基于STM32單片機(jī)的智能尋跡避障小車課件

基于STM32單片機(jī)的智能尋跡避障小車答辯學(xué)生：xx指導(dǎo)老師：xxx答辯時(shí)間：2019年6月16日基于STM32單片機(jī)的智能尋跡避障小車答辯學(xué)生：xx指導(dǎo)老師1CONTENTS目錄硬件設(shè)計(jì)2軟件設(shè)計(jì)3緒論11實(shí)物展示4CONTENTS目錄硬件設(shè)計(jì)2軟件設(shè)計(jì)3緒論11實(shí)物展示42緒論P(yáng)ARTONE選題背景研究意義緒論P(yáng)ARTONE選題背景研究意義3隨著電氣時(shí)代和計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來，自動(dòng)控制和傳感器相關(guān)技術(shù)日益成熟，電氣自動(dòng)化、機(jī)械制造以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系日益密切，自動(dòng)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(shì)，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(shí)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(dòng)料車，場(chǎng)地搬運(yùn)車，以及工作在其他復(fù)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(shí)也可以降低復(fù)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(shí)意義。目前，世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能小車的研究和設(shè)計(jì)開發(fā)，已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，尤其是在軍事、探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用特別突出。我國(guó)對(duì)于智能小車的研究、開發(fā)和應(yīng)用起步較挽，但是也取得了較為顯著地成果，現(xiàn)在各國(guó)對(duì)于智能小車的研究還處于發(fā)展階段，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，智能小車的發(fā)展必將迎來一個(gè)前所未有的高度。研究背景隨著電氣時(shí)代和計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來，自動(dòng)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﹫?chǎng)地的搬反復(fù)運(yùn)工作，勞動(dòng)量大，但是勞動(dòng)形式單一，人們需要不斷地重復(fù)一個(gè)動(dòng)作將一個(gè)地方物體搬運(yùn)到另一個(gè)地方。有了智能尋跡避障小車，可以大大解放工作人員勞動(dòng)量，智能小車將按照預(yù)定的命令從一個(gè)地方搬運(yùn)物體到另一個(gè)地方。在一些十分危險(xiǎn)的場(chǎng)地，如果由人類完成搬運(yùn)工作有十分大的危險(xiǎn)，有了智能尋跡避障小車，將大大降低人們工作的危險(xiǎn)在探索一些人類未知的領(lǐng)域的時(shí)候，比如說火星，人類很難親身進(jìn)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(duì)于一些行動(dòng)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(xiǎn)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﹫?chǎng)地的搬反復(fù)運(yùn)工作，勞動(dòng)量大，5硬件設(shè)計(jì)PARTONE總體概述原理圖驅(qū)動(dòng)模塊避障模塊尋跡模塊硬件設(shè)計(jì)PARTONE總體概述原理圖驅(qū)動(dòng)模塊避障模塊尋跡模6基于基于STM32單片機(jī)的智能尋跡避障小車主要由主控模塊STM32單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)

尋跡模塊

避障模塊

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電源圖1基于基于STM32單片機(jī)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(dòng)模塊如圖3所示，該模塊一共有兩個(gè)使能端ENA、ENB以及IN1-IN4四個(gè)輸入端。該模塊可以同時(shí)控制兩個(gè)直流電機(jī)，其中ENA、IN1和IN2控制一個(gè)電機(jī)，ENB、IN3和IN4控制另一個(gè)電機(jī)。當(dāng)我們給使能端送入使能信號(hào)，就可以通過輸入端的高低電平信號(hào)控制直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，例如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及停轉(zhuǎn)。我將單片機(jī)的六個(gè)IO口接到驅(qū)動(dòng)模塊，通過程序控制單片機(jī)產(chǎn)生高低電平信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)模塊的輸入，從而控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)模塊與單片機(jī)的連接如圖4所示。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298N圖3圖4L298N驅(qū)動(dòng)模塊如圖3所示，該模塊一共有兩個(gè)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(gè)紅外光電傳感器，E18-D80NK-N紅外光電傳感器工作時(shí)會(huì)源源不斷的發(fā)射紅外光，光一旦發(fā)出后，接收端檢測(cè)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(dāng)檢測(cè)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(jiǎn)單，探測(cè)距離可調(diào)，最遠(yuǎn)可檢測(cè)0.8米遠(yuǎn)的障礙物。因此我們可將該傳感器的輸出連接到單片機(jī)的IO口，通過程序控制單片機(jī)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(jī)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(cè)黑白線。當(dāng)該元件檢測(cè)到黑線時(shí)輸出高電平，當(dāng)元件沒有檢測(cè)到黑白線時(shí)輸出低電平。該元件檢測(cè)距離最遠(yuǎn)可達(dá)5厘米，因此檢測(cè)距離十分有限，但是安裝在小車底盤檢測(cè)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(jī)的IO口，通過程序控制單片機(jī)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(jī)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(jì)主程序避障程序?qū)ほE程序軟件設(shè)計(jì)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(xué)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有教導(dǎo)我的老師和陪伴我一齊成長(zhǎng)的同學(xué)，他們?cè)谖业拇髮W(xué)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(dǎo)師謝輝老師，謝輝老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)