基于51單單片機(jī)的自動(dòng)循跡小車畢業(yè)論文

1、基于51單單片機(jī)的自動(dòng)循跡小車畢業(yè)論文目錄摘要1ABSTRACT21緒論31. 1研究背景31.2 自動(dòng)循跡小車的國(guó)外研究現(xiàn)狀31.3 本課題設(shè)計(jì)的主要工作及結(jié)構(gòu)安排42自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 52. 1自動(dòng)循跡小車基本原理52.2總體方案設(shè)計(jì)52. 2.1系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)53. 2.2方案選擇與論證53系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)84. 1自動(dòng)循跡小車硬件設(shè)計(jì)84.2 單片機(jī)控制器模塊設(shè)計(jì)84.3 穩(wěn)壓電路模塊104.4 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊124.5 循跡電路設(shè)計(jì)134系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)155. 1系統(tǒng)軟件流程圖154.2程序設(shè)計(jì)164. 2.1計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)164.2.2主程序設(shè)計(jì)165系統(tǒng)擴(kuò)展18word版木.

2、5. 1避障功能擴(kuò)展185.2遙控功能擴(kuò)展196系統(tǒng)調(diào)試21結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24附錄A總電路圖25附錄B仿真電路圖26附錄C小車實(shí)物圖27附錄D循跡避障遙控源程序281緒論1.1 研究背景目前，智能車輛以及在智能車輛基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品已成為自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系 統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣時(shí)，人工不能完成的任務(wù)如物料運(yùn)輸和裝卸等，可采用智能循跡小 車完成相應(yīng)的任務(wù)。世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能車輛的研究和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué) 中的一個(gè)重要分支，出現(xiàn)于20世紀(jì)06年代。當(dāng)時(shí)斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilsscn和Charles Rosen 等人，在196

3、6年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移動(dòng)機(jī)器人，目的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在復(fù) 雜環(huán)境下，完成機(jī)器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。從此，移動(dòng)機(jī)器人從無(wú)到有，數(shù)量不斷增多，智 能車輛作為移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)重要分支也得到越來(lái)越多的關(guān)注。智能小車，以輪子作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)、能夠?qū)崿F(xiàn)自主行J帙的機(jī)器人，我們稱之為智能小車，又稱輪式機(jī) 器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳 感、信息、通信'導(dǎo)航及白動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以代替人類完 成惡劣環(huán)境下的貨物搬運(yùn)、設(shè)備檢測(cè)等任務(wù)；在軍事上，可以在危險(xiǎn)地帶代替人類完成偵

4、查、排雷等任 務(wù)；在民用上，可以作為導(dǎo)盲車為后人提供幫助；在科學(xué)研究方面，可以代替人類完成外星球勘探或者 礦藏勘探等。因此對(duì)智能小車的研究具有非常大的意義。1.2 自動(dòng)循跡小車的國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外智能小車始于上世紀(jì)50年代，它的發(fā)展歷程大致可以分為以下三個(gè)階段：第一階段：1954年 美國(guó)Barrett Electronic公司研究開(kāi)發(fā)出了世界上第一臺(tái)自主引導(dǎo)車系統(tǒng)，該系統(tǒng)只是一個(gè)運(yùn)行在固 ,參考資料.定路線上的拖車式運(yùn)貨平臺(tái)，但它卻具有了智能車輛最基本的特征無(wú)人駕服。第二階段：從80年代中 后期，在歐洲，普羅米修斯項(xiàng)目于1986年開(kāi)始了在這個(gè)領(lǐng)域的探索，在美洲，美國(guó)于1995年成立了國(guó) 家自動(dòng)高

5、速公路系統(tǒng)聯(lián)盟，其目標(biāo)之一就是研究發(fā)展智能車輛的可行性，并促進(jìn)智能車輛技術(shù)進(jìn)入實(shí)用 化，在亞洲，日本于1996年成立了高速公路先進(jìn)巡航/輔助駕服演劇協(xié)會(huì)，主要目的是研制自動(dòng)車輛導(dǎo) 航的方法，促進(jìn)日本智能車輛的整體進(jìn)步。進(jìn)入80年代中期，設(shè)計(jì)和制造智能車輛的浪潮席卷了全世 界，一大批世界著名的公司開(kāi)始研制智能車輛平臺(tái)。第三階段：從90年代開(kāi)始，智能車輛進(jìn)入了深入、 系統(tǒng) '大規(guī)模的研究階段。最為突出的是，美國(guó)卡基-梅隴大學(xué)機(jī)器人研究所完成了 Navlab系列的自主 車的研究，取得了顯著的成就。相比于國(guó)外，我國(guó)開(kāi)展智能車輛技術(shù)方面的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，而且大多數(shù)研究尚處于針 對(duì)某個(gè)

6、單項(xiàng)技術(shù)研究的階段。雖然我國(guó)在智能車輛技術(shù)方面的研究總體上落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，但是我國(guó)也 取得了一系列的成果，主要有：中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司和國(guó)防科技大學(xué)于2003年研制成功了我國(guó)第一 輛自主駕駛轎車；交通大學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代控制理論設(shè)計(jì)出了一種自動(dòng)駕駛汽車模型，該模型在汽車系統(tǒng)的動(dòng) 力學(xué)建模的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了自動(dòng)駕駛的專項(xiàng)系統(tǒng)，它能根據(jù)彎道的彎曲變化程度實(shí)時(shí)的計(jì)算出車輛的 轉(zhuǎn)向盤角度，控制車輛按照預(yù)設(shè)道路行駛；清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自1988 年開(kāi)始研制的THMR系列移動(dòng)機(jī)器人取得了很大的成功。它兼有面向高速公路和一般道路的功能，目前 已經(jīng)能夠在校園的非結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下，進(jìn)行道路跟蹤

7、和避障自主行駛；工業(yè)大學(xué)于1996年研制成功 的導(dǎo)游機(jī)器人等。1.3 本課題設(shè)計(jì)的主要工作及結(jié)構(gòu)安排本設(shè)計(jì)的循跡小車具有自動(dòng)循跡功能，另外擴(kuò)展了避障和遙控功能，整體設(shè)計(jì)可以分為如下幾個(gè)模 塊，控制核心采用STC89C52單片機(jī)，循跡避障是通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)的，利用RPR220型光電對(duì)管對(duì)軌跡信 息進(jìn)行檢測(cè)，利用紅外避障傳感器檢測(cè)道路上的障礙，用PT2272、PT2262組成無(wú)線遙控模塊。整個(gè)系 統(tǒng)具有自動(dòng)循跡蹩障和遙控避障等功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可靠性能高，實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果滿足 要求。本論文分為以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述所設(shè)計(jì)的自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)：第I章 緒論。主要概述自動(dòng)循跡小車的研究背景和意義；

8、第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。主要敘述了自動(dòng)循跡小車的基本原理和總體設(shè)計(jì)方案；第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)；第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析；第5章系統(tǒng)擴(kuò)展。對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展電路進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)分析；第6章 系統(tǒng)調(diào)試。主要概述了系統(tǒng)部分模塊的調(diào)試方法。,參考資料.2自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.1 自動(dòng)循跡小車基本原理循跡就是能夠沿著給定的軌跡運(yùn)行一般給定的斷跡為在白色地面上黑色軌跡。為了實(shí)現(xiàn)這一目的， 就需要軌跡檢測(cè)模塊，這相當(dāng)于小車的眼睛，需要將路面信息返回到大腦中，這大腦就需要有信息欠理 功能的微父理器來(lái)構(gòu)成，公理的信息需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行，這就需要電機(jī)強(qiáng)動(dòng)模塊

9、，來(lái)實(shí)現(xiàn)小車的行走 功能，而一個(gè)完整的系統(tǒng)，遷需要有電源模塊來(lái)提供能量。簡(jiǎn)言之，系統(tǒng)的基本原理就是：循跡模塊將檢測(cè)到的路面信息傳送給微火理器來(lái)火理，然后將父理 結(jié)果送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊執(zhí)行，達(dá)到循跡的目的。1.2 總體方案設(shè)計(jì)2. 2.1系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)根據(jù)論文的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如下：本自動(dòng)循跡小車以STC89C52單片機(jī)作為微控制器，采用 RPR220型紅外對(duì)管組成循跡模塊，采用L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和兩個(gè)直流減速電機(jī)構(gòu)成包機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，以 7805穩(wěn)壓管構(gòu)成電源電路。自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2. 1所示。圖2.1自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2. 2.2方案選擇與論證(1)控制器的選擇方案一 ：

10、STC89c52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器oSTC89c52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器， 具有8K系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上擁有靈巧的8位CPU和系統(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，stc系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試， 方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試，并且價(jià)格便宜。方案二：采用FPGA作為系統(tǒng)的主控制器oFPGA可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，集成度高， 體積小，穩(wěn)定性好* 10 口資源豐富*易于進(jìn)行功能擴(kuò)展，父理速度快，常用于大規(guī)模實(shí)時(shí)性要求較高 的系統(tǒng)，但價(jià)格高，編程實(shí)現(xiàn)難度大。本系統(tǒng)邏輯功能簡(jiǎn)單，僅

11、僅需要接收傳感器的信號(hào)和控制電機(jī)，對(duì)控制器的數(shù)據(jù)欠理能力要求不高， 從性價(jià)比方面考慮選擇方案一。(2)電源模塊方案一：電腦USB串口供電。能直接為單片機(jī)提供穩(wěn)定的+5V直流電壓。USB串口線又容易得到。 但需要很長(zhǎng)的線，這樣導(dǎo)致無(wú)法在室外工作。方案二：用7.2V充電電池組作為小車供電電源。經(jīng)7805穩(wěn)壓后給單片機(jī)供電，而7.2V'電壓可直 接接在L298驅(qū)動(dòng)芯片上作為兩個(gè)直流電機(jī)的他動(dòng)電壓。在不超過(guò)單片機(jī)工作電壓困的情況下，又能胸 動(dòng)直流電機(jī)。這個(gè)電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，容易得到，而且能夠重復(fù)使用。方案三：采用4節(jié)普通5號(hào)電池作為小車的供電電源。剛買的5號(hào)電池測(cè)得電壓為1.7V，4節(jié)就

12、是 6.8V，單片機(jī)需要5v電源，因此用7805穩(wěn)壓到5V后供電，但是其放電電流不大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很 慢，而且在使用過(guò)程中，其電壓會(huì)明顯降低，普通5號(hào)電池會(huì)降到L4V以下，這樣導(dǎo)致經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓 后電壓小于5V 完全無(wú)法帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)正常工作，因此放棄該方案。綜上所述，選擇方案二作為小車電源模塊，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。(3)電動(dòng)機(jī)的選擇方案一：采用直流電機(jī)。直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，響應(yīng)快速，體積小，重量輕，直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu) 良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)整國(guó)廣；過(guò)載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí) 快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，能滿足各種不同的特殊運(yùn)行要求，價(jià)格便宜。方案二：采用步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是

13、一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的精密執(zhí)行原件。 控制方便，體積小，靈活性和可靠性高，具有瞬時(shí)啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越性，比較適合本系統(tǒng)控制精度 高的特點(diǎn)。但步進(jìn)電機(jī)的抖動(dòng)比較大，揄出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高薪速時(shí)會(huì)急劇下 降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)，價(jià)格還比較昂貴，所以這里不采用此方案。由于直流電機(jī)價(jià)格便宜、控制簡(jiǎn)單，因此本設(shè)計(jì)用方案一。(4)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇方案一：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到調(diào)速目的。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí) 現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴，且可能存在干擾。更主要的問(wèn)題在于一般電動(dòng)機(jī)的電 阻比較小，但電

14、流很大，分壓不僅會(huì)降低效率，而且實(shí)現(xiàn)很困難。,參考資料.方案二：采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)與關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的切換速度實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的速度進(jìn)行 調(diào)整。這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，易損壞，壽命較短，可靠性不高。方案三：采用專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。1298中有兩套H橋電路，剛好可以控制 兩個(gè)電機(jī)。它的使能端可以外接高低電平，也可以利用單片機(jī)進(jìn)行軟件控制，極大地滿足各種復(fù)雜電路 需要。L298的驅(qū)動(dòng)功率較大，在646V.的電壓下，可以提供2A的額定電流，并且具有過(guò)熱自動(dòng)關(guān)斷和 電流反饋檢測(cè)功能，安全可靠?；谝陨系姆治?，建議電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路選擇方案三。(5

15、)循跡傳感器的選擇方案一：用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。光敏電阻的阻值可以跟陋周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光 線照射到白線上面時(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。但是這種方案 受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。方案二：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)射器是一個(gè)碑化錢 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。RPR220其具有如下特點(diǎn)：塑料透鏡 可以提高靈敏度。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。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)

16、出的光反 射回來(lái)時(shí)，三極管導(dǎo)通輸出低電平。此光電對(duì)管調(diào)理電路簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定。綜上所述，循跡傳感器選用RPR220光電對(duì)管，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，使用方便，精確度高。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 自動(dòng)循跡小車硬件設(shè)計(jì)自動(dòng)循跡小車的硬件電路主要由穩(wěn)壓電路模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、循跡模塊，控制模塊等組成，循,參考資料.跡小車硬件電路圖如圖3.1所示。: 力X力>>力wKU Hint.匕3匚 2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊圖3.1循跡小車硬件電路圖穩(wěn)壓模塊將7.2V電壓降到5v給單片機(jī)、循跡模塊以及L298芯片供電，而7.2V電壓則作為電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)電壓，時(shí)鐘電路采用12Mhz晶振，提供單片機(jī)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位電路用于

17、使單片機(jī)的片 電路初始化，循跡電路由4組RPR220型光電對(duì)管和LM393電壓比較器構(gòu)成，檢測(cè)到黑線時(shí)輸出高電平 給單片機(jī)，在白線上時(shí)則輸出低電平信號(hào)，單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)相應(yīng)的控制2個(gè)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)或 加減速等等。2.2 單片機(jī)控制器模塊設(shè)計(jì)STC89C52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片 上，擁有靈巧的8位CPU和系統(tǒng)可編程Flash。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM * 32 位I/O 口，看門狗定時(shí)器，置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口

18、。另外STC89c52可降至0Hz杼態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電 模式?？臻e模式下，CPl停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉也保護(hù)方式下， RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35Mhz，61712T 可選。為了使系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)只需要復(fù)位電路和晶振電路就能滿足控制要求，其中更位操作完成單 片機(jī)片電路的初始化，使單片機(jī)從一確定的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行，當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)51ns以上高電 平時(shí)單片機(jī)就完成了復(fù)位操作；時(shí)鐘電路就是在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器構(gòu)成部振蕩方式， 部振蕩方式所得的

19、時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。單片機(jī)模塊如圖3.2所示。UIvocXT.AL1pa. adXTAL1P02ADCKL3ADXP04.UXPO f AD!W.5AD5PCTAITR5T瑟飛PPPLOT：P5INPUT2EXALEPUP13PJ.OlxDPI,PllTxDPLSPLTpjjnrrTP5-4T0P29.SP3_6 dKlAldP"KDP23-A11P2.+ A12KJ A15PLS Al 4-V3SP2.7A15陽(yáng)5 3bil 10K40圖3.2單片機(jī)模塊51單片機(jī)部有P0、Pl、P2、P3等4個(gè)8位雙向I/O 口，因此外設(shè)可直接連接于這幾個(gè)口線上，而 無(wú)需另加接口

20、芯片oP0-P3的每個(gè)端口可以按字節(jié)輸入和輸出，也可以按位進(jìn)行揄入輸出，用于位控制 十分方便。P0 : P0 口為三態(tài)雙向口，能帶8個(gè)TTL電路，對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪 問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有部上拉電 ,參考資料.阻，需要外接上拉電阻。P1 ： P1 口是一個(gè)具有部上拉電阻的8位雙向I/O 口，PI輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。 對(duì)P1端口寫(xiě)“1”時(shí)，部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部 拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，PLO和PL 1分別作定

21、時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外 部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（PL 1/T2EX）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口 接收低8位地址字節(jié)。P2 ： P2 口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低， 將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存 取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的容

22、。P2 口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和 控制信號(hào)。P3 口 ：P3 口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫(xiě)入“1” 后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將揄出電流（ILL） 這是由于上拉的緣故。STC89C52主要功能如表3.1所示。表3.1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫(xiě)Flash ROM32個(gè)雙向I/O 口256x8bit 部 RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHZ2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2

23、個(gè)讀寫(xiě)中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能2.3 穩(wěn)壓電路模塊穩(wěn)壓電路由L7805和電容組成，其特點(diǎn)如下：最大輸入電壓可達(dá)35V'，最大輸出電流為L(zhǎng)5A，輸出 電壓為5V 熱過(guò)載保護(hù)，短路保護(hù)等。由于其輸出電壓為5V *因此作為單片機(jī)的穩(wěn)壓電路芯片非常合 適，而且價(jià)格便宜，其輸出可直接給單片機(jī)供電。輸入用7. 2V充電電池組，小車供電電池如圖3.3所 示，7805芯片如圖3.4所示，穩(wěn)壓電路模塊如圖3.5所示。3. 4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)選用雙全橋電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片L298，L298N是SGS-THOMSON Microelectronics所出產(chǎn) 的雙全橋電機(jī)

24、專用驅(qū)動(dòng)芯片(Dual Full-Bridge Driver )，部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 2個(gè)直流減速電機(jī)，含二個(gè)H-Bridge的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)， 可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)，且可以直接透過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的I/O端口 來(lái)提供模擬時(shí)序信號(hào)，L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片如圖3.6所示。Pinl和Pinl5電流偵測(cè)端，可用電阻連接 來(lái)控制負(fù)載的電路，不用時(shí)接地OUT1 OUT2和OUT3 OUT4之間分別接2個(gè)直流減速電機(jī)；inputlinput4 輸入控制電位來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；Enable則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。圖3.6 L

25、298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片電機(jī)調(diào)速通常用的是PWM調(diào)速，即脈寬調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)，通過(guò)改變占空比來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。具體控 制方式如下：inputlinput4接單片機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，若單片機(jī)一 I/O 口輸出PWM信號(hào)到使能端 Enable A，當(dāng)Enable A為高電平時(shí)電動(dòng)機(jī)則轉(zhuǎn)動(dòng)，若為低電平則不轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM波的占空比可 以改變Enable A的高低電平時(shí)間從而可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。L298的邏輯功能如表3.2所示。表3.2 L298邏輯功能IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)010停止011逆時(shí)針轉(zhuǎn)100停止10I順時(shí)針轉(zhuǎn)L298的驅(qū)動(dòng)功率較大，在646V的電壓下，可以提供2A的額定電流，并且具有過(guò)

26、熱自動(dòng)關(guān)斷和電 流反饋檢測(cè)功能，安全可靠；為了保證L298正常工作，在OUT1、OUT2、OUT3、OUT4上都加上續(xù)流二 極管。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖3.7所示。L圖3.7電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.5循跡電路設(shè)計(jì)循跡小車在鋪有約兩厘米寬黑紙的路面行駛，路面可以近似看為白色，可以直接將絕緣膠布粘在白 色地面上或白紙上作為小車循跡軌跡。由于黑紙和白色路面對(duì)光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收的反 射光的強(qiáng)弱來(lái)判斷道路一一黑色軌跡。本設(shè)計(jì)循跡傳感器采用RPR220反射型光電對(duì)管，通過(guò)紅外敏感端對(duì)不同顏色的感光能力的不同， 可以很容易的辨別白紙上的黑色軌跡。紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外線照射到黑帶時(shí)，光線被黑帶吸收，紅外 接收

27、管無(wú)法接受到紅外線，不導(dǎo)通。當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)出的光照射到地面時(shí)發(fā)生漫反射，光反射回來(lái)被紅 外接收管吸收，紅外接收管導(dǎo)通。RPR220型光電對(duì)管如圖3.8所示，循跡檢測(cè)電路如圖3. 9所示，本 設(shè)計(jì)用4組該槍測(cè)電路達(dá)到精確循跡的目的。O Cathode J（3） Anode. Collector Emitter,參考資料.圖3.8 RPR220型光電對(duì)管RPR220圖3.9循跡檢測(cè)電路將該傳感器4個(gè)一組放置在小車前方，傳感器布局如圖3. 10所示，中間兩個(gè)傳感器之間的距離最 好為軌跡寬度，左邊第一個(gè)和第二個(gè)之間的距離可適當(dāng)較近一些，具體位置可在測(cè)試中調(diào)整，這樣放置 的目的是能夠很好的反應(yīng)小車的循跡

28、狀態(tài)，例如當(dāng)左邊第一個(gè)在黑線上時(shí)，就表明小車偏離軌道太遠(yuǎn)需 要進(jìn)行粗調(diào)，應(yīng)當(dāng)向左大轉(zhuǎn)彎了。當(dāng)傳感器在黑線上時(shí)接收管不導(dǎo)通，LM393的3腳電壓就為VCC，而 2腳電壓可以由電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，只要電位器不是在最上端，則2腳電壓就小于VCC，這樣正向端的電 壓大于反向端電壓，那么經(jīng)過(guò)電壓比較器比較后，輸出高電平，當(dāng)傳感器在白線上時(shí)，紅外接收管導(dǎo)通， 則3腳可視為接地，則正向端電壓小于反向段電壓，那么經(jīng)比較器比較后揄出低電平。圖3. 10傳感器布局這里循跡模塊電壓比較器選用的是LM393，LM393是由兩個(gè)獨(dú)立的、高精度電壓比較器組成的集成 電路，失調(diào)電壓低，最大為2.0研。它專為荻得寬電壓圍、單電源

29、供電而設(shè)計(jì)，也可以以雙電源供電； 而且無(wú)論電源電壓大小，電源消耗的電流都很低。它還有一個(gè)特性：即使是單電源供電，比較器的共模 輸入電壓困接近地電平。主要應(yīng)用于限幅器、簡(jiǎn)單的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈沖發(fā)生器、延時(shí)發(fā)生器、寬頻壓 控振蕩器、MOS時(shí)鐘計(jì)時(shí)器、多頻振蕩器和高電平數(shù)字邏輯門電路。393被設(shè)計(jì)成能直接連接TTL和 CMOS；當(dāng)用雙電源供電時(shí)，它能兼容MOS邏輯電路一一這是低功耗的393相較于標(biāo)準(zhǔn)比較器的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)軟件流程圖自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)程序要求對(duì)4個(gè)光電對(duì)管的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)到得信號(hào)做出相 應(yīng)的控制反應(yīng)，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，達(dá)到自動(dòng)循跡的目的。具

30、體程序流程圖如圖4. 1所示。圖4. 1程序流程圖4.2程序設(shè)計(jì)4.2. 1計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)為了更方便的控制小車速度，采用PWM調(diào)速方式，而該中斷計(jì)時(shí)程序的作用是產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)的時(shí)間， 調(diào)用該程序讓某一 I/O 口保持高電平，然后再調(diào)用一次將該I/O 口取反就形成了 PWM信號(hào)，從而控制電 機(jī)的轉(zhuǎn)速，非常方便，改變t的值來(lái)改變占空比。void timer (unsigned int t) 中斷計(jì)時(shí)(unsigned int i;for(i=0;i<t;i+) /*計(jì)數(shù) t*50*/(TMOD=0X10;TH0=0x3C;TL0=0xB0;TR1=1;while(!TFl);TR1=O;4. 2

31、.2主程序設(shè)計(jì)主程序的容包括初始化程序，讀取傳感器信息，以及根據(jù)相應(yīng)的電機(jī)控制程序等。其中傳感器信號(hào) 可能邏輯狀態(tài)如表4.1所示，根據(jù)這些狀態(tài)結(jié)合實(shí)際就跡情況對(duì)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)控制，不同的軌跡在相同 狀態(tài)下電機(jī)的控制也會(huì)不同。例如小車偏左狀態(tài)如圖4.2所示，當(dāng)小車處于這種狀態(tài)時(shí)，小車向左轉(zhuǎn)彎 才能讓黑線在小車正下方，這時(shí)應(yīng)該控制左輪電機(jī)速度不變，右輪電機(jī)加速才能比較平穩(wěn)的讓小車恢復(fù) 最佳循跡狀態(tài)，當(dāng)小車右邊兩個(gè)傳感器都在黑線上時(shí)，表明小車需要轉(zhuǎn)過(guò)90,彎，這時(shí)應(yīng)該左輪電機(jī)正 傳，右輪電機(jī)反轉(zhuǎn)才能平穩(wěn)的沿著黑線轉(zhuǎn)彎。圖4.2小車偏左狀態(tài)表4.1傳感器信號(hào)可能邏輯狀態(tài)RPR3RPR1RPR2RPR40

32、000前進(jìn)0001左輪大轉(zhuǎn)彎向右轉(zhuǎn)0010左輪轉(zhuǎn)彎向右轉(zhuǎn)0011左轉(zhuǎn)彎90°0100右輪轉(zhuǎn)彎向左轉(zhuǎn)0101左轉(zhuǎn)彎大于90°向左轉(zhuǎn)0110前進(jìn)0111左輪轉(zhuǎn)90,向右轉(zhuǎn)1000右輪大轉(zhuǎn)彎向左轉(zhuǎn)基于上述傳感器可能出現(xiàn)的邏輯狀態(tài)循跡程序如下：mainO IN1=O,IN2=1,IN3=0, IN4=1;while(l)if(RPR4=0&&RPR3=0&&RPRl=0&&RPR2=0)|(RPRl=l&&RPR2=l&&RPR3=l&&RPR4=l)/ 未 檢測(cè)到黑線，小車?yán)^續(xù)前進(jìn) I

33、NK IN2=l,IN3=0, IN4=1;PWM1=1; PWM2=1;timer(lOO); 2. 2msPWM1=O;PWM2=0;timcr(400); /8. 8msif(RPR4=0&&RPR3= 1 &&RPR 1 =0&&RPR2=0) 左輪最外圍檜測(cè)到黑線 左輪大轉(zhuǎn)彎 IN1=O, IN2=l,IN3=0,IN4=l;PWM1=1;PWM2=1;timer(50);PWM1=O;PWM2=1;timer(50);PWM1=O;PWM2=0;timer(400); 5系統(tǒng)擴(kuò)展5.1 避障功能擴(kuò)展利用紅外避障傳感器進(jìn)行小車的避障擴(kuò)展

34、，紅外避障傳感器如圖5. 1所示，該傳感器測(cè)量圍為 3-80CM，可利用其背面的距離調(diào)節(jié)電位器來(lái)調(diào)節(jié)距離。圖5.1紅外避障傳或器避障硬件電路如圖5.2所示，避障原理是檢測(cè)到障礙物則輸出低電平，背面燈亮，未檢測(cè)到障礙物 則輸出高電平，背面燈滅，由于這種傳感器比較貴，因此在保證能正常避障的情況下，使用該傳感器兩 個(gè)來(lái)達(dá)到避障的目的。避障思路是：在小車正前方放置一個(gè)避障傳感器，用于對(duì)正前方的障礙物進(jìn)行檢 測(cè)，在小車左輪附近放置一個(gè)傳感器用于在小車轉(zhuǎn)彎時(shí)對(duì)左邊的障礙物進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)前方的傳感器檢測(cè) 到障礙物時(shí)，小車右轉(zhuǎn)彎，具體行駛是小車左輪正傳右輪反轉(zhuǎn)向右原地轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后右輪加速行刑， 左輪正常行駛

35、，繞過(guò)障礙物，直到回到黑線上繼續(xù)循跡，在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，若左側(cè)傳感器檢測(cè)到信號(hào)則表 明小車應(yīng)繼續(xù)向右轉(zhuǎn)彎，否則會(huì)撞到障礙物上。具體小車轉(zhuǎn)的角度和速度要在時(shí)間測(cè)試中逐漸進(jìn)行改善。圖5.2避障硬件電路,參考資料.避障軟件流程圖如圖5.3所示，檢測(cè)到障礙物后繞過(guò)障礙物到循跡線上接著循跡。開(kāi)始循跡轉(zhuǎn)彎繞過(guò)障礙物到黑線上圖5.6遙控軟件流程圖,參考資料.圖5.3避障軟件流程圖5.2 遙控功能擴(kuò)展小車的遙控模塊，選用PT2262/PT2272組成的無(wú)線遙控模塊，PT2262/PT2272是普城公司生產(chǎn)的 一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼芯片，編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù) 據(jù)碼、

36、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后， VT腳才揄出高也平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，由于該電路自己焊接比較復(fù)雜，因此從各 方面綜合考慮，選擇在淘寶上買這種遙控的成品模塊進(jìn)行控制，價(jià)格也很便宜。無(wú)線遙控模塊硬件電路 如圖5. 4所示。SZN515n J 4 u Ahv ? CF*這種成品電路有三種工作方式：非鎖、自鎖、互鎖。非鎖型揄出又稱點(diǎn)動(dòng)輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平 是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制，有遙控信號(hào)時(shí)數(shù)據(jù)腳是高電平，遙 控信號(hào)消失時(shí)數(shù)據(jù)腳立即恢復(fù)為低電平；自鎖型輸出的數(shù)據(jù)腳能實(shí)現(xiàn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)工作邏輯，數(shù)據(jù)

37、只要成功 接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變?cè)坻i型四路相互獨(dú)立互不影響， 可同時(shí)遙控四路；互鎖型輸出就是任意一路收到信號(hào)則該路就能一直保持對(duì)應(yīng)的高電平狀態(tài)，接收到任 意其它路的數(shù)據(jù)則恢復(fù)到原始狀態(tài)，四路互鎖只能有一路接通。我選擇的是非鎖型，有ABCD四個(gè)鍵， 按下相應(yīng)鍵，則與該鍵相對(duì)應(yīng)的管腳輸出高電平，松開(kāi)按鍵，電平變低，如按下A鍵，則DO變?yōu)楦唠?平，松開(kāi)后DO變低電平，可直接與單片機(jī)相連，非常方便。遙控模塊與單片機(jī)接口電路如圖5.5所示。遙控模塊圖5.5遙控模塊與單片機(jī)接口電路具體控制思路是：接通電源，小車開(kāi)始循跡避障工作模式，按下A鍵后小車變換為遙控避障工作模

38、 式，按下B鍵不放，小車前進(jìn)，按下C鍵不放，小車左轉(zhuǎn)彎，按下D鍵不放，小車右轉(zhuǎn)彎，按下A鍵， 小車又重新恢復(fù)循跡避障模式，實(shí)現(xiàn)兩種工作模式的切換。遙控軟件流程圖如圖5.6所示。6系統(tǒng)調(diào)試（1）調(diào)試過(guò)程先設(shè)計(jì)好電路圖，利用keilC51軟件和Proteus軟件進(jìn)行模擬仿真，仿真成功后到淘寶上買了元器 件，然后開(kāi)始自己的焊接組裝調(diào)試過(guò)程，首先將4節(jié)干電池直接接在電動(dòng)機(jī)的兩端，試驗(yàn)電動(dòng)機(jī)是否能 轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速很慢，然后查看焊接好的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是否工作正常，然后開(kāi)始焊接循跡模塊，先接一 個(gè)RPR220型光電對(duì)管，測(cè)其在黑線和白線上的輸出電壓，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)確實(shí)在黑線上輸出高電平，在白線 上輸出低電平，然后與

39、單片機(jī)相連，將編譯好的程序下載到單片機(jī)中，在用黑色絕緣膠布和寢室白色地 板構(gòu)成的軌跡上進(jìn)行實(shí)踐測(cè)試，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐和更正程序，終于循跡小車做成功了，可以非常準(zhǔn)確的 沿著黑線循跡，能夠非常流暢的轉(zhuǎn)90。彎和正確的經(jīng)過(guò)十字路口，也能走圓瓠型軌跡和轉(zhuǎn)大于90°的彎。在循跡小車工作正常的基礎(chǔ)上，又?jǐn)U展了避障功能和遙控功能，能夠讓小車在遙控避障和循跡避障 兩種功能間進(jìn)行切換。主要測(cè)試的容有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊工作是否正常；循跡模塊是否工作正常；擴(kuò)展功能是否達(dá)到要求等 等。小車實(shí)際運(yùn)行情況如圖6. 1所示。圖6. 1小車運(yùn)行圖循跡小車在proteus中的軟件仿真圖如圖6.2所示，在圖中為小車在左邊第一

40、個(gè)傳感器檢測(cè)到黑線 上時(shí)的仿真圖，此時(shí)小車的運(yùn)行狀態(tài)向左轉(zhuǎn)彎，右輪的速度大于左輪速度。,參考資料.廣區(qū)避障2圖6.2小車仿真圖(2)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與解決方法在測(cè)試上述三項(xiàng)容過(guò)程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題：1)剛開(kāi)始買的4節(jié)干電池由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成電壓變低，經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓后電壓低于5V，帶 不動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。從性價(jià)比角度考慮，買了一個(gè)7. 2V充電電池組代替4節(jié)干電 池。2)在對(duì)循跡模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)由于對(duì)于RPR220型管腳沒(méi)弄清楚，導(dǎo)致燒毀了一個(gè)RPR220型光電對(duì) 管。本來(lái)買了 5個(gè)進(jìn)行循跡的，燒了一個(gè)就用4個(gè)將就著用了，結(jié)果發(fā)現(xiàn)循跡效果依然很不錯(cuò)。不過(guò)在 對(duì)RPR220

41、型光電對(duì)管的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)告訴我即使是長(zhǎng)腳也可能是接地的。3)在進(jìn)行電機(jī)的PWM調(diào)試測(cè)試過(guò)程中，不小心將電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電壓VCC和地短接了，結(jié)果就是 7805穩(wěn)壓管發(fā)燙，非常燙，還好發(fā)現(xiàn)的早以及7805穩(wěn)壓管質(zhì)量非常不錯(cuò)，沒(méi)有燒掉。4)在軟件編寫(xiě)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)計(jì)時(shí)程序調(diào)用時(shí)應(yīng)為t*50ms，那么調(diào)用tin】cr(2)后其時(shí)間應(yīng)為0. 1s， 但實(shí)際測(cè)得結(jié)果比這個(gè)結(jié)果小很多，后來(lái)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)將其結(jié)果改為timer (100)測(cè)得時(shí)間為2.2ms。,參考資料.結(jié)束語(yǔ)本論文從整體的角度，對(duì)自動(dòng)循跡小車系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，同時(shí)做到重點(diǎn)的突出。論文循跡小車 整體系統(tǒng)入手，著重介紹了由L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片組成的電機(jī)驅(qū)

42、動(dòng)模塊以及由RPR220型光電對(duì)管組成的 循跡模塊。該自動(dòng)循跡小車能夠沿著任意的軌跡行駛。該自動(dòng)循跡小車具有自動(dòng)循跡、遙控、避障等功 能。再設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)時(shí)也遇到了許多問(wèn)題和困難，例如電源問(wèn)題，在干電池帶不動(dòng)以后我專門去了電子 元器件市場(chǎng)去買個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的電源，最終遷是在網(wǎng)上買了個(gè)充電電池組，再設(shè)計(jì)的過(guò)程中肯定會(huì)出現(xiàn)意 想不到的事情，有時(shí)一個(gè)小小的問(wèn)題，都要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，需要不斷地試驗(yàn)，才能達(dá)到最好的 效果。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，實(shí)際測(cè)試證明系統(tǒng)已能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文所做的主要工作如下：(1)闌述了自動(dòng)循跡小車的基礎(chǔ)知識(shí)，以及國(guó)外研究的現(xiàn)狀；(2)深入分析了自動(dòng)循跡小車的基本原理。對(duì)總體方案

43、和元器件的選擇進(jìn)行了分析與論證；(3)設(shè)計(jì)了自動(dòng)循跡小車的硬件框圖。對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，并設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊的硬件電 路圖。其中包括：循跡模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及穩(wěn)壓電路等；(4)介紹了自動(dòng)循跡小車的程序流程，并對(duì)程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)；(5)系統(tǒng)調(diào)試中主要概述了系統(tǒng)部分模塊的調(diào)試方法以及對(duì)循跡小車的擴(kuò)展。雖然本論文達(dá)到了循跡小車的基本要求，而且進(jìn)行擴(kuò)展變成循跡避障遙控小車，但是現(xiàn)在的成果來(lái) 說(shuō)還有許多的不足，例如：在小車底盤選取的時(shí)候，不是自己設(shè)計(jì)的小車底盤，由于諸多因素的考慮最 終還是選擇買一個(gè)小車底盤，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的不是很漂亮；還有小車沒(méi)有進(jìn)行裝飾等，導(dǎo)致整個(gè)小車系統(tǒng)看 起來(lái)不是很美觀；在設(shè)計(jì)循跡

44、模塊時(shí)，由于對(duì)黑色軌跡寬度等因素的考慮沒(méi)有選擇將RPR220光電對(duì)管 焊接在電路板上，而是選擇接在杜邦線上粘在小車前面，導(dǎo)致光電對(duì)管容易松動(dòng)而造成RPR220容易變 換方位，導(dǎo)致循跡有時(shí)候出錯(cuò)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程，積累了不少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓了 了思維，為今后在這方面的工 作打下了較為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文還有很多不足之父，懇請(qǐng)各位專家和老師批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)1全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù).：高等教育，20082何希才.傳感器及其應(yīng)用電路.電子工業(yè)，2001年3玉峰，霓虹霞.CS-51系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.人民郵電，2004.4呂惠智.紅外技術(shù).工程大學(xué)，1998年5王麗敏.電路仿真與

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47、參考資料.rc c-d n， 二a. 口-CL目石幺£總巖巖與 g eee ssjeteErg .mwff 已昌? ogE ss sown nj 12 專H 二 NW 0再工 z& 皆c-屆 2n號(hào) 二登附錄C小車實(shí)物圖,參考資料.附錄D循跡避障遙控源程序#include<rcg52. h>#dcfine uchar unsigned char#definc uint unsigned int* 第一部 分 Start*9/>9/>9/1/>i/TXsbitINl=PrO; /以下是點(diǎn)擊驅(qū)動(dòng)芯片L 2 9 8管腳位聲明sbitpwMi=pri；s

48、bitIN2=P2;sbitIN3二 P3;sbitPWM2=Pr4;sbitIN4=P5;sbitsbitRPR4=P7;sbitRPR1=P2.0;sbitRPR2=P21;sbitbzl=P0-0;sbitbz2=P0-l;sbitA = P32sbitBJ=P(T3;sbitOP(T4;sbitD=P(T5;sbitled=P0-7;RPR3二P6; 此父是傳感器RPR220管腳位int n=l;* 第一部分End*/* 第二部分子函數(shù)定義Start*>1/ >1/>1/*米米*米米米*延時(shí)函數(shù) *米*米*米*米*米*/void delay(uint k)(uint

49、x, y;for(x=0;x<k;x+)for(y=0;y<2000;y+);void timer (unsigned int t) 中斷計(jì)時(shí),參考資料.unsigned int i;for(i=0; i<t;i+) /*延時(shí) t*50ms*/(TMOD=0X10;TH0=0x3C;TLO=OxBO;TR1=1;while(!TFi);TR1=O;intOOinterrupt 0(n=n+l;默認(rèn)遙控功能即flag=l時(shí)為遙控功能if(n%2=0)(lcd=0;)else lcd=l;EA=1;EXO=1;ITO=1 ；)main()(EA=1;EXO=1;ITO=1;whi

50、le(l)while(n%2=l)(if(A=l) break;if(A=O&&BJ=l&&bzl=l)IN1=O, IN2=1, IN3=0,IN4=1;PWM1=1;PWM2=1;timcr(lOO); /ISPWM1=O;PWM2=0;timcr(IO); /ISif(A=O&&C=l&&bzl=l)IN1=O, IN2=l,IN3=0, IN4=1;PWM1=O;PWM2=1;timcr(50); /O.5SPWM1=O;PWM2=1;timcr(50); /ISPWM1=O;PWM2=0;timcr(lO); /O.5S

51、Iif(A=O&&D=l&&bzl=l)INl=0,IN2=l,IN3=0, IN4=1;PWM1=1;PWM2=0;timer(50); /O. 5SPWM1=1;PWM2=0;timer(50); /ISPWM1=O;PWM2=0;timcr(lO); /O. 5Sif(A=O&&bzl=O)unsigned nit k=0;IN1=O, IN2=1JN3=1,IN4=O;for(k=0;k<=30;k+)PWMI=1;PWM2=1;timer(25);PWMI=O;PWM2=0;timer(25); while(n%2=0)(if(A

52、=l) break;i f(A=0&&bzl=l&&(RPR4=0&&RPR3=0&&RPRl=0&&RPR2=0)I(RPR1=1&&RPR2=1&&RPR3=1&&RPR4=1) I (RPR 1 = 1 &&RPR2= 1 &&RPR3=0&&RPR4=0)/ 未 檢 測(cè) 到黑 線，小車?yán)^ 續(xù)前進(jìn)(IN1=O, IN2=1, IN3=0, IN4=1;PWM1=1;PWM2=1;timcr(lOO); /ISPWM1=O;PWM2=0;timcr(400); /IS)if(A=0&&bzl=l&&RPRl=l&&RPR2=0&&RPR3=0&&RPR4=0) / 僅 左 輪 檢 測(cè) 到黑 線,小彎 轉(zhuǎn) 左 向 車IN1=O, 1N2=1, IN3=0, I