智能循跡小車答辯

專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)

學(xué)生：胡裕煒、劉桂蘭、王丹槽指導(dǎo)老師：楊俊鳴答辯日期：2013年1月18日課題：智能尋跡小車現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六選題背景系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求智能尋跡小車總體設(shè)計(jì)方案智能循跡小車硬件設(shè)計(jì)目錄智能循跡小車軟件設(shè)計(jì)結(jié)論現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六選題背景自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生以來(lái)，制造能替代人工作的機(jī)器一直是人類的夢(mèng)想。中國(guó)自1978年把“智能模擬”作為國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的主要研究課題，開(kāi)始著力研究智能化。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。智能化作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向。現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六場(chǎng)地示意圖設(shè)計(jì)要求圖1現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六功能介紹設(shè)計(jì)要求萬(wàn)向輪在前，可沿引導(dǎo)線逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行一周，全程時(shí)間不超過(guò)3分鐘；萬(wàn)向輪在前，可沿引導(dǎo)線逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行兩周，并且每周從E到F必須經(jīng)過(guò)不同的S形路徑；萬(wàn)向輪在前，小車每一圈行駛的S形路線要與上一圈行駛的路線不同?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六小車總體結(jié)構(gòu)智能尋跡小車的總體設(shè)計(jì)方案單片機(jī)模塊紅外檢測(cè)模塊電源模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊直流電機(jī)現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車的總體設(shè)計(jì)方案電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊比較循跡模塊方案比較電機(jī)模塊比較采用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。采用TCRT5000型紅外發(fā)射管和接收管傳感器。采用直流減速電機(jī)，配合L298N驅(qū)動(dòng)芯片組合。采用步進(jìn)電機(jī)，配合L298N驅(qū)動(dòng)芯片組合。采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制。采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到分壓的目的。采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片?，F(xiàn)在是7頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車硬件設(shè)計(jì)循跡模塊:利用紅外線對(duì)于不同顏色具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)。在小車行駛過(guò)程中傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫發(fā)射，紅外對(duì)管接收管接受到反射光；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則紅外對(duì)管接收管接收不到信號(hào)（反射光）.本設(shè)計(jì)是由十對(duì)紅外光電對(duì)管TCRT5000型組成，紅外對(duì)管采集回來(lái)的信號(hào)通過(guò)LM324芯片比較器比較后輸出高或低電平，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)。小車的紅外光電對(duì)管6對(duì)安裝在萬(wàn)向輪前，作為判斷路口，另4對(duì)安裝在萬(wàn)向輪后作為尋跡。如圖2所示。圖2紅外管的位置現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六紅外對(duì)管電路圖圖3現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車硬件設(shè)計(jì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：圖4H橋式電路L298N部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路,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（注圖4為其中的一個(gè)H橋電路）,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)，其中整體驅(qū)動(dòng)模塊電路圖見(jiàn)圖5。現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車硬件設(shè)計(jì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖:圖5電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)1.主程序流程圖：否否是否否是是是否開(kāi)始系統(tǒng)初始化X、Y

路口信號(hào)？尋跡是straight直走小車執(zhí)行X、Y路口命令實(shí)現(xiàn)S路線行駛left左拐right右拐奇數(shù)圈左拐左拐尋跡偶數(shù)圈是現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)2.X、Y路口信號(hào)采集:進(jìn)入分叉路口︵Y︶信號(hào)有效小車左微調(diào)前后兩排光電管先后接收到分叉口的信號(hào)，通過(guò)配合控制小車行駛路線進(jìn)入交叉路口︵X︶信號(hào)有效小車左微調(diào)為了減緩小車在此路段的速度，讓小車有足夠時(shí)間檢測(cè)到下個(gè)路口信號(hào)現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)出交叉路口︵X︶信號(hào)有效小車左大拐信號(hào)檢測(cè)有效，命令小車左大拐，EF之間實(shí)現(xiàn)S路線行駛出分叉路口︵Y︶信號(hào)有效小車左微調(diào)前后兩排光電管先后接收到分叉口的信號(hào)，通過(guò)配合控制小車行駛路線現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)3.左拐程序流程圖：是否開(kāi)始返回left1(左微調(diào))left2(左小拐)left3(左大拐)右輪正轉(zhuǎn)左輪減速否是現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六智能尋跡小車軟件設(shè)計(jì)4.右拐程序流程圖：是開(kāi)始返回right1(右微調(diào))right2(右小拐)right3(右大拐)左輪正轉(zhuǎn)右輪減速否否是現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期六結(jié)論在同學(xué)及老師的指導(dǎo)下，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求。本次設(shè)計(jì)利用了單片機(jī)STC89C51為核心，光電傳感器以及L298n控制電路作為輔助電路，使小車能夠在引導(dǎo)線上實(shí)現(xiàn)直走、左拐、右拐功能。其中小車運(yùn)行一周，全程時(shí)間在1分鐘左右。在EF之間能夠?qū)崿F(xiàn)S型路線行駛，通過(guò)對(duì)路口的信號(hào)判斷和路口的計(jì)數(shù)，將在小車行走的上下圈EF之間行的S型路線不同。圖7.1.小車直走圖7.2.小車左拐現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有19頁(yè)\編輯于星期