飛思卡爾-光電組課件

飛思卡爾智能小車教程——光電組光電組技術(shù)講座主講人：趙陽(yáng)

一、光電車的布局、光電車的硬件、光電車的軟件、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)

光電檢測(cè)原理光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)被測(cè)物體反射后，由光敏元件接收，當(dāng)照射在黑線上時(shí)，反射光較弱，照射在白板上時(shí)，反射光較強(qiáng)。光敏原件可以檢測(cè)到光強(qiáng)的不同，將光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)電壓的不同來(lái)識(shí)別傳感器是否處于黑線上。

按傳感器輸出信號(hào)不同，檢測(cè)方法分兩種：數(shù)字量輸出（調(diào)制，以我們學(xué)校為代表）和模擬量輸出（A/D，以清華為代表）。二、光電車硬件元器件標(biāo)號(hào)基本知識(shí)：

R電阻標(biāo)號(hào)識(shí)別C電容標(biāo)號(hào)識(shí)別

←無(wú)k是標(biāo)號(hào)有k就是阻值→光電傳感器：發(fā)射電路注意：⒈我們使用的接收管只能接收調(diào)制光，因此發(fā)射管必須經(jīng)過(guò)調(diào)制電路發(fā)射調(diào)制光，否則接收管無(wú)法接收光信號(hào)；⒉調(diào)制管管腳（正面看）：中間+5V，左OUT，右懸空調(diào)制是為了將連續(xù)光變成頻率約180kHz的光脈沖光電傳感器：接收電路注意：⒈接收管信號(hào)端接發(fā)光二極管顯示，串聯(lián)的電阻也同時(shí)起到輸出信號(hào)上拉的作用⒉接收管管腳（正面看）：中間OUT，左負(fù)右正接受電路的主要元件是接收管，是光敏三極管的一種。一般的接收管接收到光時(shí)輸出低電平(輸出0)，即在白色賽道上接收不到光時(shí)為高電平(輸出1)，即在中心黑線上傳感器硬件原理圖傳感器元器件清單發(fā)光二極管×8發(fā)光二極管(貼片封裝0805)×8接收管×8調(diào)制管×4三極管8050×4電位器500Ω(滑動(dòng)變阻器)×8電容0.1μF(貼片封裝0603)×8電阻22Ω(貼片封裝0805)×16電阻1.5kΩ(貼片封裝0805)×8接口(雙排10針)×1主板：電源電路2940/7805管腳定義：左輸入(+7～12V)中地(0V)右輸出(+5V)主板：接口電路主板：電機(jī)驅(qū)動(dòng)三、光電車軟件

1、光電傳感器路徑識(shí)別狀態(tài)分析2、路徑識(shí)別算法1、光電傳感器路徑識(shí)別狀態(tài)分析

由于往屆競(jìng)賽對(duì)光電傳感器排布方式研究已經(jīng)比較深入，傳統(tǒng)的“一”字型排布方式在眾多排布方式中效果顯著，是最常用的一種排布方式。模型車也充分利用了往年的成熟的傳感器技術(shù)，其排布方式如圖。傳感器處理原理

通過(guò)傳感器所有接收管采集的信號(hào)狀態(tài)，就可以得到哪些傳感器在黑線上，進(jìn)而得出車身的位置，做出相應(yīng)的動(dòng)作(加減速、轉(zhuǎn)向)傳感器在起點(diǎn)與十字路口如何分辨是后期重點(diǎn)2、路徑識(shí)別算法

傳感器相關(guān)初始化voidPORT_Init(void){DDRA=0x00;//端口A方向輸入

PUCR_PUPAE=1;

//端口A信號(hào)上拉

PORTA=0x00;//端口A初值為0}寄存器按位賦值舉例PUCR_PUPAE=1;

(PUCR|=0x01;)

定義轉(zhuǎn)向和速度的PWM波控制參數(shù)：#defineright42200#defineright32100//右轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)向舵機(jī)PWM波的高電平值#defineright21950#defineright11870#definemiddle1800//舵機(jī)中值，對(duì)應(yīng)約1.5ms的PWM高電平#defineleft11730#defineleft21650//左轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)向舵機(jī)的PWM波高電平值#defineleft31500#defineleft41400#definespeedhigh2000//定義直道時(shí)電機(jī)的PWM波高電平值#definespeedlow1000//定義彎道時(shí)電機(jī)的PWM波高電平值傳感器狀態(tài)判斷：voidSensor_judge(void){switch(sensortemp){ case0b10000000:pwmvalue=left4；speed=speedlow; break;case0b00000001:pwmvalue=right4;speed=speedlow; break; case0b00011000:pwmvalue=middle;speed=speedhigh; break;

……default:break;}}

for(;;){Sensor_collect();//傳感器采集

Sensor_judge();//傳感器判斷sensor=pwmvalue-pwmvaluetemp;if(absabsabs(sensor)>=300)//消除誤差{pwmvalue=pwmvaluetemp;}pwmvaluetemp=pwmvalue;//保存本次舵機(jī)值

PWMDTY01=pwmvalue;//為舵機(jī)賦值

PWMDTY23=speed;//為電機(jī)賦值}四、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)⒈光電傳感器的改良⒉調(diào)試與故障分析傳感器的改良1.改良發(fā)射管(前瞻度)：2.改良接收管(前瞻度)：3.增加發(fā)射數(shù)量(寬度)：4.發(fā)射管的布局(精度)：5.抑制相互干擾(精度)：6.傳感器板安裝(重心)：7.傳感器輕量化(重心)：8.軟件優(yōu)化調(diào)試與故障分析傳感器的調(diào)試：調(diào)燈的方向和電阻，防止相互干擾，黑線白線都要測(cè)試，使用極限距離的三分之二就夠了①傳感器不亮：②接收管無(wú)信號(hào)：硬件問(wèn)題：多看原理圖，多利用萬(wàn)用表和示波器，沿著信號(hào)或電源逐步排除問(wèn)題。焊接的同學(xué)也請(qǐng)仔細(xì)，盡量將錯(cuò)誤扼殺在搖籃中軟件問(wèn)題：先檢查語(yǔ)