51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)智能小車原理圖

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 制 控 機(jī) 算 計(jì)題目：車 小 跡 循學(xué)生姓名：王榮明學(xué)號(hào)：200706040123（系）： 院電信學(xué)院（自動(dòng)化系）專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器指導(dǎo)教師：劉文波、姜麗波2011年日 25 月 2循跡小車方案書(shū)循跡小車一、課設(shè)題目：二、課設(shè)要求：字型的黑色軌跡一周）“8“（順利走一個(gè) 、完成基本設(shè)計(jì)功能1、所用時(shí)間長(zhǎng)短2、自己發(fā)揮部分（音樂(lè)、彩燈、壁障、顯示等）3劉文波 姜麗波 黃建兵 周強(qiáng) 、指導(dǎo)老師：鄭恩讓4器件相關(guān)參數(shù)。元器件及元號(hào)完成方案的大體框架，確定大致 6- 4 月元、 1：三、任務(wù)時(shí)間表號(hào)完成電路圖繪制 7 月元、2器件清單元號(hào)確定 8 月元、3進(jìn)行編程，仿真 10-9

2、月元、4器件元號(hào)購(gòu)買 11 月元、5四、框架圖e 偏差控制器執(zhí)行器被控對(duì)象+ r 給定值車速和方向單片機(jī)電機(jī)車小跡循|值饋反光電傳感器1 圖循跡小車框架圖五、小車各模塊電路圖及說(shuō)明1 電源部分：穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，給單片機(jī)系統(tǒng)和其他 7805 ，經(jīng)9v 干電池供電，電壓達(dá)到 1.5V 節(jié) 6 采用 ：1 方案芯片供電。但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來(lái)很大的不便，因此，我們放棄了這種方案。的電壓變換后給支流電機(jī) 7805 給直流電機(jī)供電，經(jīng)過(guò) 8.6V 可充電式鋰電池串聯(lián)共 4.2V 節(jié) 2 ：采用2 方案供電，給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。但由于電壓不太夠，價(jià)格昂貴，因此，我們

3、放棄了。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 12V 蓄電池為直流電機(jī)供電，將 :9V：采用3 方案具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但蓄電池的體積過(guò)于龐大，使用極為不方便，因此棄了。供單片 5V 穩(wěn)壓到 7805 直流電，再經(jīng) 9V 交流電轉(zhuǎn)換為 220v 直流電源，由穩(wěn)壓模塊將 9V ：直接采用4 方案機(jī)，電機(jī)使用。但其不能用于遠(yuǎn)距離，且在運(yùn)行中要注意電線的干擾。由于用于本次設(shè)計(jì)演示的標(biāo)軌道不太大，：下如圖路電。惠實(shí)濟(jì)經(jīng)最它為因，案方此用采們我以所，分部線源電制控為人以可們我時(shí)示演在電源模塊電路圖 2 圖、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分：2，它可同時(shí)對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，電路

4、簡(jiǎn)單，控制效果好，干擾L298 這部分采用專門的電機(jī)控制芯片小，因此我們采用此方案，電路圖如下3 圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分電路圖的具體參數(shù)如下： L298管腳排列如下： L2983 傳感器探測(cè)部分：用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。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1 方案白線上面時(shí)，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值但是這種方案受光照影響很大，不能夠 會(huì)發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過(guò)比較器就可以輸出高低電平。穩(wěn)定的工作。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對(duì)管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)

5、發(fā)出的紅外線照2 方案射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測(cè)出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測(cè)出黑線繼而輸出高電平。這樣自己制作組裝的尋跡傳感器基本能夠滿足要求，但是工作不夠穩(wěn)定，且容易受外界光線的影響，因此我們放棄了這個(gè)方案。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 RPR220型光電對(duì)管。 RPR220 ：用3 方案二極管，而接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電三極管。封裝，其具有如下特點(diǎn)： DIP4 采用 RPR220塑料透鏡可以提高靈敏度。內(nèi)置可見(jiàn)光過(guò)濾器能減小離散光的影響。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。4 如別分圖理原路電，路電理 調(diào)及測(cè)檢管 對(duì)電

6、光種兩 了證論并計(jì)設(shè)們我圖和5：示所圖 1 光電對(duì)管檢測(cè)電路 4圖 的上端變?yōu)楦?R2起限流電阻的作用，當(dāng)有光反射回來(lái)時(shí)，光電對(duì)管中的三極管導(dǎo)通， R1所示電路中， 4 飽和導(dǎo)通，三極管集電極輸出低電平。 VT1 電平，此時(shí)截至，其集電極輸出高電平。 VT1當(dāng)沒(méi)有光反射回來(lái)時(shí)，光電對(duì)管中的三極管不導(dǎo)通，在該電路中起到濾波整形的作用。 VT1經(jīng)試驗(yàn)和示波器驗(yàn)證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。如果輸出加施密特觸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)良好的輸出波形。但是這種電路用電量比較大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。究其原因，是因?yàn)楣饷羧龢O管和導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通電流較大。 VT1 三極管因此我們考慮

7、用比較器的方案。5 圖2 光電對(duì)管檢測(cè)電路參數(shù)如下： RPR220六、總電路原理圖圖：6 圖循跡小車電路圖（詳見(jiàn)附頁(yè)）器件清單：元七、器件元數(shù)量電機(jī)（帶輪）2L8 9 21LM9 3 32RPR0 2 24M2 3 2 x a1S（帶底座） 1 5 c 9 8 tc1104電容1010f u電容21k電阻52k電阻5510歐姆510K電阻55K .1電阻210K電位器2個(gè)開(kāi)關(guān)5電路板133f p12晶振Ld e178051K 1 排阻14 二極管14810八、程序流程圖開(kāi)始啟動(dòng)尋跡程序線 黑 測(cè) 探否是否探測(cè)到黑線是h) itc sw (判斷處理程序左輪探測(cè)到黑線右輪探測(cè)到黑線左右輪同時(shí)探測(cè)到

8、黑線轉(zhuǎn) 左 向轉(zhuǎn) 右 向繼續(xù)前進(jìn)進(jìn) 前 續(xù) 繼結(jié)束九、循跡小車程序#include<reg52.h>*Start 第一部分*/管腳位聲明 L298 以下是點(diǎn)擊驅(qū)動(dòng)芯片IN1=P10;/ sbitPWM1=P11; sbitIN2=P12; sbitIN3=P13; sbitPWM2=P14; sbitIN4=P15; sbit管腳位聲明 RPR220 此處是傳感器RPR1=P16;/ sbitRPR2=P17; sbit用于定時(shí)計(jì)數(shù)的兩個(gè)全局變量位聲明count1=0;/ intcount2=0; int*End 第一部分*/*Start 子函數(shù)定義 第二部分*/前進(jìn) 1 電機(jī)/t

9、urn1()_forward voidIN1=0;IN2=1;后退 1 電機(jī)/rutn1()_reverse voidIN1=1;IN2=0;前進(jìn) 2 電機(jī)/turn2()_forward voidIN3=0;IN4=1;后退 2 電機(jī)/rutn2()_reverse voidIN1=1;IN2=0;波形的比較基準(zhǔn) PWM 為生成 sd 速度控制函數(shù)，其中參數(shù) 1 電機(jī)/sd) ct,int speed1(int voidif(ct<=sd)PWM1=1;elsePWM1=0;波形的比較基準(zhǔn) PWM 為生成 sd 速度控制函數(shù)，其中參數(shù) 2 電機(jī)/sd) ct,int speed2(in

10、t voidif(ct<=sd)PWM2=1;elsePWM2=0;*End 子函數(shù)定義 第二部分*/*Start 小車直線前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)函數(shù)定義 第三部分*/小車直線前進(jìn)函數(shù)/sd2) ct2,int sd1,int ct1,int advance(int void;turn1()_forward;turn2()_forward;speed1(ct1,sd1);speed2(ct2,sd2)*通過(guò)使兩輪一快一慢來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向 ，1 以下是方案*/小車左轉(zhuǎn)/sd2) ct2,int sd1,int ct1,int turn1(int_left void;turn1()_forward;tu

11、rn2()_forward;speed1(ct1,sd1);speed2(ct2,sd2)小車右轉(zhuǎn)/sd2) ct2,int sd1,int ct1,int turn1(int_right void;turn1()_forward;turn2()_forward;speed1(ct1,sd1);speed2(ct2,sd2)*通過(guò)使兩輪一正傳，一反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向 ，2 以下是方案*/小車左轉(zhuǎn)/sd2) ct2,int sd1,int ct1,int turn2(int_left void;turn1()_forward;rutn1()_reverse;speed1(ct1,sd1);speed2

12、(ct2,sd2)voidturn2(int_rightct1,intsd1,intct2,int小車右轉(zhuǎn)/sd2);turn1()_forward;rutn1()_reverse;speed1(ct1,sd1);speed2(ct2,sd2)第三部分*/小車直線前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)函數(shù)定義*End*Start 主函數(shù) 部分 4 第*/main()中斷模式設(shè)置TMOD=0x11;/初始化 1 定時(shí)器/256;/1000)-TH0=(65536%256;1000)-TL0=(65536EA=1;ET0=1;TR0=1;初始化 2 定時(shí)器/256;/1000)-TH1=(65536%256;1000)

13、-TL1=(65536EA=1;ET1=1;TR1=1;while(1)未檢測(cè)到黑線，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)/if(RPR1=0&&RPR2=0);advance(count1,500,count2,500)僅左輪檢測(cè)到黑線，小車向左轉(zhuǎn)彎/if(RPR1=1&&RPR2=0);turn1(count1,200,count2,500)_left僅右輪檢測(cè)到黑線，小車向右轉(zhuǎn)彎/if(RPR1=0&&RPR2=1);turn1(count1,500,count2,200)_right/*左右輪均檢測(cè)黑線，小車?yán)^續(xù)前進(jìn)*/if(RPR1=1&&RP

14、R2=1)/*字型路線交叉處小車如何前進(jìn)的問(wèn)題）"8"（此處用來(lái)處理*/;advance(count1,500,count2,500)*End 主函數(shù) 部分 4 第*/*Start 中斷服務(wù)程序 第五部分*/1 interrupttime0() void1ms 定時(shí)/256;/1000)-TH0=(65536%256;1000)-TL0=(65536;+count11s 周期是/if(count1>=1000)count1=0;3 interrupttime1() void1ms 定時(shí)/256;/1000)-TH0=(65536%256;1000)-TL0=(6553

15、6;+count21s 周期是/if(count2>=1000)count2=0;*End 中斷服務(wù)程序 第五部分*/十、總結(jié)語(yǔ)言的編程，讓我對(duì)自動(dòng)控制領(lǐng) C51 這次課程設(shè)計(jì)，不僅鍛煉了我單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)的能力，也進(jìn)一步掌握了的相關(guān)理論有了更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也看到了教學(xué)知識(shí)與工業(yè)應(yīng)用的差距。語(yǔ)言編寫的，這不但要求設(shè)計(jì)者具有較強(qiáng)的編程能力，還要對(duì) C 單片機(jī)，程序是用 C51 這次運(yùn)用的處理器是多年了，計(jì)算機(jī)現(xiàn)在已成為了一種工具，編程能力強(qiáng)的人不勝枚舉， 60 硬件相當(dāng)熟悉。從計(jì)算機(jī)誕生到現(xiàn)在已有熟悉硬件的同志比比皆是，然而既有較好的編程能力，又能熟悉硬件，并且能基于硬件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的工程師仍是稀DSP 位的 16 位的單片機(jī)發(fā)展到 8 缺資源，這是以后發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)，也是我們奮斗的一個(gè)方向。微控制領(lǐng)域已從ARM ，大到航空航天，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，MP4 的嵌入式控制技術(shù)已經(jīng)成熟，小到 ARM