循跡小車設(shè)計(jì)(附代碼)

1、基于單片機(jī)的智能尋跡小車一方案設(shè)計(jì)與論證1.1控制模塊 采用STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)中采用了一款十分常用的51系列單片機(jī)作為處理器，特點(diǎn)是價(jià)格低廉、使用方便，且可與其他處理器進(jìn)行通訊。系統(tǒng)時(shí)鐘：晶振頻率1/12，本設(shè)計(jì)采用12M晶振，因此系統(tǒng)時(shí)鐘為1us。I/O口資源：4個(gè)通用8位準(zhǔn)雙向I/O口（P0、P1、P2、P3，其中P3為特殊功能口）。通訊：一對全雙工串行通訊口（P3.0、P3.1），可與其他單片機(jī)或上位機(jī)進(jìn)行通訊。中斷：2個(gè)外部中斷（/INT0、/INT1），2個(gè)定時(shí)器中斷（T0、T1），1個(gè)串行通訊中斷，共5個(gè)中斷資源并有2級中斷優(yōu)先級可供配置。ROM：該單片機(jī)提供8K的ROM供

2、用戶編寫程序。1.2 尋黑膠帶方案方案一、可見光發(fā)光二級管組成的發(fā)射-接收電路。這種方案的缺點(diǎn)在于其他環(huán)境光源會對光敏二極管的工作產(chǎn)生很大干擾，一旦外界光亮條件改變，很可能造成誤判和漏判；雖然采取超高亮發(fā)光管可以降低一定的干擾，但這又將增加額外的功率損耗。方案二、反射式紅外發(fā)射-接收器。由于采用紅外管代替普通可見光管，可以降低環(huán)境光源干擾，大大減小了誤判和漏判的可能性。經(jīng)過比較選擇方案二。電機(jī)的選擇和控制方案一：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機(jī)的分壓，從而達(dá)到調(diào)速的目的。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻元件價(jià)格比較昂貴。更主要的問題在于一般電動機(jī)的電阻比較小，但電流比較大；分壓不僅降

3、低了效率，而且實(shí)現(xiàn)很困難。方案二：采用繼電器對電動機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢，機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞，壽命較短、可靠性不高。方案三：采用由達(dá)林頓管組成的H型PWM電路。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精準(zhǔn)調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截至狀態(tài)下，效率非常高；H型電路保證了可以簡單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也較之繼電器高的多，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。經(jīng)過比較選擇方案三。二硬件電路設(shè)計(jì)2.1反射式紅外發(fā)送接收對管的使用本設(shè)計(jì)采用的是tcrt5000反射式光電傳感器

4、,原理圖如下，傳感器采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏光電晶體管組成，輸出信號經(jīng)施密特電路整形，穩(wěn)定可靠。其工作電壓為DC3V5.5V，推薦工作電壓為5V，檢測距離為1mm8mm，焦點(diǎn)距離為2.5mm。傳感器檢測到黑線輸出為高電平，發(fā)光二極管為熄滅狀態(tài);檢測到白色時(shí)輸出低電平，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。2.2 電源模塊小車的供電采用的是由兩節(jié)輸出電壓為3.7的可充電鋰電池串聯(lián)的電池組，選用鋰電池的原因在于鋰電池可以多次充電，輸出電流大可保證電機(jī)正常工作2.3 電機(jī)驅(qū)動電路 小車采用兩輪驅(qū)動，另外一個(gè)為萬向輪，為了使小車靈活運(yùn)動，要求小車在速度和方向上能夠大范圍調(diào)整。為此我們選擇了控制可靠、便于單片機(jī)

5、控制的脈寬調(diào)制專用集成電路L298N，一片L298N可驅(qū)動兩個(gè)直流電機(jī)。L298N為Multiwatt15封裝，工作電壓最高為50V，通過電流達(dá)5A。既可以與整個(gè)系統(tǒng)使用同一電源，又有足夠的輸出電流驅(qū)動電機(jī)。L298N驅(qū)動芯片上集成有5V穩(wěn)壓芯片，可從L298N上連線給單片機(jī)及紅外對管供電。我們用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，通過調(diào)節(jié)占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。A、B連接小車的左電機(jī)，C、D連接小車的右電機(jī)。左右電機(jī)速度相同時(shí)可實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)或后退；速度不同時(shí)可實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎；當(dāng)兩個(gè)電機(jī)反向等速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，小車可原地轉(zhuǎn)圈。循跡控制程序設(shè)計(jì) 整體電路如下：車前從左至右安裝3個(gè)紅外發(fā)送接收對管。（白色輸出0，黑色輸

6、出1）ABC設(shè)定111全速直行010110減速左轉(zhuǎn)1,100減速左轉(zhuǎn)2011減速右轉(zhuǎn)1,001減速右轉(zhuǎn)2000減速后退101不可能出現(xiàn) NY開始在黑線上嗎？前進(jìn)維持方向控制左右電機(jī)調(diào)整方向源代碼如下：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar x3,x4;uint zkb1,zkb2,t=0;sbit d0=P10; /*d1到d3為控制電機(jī)的輸出口*/sbit d1=P11;sbit d2=P12;sbit d3=P13;sbit d5=P15; /*d5到d7為紅外信號輸入

7、口*/sbit d6=P16;sbit d7=P17;sbit ENA=P00; /*定義使能端ENA ENB接口*/sbit ENB=P01;void qianjin() /前進(jìn)d0=0;d1=1;d2=0;d3=1;zkb1=50;zkb2=50;void back() d0=1; d1=0; d2=1; d3=0; zkb1=40; zkb2=40; void turn_left1() /1級左轉(zhuǎn)d0=0;d1=0;d2=0;d3=1; zkb1=0;zkb2=30;void turn_left2() /2級左轉(zhuǎn)d0=0;d1=0;d2=0;d3=1;zkb1=0;zkb2=50;voi

8、d turn_right1() /1級右轉(zhuǎn) d0=0;d1=1;d2=0;d3=0;zkb1=30;zkb2=0;void turn_right2()/2級右轉(zhuǎn) d0=0;d1=1;d2=0;d3=0;zkb1=50;zkb2=0;void xunji() /*檢測到黑線輸出為高電平1，檢測到白色為低電平0*/if(d5=1&&d6=1&&d7=1)|(d5=0&&d6=1&&d7=0)qianjin();if(d5=0&&d6=0&&d7=0) back(); if(d5=0&&d

9、6=1&&d7=1)/右邊壓黑線turn_right1();if(d5=0&&d6=0&&d7=1)turn_right2();if(d5=1&&d6=1&&d7=0) /左邊壓黑線 turn_left1();if(d5=1&&d6=0&&d7=0) turn_left2();void init()/初始化函數(shù)； TMOD=0X01;TH0=(65536-100)/256; /設(shè)置計(jì)時(shí)時(shí)間長度100usTL0=(65536-100)%256;ET0=1;EA=1;TR0=1;ENA=1;ENB=1;d0=0;d1=1;d2=0;d3=1;void main() init();while(1) /主函數(shù)等待中斷請求； xunji();void time0() i