自動循跡小車控制系統(tǒng)設(shè)計

...wd......wd......wd...自動循跡小車控制系統(tǒng)設(shè)計目錄目錄1摘要：2前言………………3一.任務(wù)要求4〔一〕任務(wù)4二.系統(tǒng)設(shè)計方案5〔一〕小車循跡原理5〔二〕控制系統(tǒng)總體設(shè)計6三．系統(tǒng)方案7〔一〕尋跡傳感器模塊71．紅外傳感器ST188簡介72．對比器LM324簡介83．具體電路94．傳感器安裝10〔二〕控制器模塊11〔三〕電源模塊13〔四〕電機(jī)及驅(qū)動模塊141．電機(jī)142．驅(qū)動14〔五〕自動循跡小車總體設(shè)計161．總體電路圖162．系統(tǒng)總體說明18四．軟件設(shè)計18〔一〕PWM控制18〔二〕總體軟件流程圖19〔三〕小車循跡流程圖19〔四〕中斷程序流程圖21〔五〕單片機(jī)測序22摘要：本設(shè)計是一種基于單片機(jī)控制的簡易自動尋跡小車系統(tǒng)，包括小車系統(tǒng)構(gòu)成軟硬件設(shè)計方法。小車以AT89C51為控制核心,用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用紅外光電傳感器對路面黑色軌跡進(jìn)展檢測,并將路面檢測信號反響給單片機(jī)。單片機(jī)對采集到的信號予以分析判斷,及時控制驅(qū)動電機(jī)以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛,實現(xiàn)小車自動尋跡的目的。關(guān)鍵詞：單片機(jī)AT89C51光電傳感器直流電機(jī)自動循跡小車前言隨著汽車工業(yè)的迅速開展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。此題目是結(jié)合科研工程而確定的設(shè)計類課題。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的根基上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)展處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)展實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計采用MCS-51系列中的80C51單片機(jī)。以80C51為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。80C51是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣闊使用者的好評。它是第三代單片機(jī)的代表。第三代單片機(jī)包括了Intel公司開展MCS-51系列的新一代產(chǎn)品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,還包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色﹑與80C51兼容的單片機(jī)。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點是向外部接口電路擴(kuò)展，以實現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時器)﹑高速I/O口﹑計數(shù)器的捕獲/對比邏輯等。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式。Philips公司還為這一代單片機(jī)80C51系列8ｘC592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線CAN(ControllerAreaNetworkBUS).新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線構(gòu)造，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的根基。一．任務(wù)要求〔一〕任務(wù)設(shè)計一個基于直流電機(jī)的自動尋跡小車，使小車能夠自動檢測地面黑色軌跡，并沿著黑色車軌跡行駛。系統(tǒng)方案方框圖如圖1-1所示。檢測〔黑線〕檢測〔黑線〕驅(qū)動電機(jī)軟件控制控制小車圖1-1系統(tǒng)方案方框圖二．系統(tǒng)設(shè)計方案〔一〕小車循跡原理這里的循跡是指小車在白色地板上循黑線行走，由于黑線和白色地板對光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷“道路〞。通常采取的方法是紅外探測法。

紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體外表具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測器探測距離有限。小車供電后,紅外光電二極管發(fā)出紅外光，光線照在路面上反射回來被光電二極管接收，半導(dǎo)體二極管在電場作用下產(chǎn)生電勢，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。該智能小車在畫有黑線的白紙“路面〞上行駛，由于黑線和白紙對光線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷“道路〞——黑線。當(dāng)小車檢測到黑線時，紅外線局部被黑線吸收，反射回的紅外線極少被光電二極管接收，轉(zhuǎn)換成對比弱的電信號；當(dāng)小車未檢測到黑線時，紅外線大局部被反射，反射回的紅外線被光電二極管接收，轉(zhuǎn)換成對比強(qiáng)的電信號。最終，這些電信號經(jīng)過對比器處理后傳入單片機(jī)，再由單片機(jī)進(jìn)一步做信號處理?！捕晨刂葡到y(tǒng)總體設(shè)計自動循跡小車控制系統(tǒng)由主控制電路模塊、穩(wěn)壓電源模塊、紅外檢測模塊、電機(jī)及驅(qū)動模塊等局部組成,控制系統(tǒng)的構(gòu)造框圖如圖2-1所示。穩(wěn)壓電穩(wěn)壓電源模塊主控芯片AT89C51L298減速電機(jī)光電傳感器電壓對比器圖2-1控制系統(tǒng)的構(gòu)造框圖主控制電路模塊：用AT89C51單片機(jī)、復(fù)位電路，時鐘電路整個系統(tǒng)主要由主控中心〔單片機(jī)〕、復(fù)位電路、時鐘電路、按鍵控制電路、數(shù)碼管顯示電路及LED模仿交通信號燈電路等功能模塊組成。遇到特殊情況時可以通過按鍵電路控制實時交通實際情況，系統(tǒng)框圖如圖1所示。紅外檢測模塊：光電傳感器ST188,對比器LM324紅外線光電傳感器〔簡稱光電傳感器，又稱光電開關(guān)〕是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以到達(dá)探測的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的〔即電緣絕〕，所以它可以在許多場合得到應(yīng)用。電機(jī)及驅(qū)動模塊:電機(jī)驅(qū)動芯片L298N、兩個直流電機(jī)L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機(jī)。其引腳排列如圖1中U4所示，1腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳號。L298可驅(qū)動2個電機(jī)，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個電動機(jī)。5、7、10、12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ENA，ENB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。在許多場合得到應(yīng)用。電源模塊：雙路開關(guān)電源模塊電源是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供給器，其特點是可為專用集成電路〔ASIC〕、數(shù)字信號處理器(DSP)、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負(fù)載點(POL)

電源供給系統(tǒng)或使用點電源供給系統(tǒng)(PUPS)。由于模塊式構(gòu)造的優(yōu)點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。三．系統(tǒng)方案〔一〕尋跡傳感器模塊ST系列反射式光電傳感器是經(jīng)常使用的傳感器。這個系列的傳感器種類齊全、價格廉價、體積小、使用方便、質(zhì)量可靠、用途廣泛。我們采用ST188作為紅外檢測傳感器。在黑線檢測的測試中，假設(shè)檢測到白色區(qū)域，發(fā)射管發(fā)射的紅外線沒有反射到接收管，測量接收管的電壓為4．8V，假設(shè)檢測到黑色區(qū)域，接收管承受到發(fā)射管發(fā)射的紅外線，電阻發(fā)生變化，所分得的電壓也就隨之發(fā)生變化，測的接收管的電壓為0．5V，測試基本滿足要求。判斷有無黑線我們用的一塊對比器LM324，對比基準(zhǔn)電壓由30K的變阻器調(diào)節(jié)，各個接收管的參數(shù)都不一致，每個傳感器的對比基準(zhǔn)電壓也不盡一樣，我們?yōu)槊總€傳感器配備了一個變阻器。1.紅外傳感器ST188簡介含一個反射模塊〔發(fā)光二極管〕和一個接收模塊〔光敏三極管〕。通過發(fā)射紅外信號，看接收信號變化判斷檢測物體狀態(tài)的變化。A、K之間接發(fā)光二極管，C、E之間接光敏三極管〔二者在電路中均正接，但要串聯(lián)一定阻值的電阻〕圖3-1ST188實物圖圖3-2ST188管腳圖及內(nèi)部電路2.對比器LM324簡介LM324為四運放集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝。內(nèi)部有四個運算放大器，有相位補(bǔ)償電路。電路功耗很小，工作電壓范圍寬，可用正電源3～30V，或正負(fù)雙電源±1．5V～±15V工作。在黑線檢測電路中用來確定紅外接收信號電平的上下，以電平上下判定黑線有無。在電路中，LM324的一個輸入端需接滑動變阻器，通過改變滑動變阻器的阻值來提供適宜的對比電壓。圖3-3LM324內(nèi)部電路圖3-4集成運放的管腳圖3.具體電路通過ST188檢測黑線，輸出接收到的信號給LM324，接收電壓與對比電壓對比后，輸出信號變?yōu)樯舷码娖?，再輸入到單片機(jī)中，用以判定是否檢測到黑線。圖3-5傳感器模塊電路圖4.傳感器安裝在小車具體的循跡行走過程中，為了能準(zhǔn)確測定黑線位置并確定小車行走的方向，需要同時在底盤裝設(shè)4個紅外探測頭，進(jìn)展兩級方向糾正控制，提高其循跡的可靠性。這4個紅外探頭的具體位置如圖3-6所示。圖3-6傳感器安裝圖圖中循跡傳感器全部在一條直線上。其中X1與Y1為第一級方向控制傳感器，X2與Y2為第二級方向控制傳感器，并且黑線同一邊的兩個傳感器之間的寬度不得大于黑線的寬度。小車前進(jìn)時，始終保持(如圖3-6中所示的行走軌跡黑線)在X1和Y1這兩個第一級傳感器之間，當(dāng)小車偏離黑線時，第一級傳感器就能檢測到黑線，把檢測的信號送給小車的處理、控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號對小車軌跡予以糾正。假設(shè)小車回到了軌道上，即4個探測器都只檢測到白紙，則小車會繼續(xù)行走；假設(shè)小車由于慣性過大依舊偏離軌道，越出了第一級兩個探測器的探測范圍，這時第二級探測器動作，再次對小車的運動進(jìn)展糾正，使之回到正確軌道上去?？梢钥闯?，第二級方向探測器實際是第一級的后備保護(hù)，從而提高了小車循跡的可靠性?！捕晨刂破髂K采用Atmel公司的AT89C51單片機(jī)作為主控制器。它是一個低功耗，高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)含32k空間的可反復(fù)擦寫100,000次Flash只讀存儲器，具有4K的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器〔RAM〕，32個I/O口，2個8位可編程定時計數(shù)器，且可在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。時鐘電路和復(fù)位電路如圖3-7〔與單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng)〕采用外部時鐘，晶振頻率為12MHZ。沒有晶振,就沒有時鐘周期,沒有時鐘周期,就無法執(zhí)行程序代碼,單片機(jī)就無法工作。單片機(jī)工作時,是一條一條地從RoM中取指令,然后一步一步地執(zhí)行。單片機(jī)訪問一次存儲器的時間,稱之為一個機(jī)器周期,這是一個時間基準(zhǔn)?！獋€機(jī)器周期包括12個時鐘周期。如果一個單片機(jī)選擇了12MHz晶振,它的時鐘周期是1/12us,它的一個機(jī)器周期是12×(1/12)us,也就是1us。MCS—51單片機(jī)的所有指令中,有一些完成得對比快,只要一個機(jī)器周期就行了,有一些完成得對比饅,得要2個機(jī)器周期,還有兩條指令要4個機(jī)器周期才行。為了衡量指令執(zhí)行時間的長短,又引入一個新的概念:指令周期。所謂指令周期就是指執(zhí)行一條指令的時間。提供時序的頻率!提供單片機(jī)工作的時序,其實就相當(dāng)于你電腦CPU主頻一個原理的。采用按鍵復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位有上電復(fù)位和按鈕手動復(fù)位兩種。如圖〔a〕所示為上電復(fù)位電路，圖〔b〕所示為上電按鍵復(fù)位電路。上電復(fù)位是利用電容充電來實現(xiàn)的，即上電瞬間RST端的電位與VCC一樣，隨著充電電流的減少，RST的電位逐漸下降。圖(a)中的R是施密特觸發(fā)器輸入端的一個10K?下拉電阻，時間常數(shù)為10×10-6×10×103=100ms。只要VCC的上升時間不超過1ms，振蕩器建設(shè)時間不超過10ms，這個時間常數(shù)足以保證完成復(fù)位操作。上電復(fù)位所需的最短時間是振蕩周期建設(shè)時間加上2個機(jī)器周期時間，在這個時間內(nèi)RST的電平應(yīng)維持高于施密特觸發(fā)器的下閾值。

上電按鍵復(fù)位〔b〕所示。當(dāng)按下復(fù)位按鍵時，RST端產(chǎn)生高電平，使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位后，其片內(nèi)各存放器狀態(tài)改變，片內(nèi)RAM內(nèi)容不變。

由于單片機(jī)內(nèi)部的各個功能部件均受特殊功能存放器控制，程序運行直承受程序計數(shù)器PC指揮。各存放器復(fù)位時的狀態(tài)決定了單片機(jī)內(nèi)有關(guān)功能部件的初始狀態(tài)。

另外，在復(fù)位有效期間〔即高電平〕，80C51單片機(jī)的ALE引腳和

引腳均為高電平，且內(nèi)部RAM不受復(fù)位的影響。

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O(∩_∩)O向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)圖3-7時鐘電路和復(fù)位電路〔三〕電源模塊電源采用雙路開關(guān)電源。明偉牌D-30W雙路開關(guān)電源。輸出〔5V、12V〕。實物圖如圖3-8所示。圖3-8雙路開關(guān)電源該開關(guān)電源尺寸為129X98X38mm，交流輸入轉(zhuǎn)換由開關(guān)選擇，具有過流短路保護(hù)功能，能自冷散熱。低價位、高可靠。輸入電壓范圍85～132VAC/175～264VAC，47～63Hz開關(guān)選擇；沖擊電流冷起動電流15A/115V30A/230V；直流電壓可調(diào)范圍額定輸出電壓的10%；啟動、上升、保持時間200ms，100ms,30ms；耐壓性輸入輸出間；輸入與外殼1.5KVAC，輸出與外殼，0.5KVAC，歷時一分鐘；工作溫度、濕度-10℃～+60℃，20%～90%RH；安全標(biāo)準(zhǔn)符合CE標(biāo)準(zhǔn)；EMC標(biāo)準(zhǔn)符合CE標(biāo)準(zhǔn)；連接方法7位9.5mm接線端子；質(zhì)量/包裝0.41Kg,45PCS/19.5Kg/1.2CUFT表1型號輸出差值范圍效率D-30A5V,0.5V~4.04A±2%50mV72%12V,0.1~1.0A±3,-7%100mV〔四〕電機(jī)及驅(qū)動模塊3.4.1電機(jī)電機(jī)采用直流減速電機(jī)，直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機(jī)提供原始動力，帶動變速〔減速〕齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力?？蛇x用減速比為1：74的直流電機(jī)，減速后電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min。假設(shè)車輪直徑為6cm，則小車的最大速度可以到達(dá)V=2πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求。3.4.2驅(qū)動驅(qū)動模塊采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片，L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，其響應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機(jī)。以下為L298N的引腳圖和輸入輸出關(guān)系表。圖3-9L298N外部引腳表2L298N輸入輸出關(guān)系驅(qū)動電路的設(shè)計如圖3-10所示：圖3-10L298N電機(jī)驅(qū)動電路L298N的5、7、10、12四個引腳接到單片機(jī)上，通過對單片機(jī)的編程就可實現(xiàn)兩個直流電機(jī)的PWM調(diào)速控制?！参濉匙詣友E小車總體設(shè)計3.5.1總體電路圖圖3-11總體電路圖3.5.2系統(tǒng)總體說明如圖3-11所示，當(dāng)光電傳感器開場承受信號，通過對比器將信號傳如單片機(jī)中。小車進(jìn)入尋跡模式，即開場不停地掃描與探測器連接的單片I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號變化，就執(zhí)行相應(yīng)的判斷程序，把相應(yīng)的信號發(fā)送給電動機(jī)從而糾正小車的狀態(tài)。單片機(jī)采用T0定時計數(shù)器，通過來產(chǎn)生PWM波，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。四．軟件設(shè)計4.1PWM控制本系統(tǒng)采用PWM來調(diào)節(jié)直流電機(jī)的速度。PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率,從而改變負(fù)載兩端的電壓,進(jìn)而到達(dá)控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以應(yīng)用在許多方面,如電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中,按一個固定的頻率來接通和斷開電源,并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通〞和“斷開〞時間的長短。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比〞來改變平均電壓的大小,從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此,PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置〞。在脈沖作用下,當(dāng)電機(jī)通電時,速度增加；電機(jī)斷電時,速度逐漸減少。只要按一定規(guī)律,改變通、斷電的時間,即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得到控制。本系統(tǒng)中通過控制51單片機(jī)的定時器T0的初值，從而可以實現(xiàn)P0.4和P0.5輸出口輸出不同占空比的脈沖波形。定時計數(shù)器假設(shè)干時間〔比方0.1ms〕中斷一次,就使P0.4或P0.5產(chǎn)生一個高電平或低電平。將直流電機(jī)的速度分為100個等級,因此一個周期就有個100脈沖,周期為100個脈沖的時間。速度等級對應(yīng)一個周期的高電平脈沖的個數(shù)。占空比為高電平脈沖個數(shù)占一個周期總脈沖個數(shù)的百分?jǐn)?shù)。一個周期加在電機(jī)兩端的電壓為脈沖高電壓乘以占空比。占空比越大,加在電機(jī)兩端的電壓越大,電機(jī)轉(zhuǎn)動越快。電機(jī)的平均速度等于在一定的占空比下電機(jī)的最大速度乘以占空比。當(dāng)我們改變占空比時,就可以得到不同的電機(jī)平均速度,從而到達(dá)調(diào)速的目的。準(zhǔn)確地講,平均速度與占空比并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系,在一般的應(yīng)用中,可以將其近似地看成線性關(guān)系。4.2總體軟件流程圖小車進(jìn)入尋跡模式后，即開場不停地掃描與探測器連接的單片I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號變化，就執(zhí)行相應(yīng)的判斷程序，把相應(yīng)的信號發(fā)送給電動機(jī)從而糾正小車的狀態(tài)。軟件的主程序流程圖如圖4-1所示：系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化任務(wù)計數(shù)器歸零是否完成全部任務(wù)循跡子函數(shù)是否完成本次任務(wù)完畢開場NYNY圖4-1主程序流程圖圖4-1主程序流程圖4.3小車循跡流程圖小車進(jìn)入循跡模式后，即開場不停地掃描與探測器連接的單片機(jī)I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號，即進(jìn)入判斷處理程序，先確定4個探測器中的哪一個探測到了黑線，如果左面第一級傳感器或者左面第二級傳感器探測到黑線，即小車左半局部壓到黑線，車身向右偏出，此時應(yīng)使小車向左轉(zhuǎn)；如果是右面第一級傳感器或右面第二級傳感器探測到了黑線，即車身右半部壓住黑線，小車向左偏出了軌跡，則應(yīng)使小車向右轉(zhuǎn)。在經(jīng)過了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測黑線重復(fù)上述動作。循跡流程圖如圖4-2所示啟動循跡模式啟動循跡模式探測黑線是否檢測到黑線判斷處理程序向左轉(zhuǎn)Turn_left2向左轉(zhuǎn)Turn_left1向右轉(zhuǎn)Turn_right1向右轉(zhuǎn)Turn_Lright2繼續(xù)前進(jìn)NY圖4-2循跡流程圖圖4-2循跡流程圖由于第二級方向控制為第一級的后備，則兩個等級間的轉(zhuǎn)向力度必須相互配合。第二級通常是在超出第一級的控制范圍的情況下發(fā)生作用，它也是最后一層保護(hù)，所以它必須要保證小車回到正確軌跡上來，則通常使第二級轉(zhuǎn)向力度大于第一級，即Turn_left2>Turn_left1,Turn_right2>Turn_right1(其中Turn_left2，Turn_left1,Turn_right2,Turn_right1為小車轉(zhuǎn)向力度，其大小通過改變單片機(jī)輸出的占空比的大小來改變)，具體數(shù)值在實地實驗中得到。4.4中斷程序流程圖這里利用的是51單片機(jī)的T0定時計數(shù)器，從而讓單片機(jī)P0口的P0.4和P0.5引腳輸出占空比不同的方波,然后經(jīng)驅(qū)動芯片放大后控制直流電機(jī)。定時計數(shù)器假設(shè)干時間〔比方0.1ms〕比方中斷一次,就使P0.4或P0.5產(chǎn)生一個高電平或低電平。中斷程序流程圖如圖4-3所示定時器賦初值技術(shù)變量賦值t=0定時器賦初值技術(shù)變量賦值t=0計數(shù)值t<占空比P0.4和P0.5輸出高電平P0.4和P0.5輸出低電平計數(shù)變量t加1開場完畢YN圖4-3中斷程序流程圖4.5單片機(jī)測序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintunsignedcharzkb1=0;//**左邊電機(jī)的占空比**//unsignedcharzkb2=0;//**右邊電機(jī)的占空比**//unsignedchart=0;//**定時器中斷計數(shù)器**//sbitRSEN1=P1^0;sbitRSEN2=P1^1;sbitLSEN1=P1^2;sbitLSEN2=P1^3;sbitIN1=P0^0;sbitIN2=P0^1;sbitIN3=P0^2;sbitIN4=P0^3;sbitENA=P0^4;sbitENB=P0^5;//****************延時函數(shù)****************//voiddelay(intz){while(z--);}//**********初始化定時器，中斷***********//voidinit(){TMOD=0x01;TH0=(65536-100)/256;TL0=(65536-100)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}//***********中斷函數(shù)+脈寬調(diào)制***********//voidtimer0()interrupt1{if(t<zkb1)ENA=1;elseENA=0;if(t<zkb2)ENB=1;elseENB=0;t++;if(t>=100){t=0;}}//******************直行******************//voidqianjin(){zkb1=30;zkb2=30;}//***************左轉(zhuǎn)函數(shù)1***************//voidturn_left1(){zkb1=0;zkb2=50;}//***************左轉(zhuǎn)函數(shù)2***************//voidturn_left2(){zkb1=0;zkb2=60;}//***************右轉(zhuǎn)函數(shù)1***************//voidturn_right1(){zkb1=50;zkb2=0;}//***************右轉(zhuǎn)函數(shù)2***************//voidturn_right2(){zkb1=60;zkb2