基于STM32單片機的智能尋跡避障小車課件

基于STM32單片機的智能尋跡避障小車答辯學生：xx指導老師：xxx答辯時間：2019年6月16日基于STM32單片機的智能尋跡避障小車答辯學生：xx指導老師1CONTENTS目錄硬件設(shè)計2軟件設(shè)計3緒論11實物展示4CONTENTS目錄硬件設(shè)計2軟件設(shè)計3緒論11實物展示42緒論PARTONE選題背景研究意義緒論PARTONE選題背景研究意義3隨著電氣時代和計算機時代的到來，自動控制和傳感器相關(guān)技術(shù)日益成熟，電氣自動化、機械制造以及計算機網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系日益密切，自動控制和人工智能技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及制造業(yè)漸漸形成了不可替代的優(yōu)勢，各種智能化設(shè)備正在逐步替代人為的操作，極大的方便我們的工作、生活。智能小車是新時代的新發(fā)明，有著良好的發(fā)展前景，其領(lǐng)域可覆蓋到自動料車，場地搬運車，以及工作在其他復雜惡劣的環(huán)境的車輛。智能小車將大大的提高人類的工作效率同時也可以降低復雜惡劣環(huán)境下人們的工作壓力。研制一種高效、智能的尋跡避障小車具有重要的現(xiàn)實意義。目前，世界上許多國家都在積極進行智能小車的研究和設(shè)計開發(fā)，已應用于多個領(lǐng)域，尤其是在軍事、探測領(lǐng)域的應用特別突出。我國對于智能小車的研究、開發(fā)和應用起步較挽，但是也取得了較為顯著地成果，現(xiàn)在各國對于智能小車的研究還處于發(fā)展階段，隨著電氣自動化技術(shù)，自動控制技術(shù)、人工智能以及計算機技術(shù)的高速發(fā)展，智能小車的發(fā)展必將迎來一個前所未有的高度。研究背景隨著電氣時代和計算機時代的到來，自動控制和傳感器相關(guān)技術(shù)日益4研究意義三探索未知領(lǐng)域?qū)τ谝恍﹫龅氐陌岱磸瓦\工作，勞動量大，但是勞動形式單一，人們需要不斷地重復一個動作將一個地方物體搬運到另一個地方。有了智能尋跡避障小車，可以大大解放工作人員勞動量，智能小車將按照預定的命令從一個地方搬運物體到另一個地方。在一些十分危險的場地，如果由人類完成搬運工作有十分大的危險，有了智能尋跡避障小車，將大大降低人們工作的危險在探索一些人類未知的領(lǐng)域的時候，比如說火星，人類很難親身進入到這些地方，有了智能避障小車，小車能夠自發(fā)的躲避障礙幫助人類收集資源和信息對于一些行動不便的人們，智能小車也將是他們很好的代步工具。研究意義一解放人類雙手研究意義二降低工人危險究意義四殘障人士好幫手研究意義研究意義三探索未知領(lǐng)域?qū)τ谝恍﹫龅氐陌岱磸瓦\工作，勞動量大，5硬件設(shè)計PARTONE總體概述原理圖驅(qū)動模塊避障模塊尋跡模塊硬件設(shè)計PARTONE總體概述原理圖驅(qū)動模塊避障模塊尋跡模6基于基于STM32單片機的智能尋跡避障小車主要由主控模塊STM32單片機、電機驅(qū)動模塊L298N、尋跡模塊TCRT50000紅外傳感器和避障模塊E18-D80NK-N光電傳感器組成。系統(tǒng)框圖如下所示：總體概述STM32單片機

尋跡模塊

避障模塊

電機驅(qū)動模塊電源圖1基于基于STM32單片機的智能尋跡避障小車主要由主控模塊ST7硬件原理圖圖2硬件原理圖圖28L298N驅(qū)動模塊如圖3所示，該模塊一共有兩個使能端ENA、ENB以及IN1-IN4四個輸入端。該模塊可以同時控制兩個直流電機，其中ENA、IN1和IN2控制一個電機，ENB、IN3和IN4控制另一個電機。當我們給使能端送入使能信號，就可以通過輸入端的高低電平信號控制直流電機的運行狀態(tài)，例如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及停轉(zhuǎn)。我將單片機的六個IO口接到驅(qū)動模塊，通過程序控制單片機產(chǎn)生高低電平信號作為驅(qū)動模塊的輸入，從而控制電機的運行狀態(tài)，驅(qū)動模塊與單片機的連接如圖4所示。電機驅(qū)動模塊L298N圖3圖4L298N驅(qū)動模塊如圖3所示，該模塊一共有兩個使能端ENA、9避障模塊避障模塊E18-D80NK-N如圖5所示，E18-D80NK-N是一個紅外光電傳感器，E18-D80NK-N紅外光電傳感器工作時會源源不斷的發(fā)射紅外光，光一旦發(fā)出后，接收端檢測是否有反射光返回，如果無反射光返回，說明前方無障礙，光電傳感器輸出端輸出高電平，當檢測到反射光，說明前方有障礙，輸出相反電平。該傳感器原理十分簡單，探測距離可調(diào)，最遠可檢測0.8米遠的障礙物。因此我們可將該傳感器的輸出連接到單片機的IO口，通過程序控制單片機讀取IO口的高低電平間接判斷前方是否存在障礙，從而發(fā)出是否避障的命令。該傳感器與單片機的連接如圖6所示。圖5圖6避障模塊避障模塊E18-D80NK-N如圖5所示，E18-D10尋跡模塊尋跡模塊TCRT5000如圖7所示，該傳感器工作原理與避障模塊原理相似，該元件在最常用的功能就是檢測黑白線。當該元件檢測到黑線時輸出高電平，當元件沒有檢測到黑白線時輸出低電平。該元件檢測距離最遠可達5厘米，因此檢測距離十分有限，但是安裝在小車底盤檢測黑白線還是十分靈敏。因此我們可將該傳感器的輸出連接到單片機的IO口，通過程序控制單片機讀取IO口的高低電平間接判斷前方是否存在黑線，從而發(fā)出相關(guān)的命令。該傳感器與單片機的連接如圖8所示。圖7圖8尋跡模塊尋跡模塊TCRT5000如圖7所示，該傳感器工作原理11軟件設(shè)計主程序避障程序?qū)ほE程序軟件設(shè)計主程序避障程序?qū)ほE程序12系統(tǒng)總流程圖系統(tǒng)總流程圖13避障流程圖避障流程圖14尋跡流程圖尋跡流程圖15功能展示功能展示16THANKS!大學生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有教導我的老師和陪伴我一齊成長的同學，他們在我的大學生涯給予了很大的幫助。本論文能夠順利完成，要特別感謝我的導師謝輝老師，謝輝老師對該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個