99se 繪制的主板PCB圖（覆銅、淚滴過(guò)后的電路板）圖

23、2 基于Protel 99se 繪制的主板PCB圖（未加淚滴及覆銅前的電路板）圖3基于Protel 99se 繪制的主板PCB 3D 效果圖圖4 基于Protel 99se 繪制的副板PCB圖圖5 基于Protel 99se 繪制的副板PCB 3D效果圖圖6 基于Protel 99se 繪制的副板PCB 3D效果圖結(jié)束語(yǔ)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，利用了多種傳感器，將軟件和硬件相結(jié)合。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）自動(dòng)沿預(yù)設(shè)軌道行駛小車在行駛過(guò)程中，能夠自動(dòng)檢測(cè)預(yù)先設(shè)好的軌道循跡，若有偏離，能夠自動(dòng)糾正，返回到預(yù)設(shè)軌道上來(lái)。（2）通過(guò)安裝在主板上的數(shù)碼管能夠?qū)崟r(shí)顯示小車當(dāng)前行駛速度與行駛距離。從運(yùn)行情況來(lái)看循跡的效果比較好，顯示的效果不是很好，我認(rèn)為是由于軟件部分的原因。另外就是小車的速度不好控制，雖然采用了專業(yè)的電機(jī)控制芯片，但pwm調(diào)速有待完善，這也是我這次