自動(dòng)循跡小車課件

基于單片機(jī)的智能尋跡小車的設(shè)計(jì)讓我們先看看一段錄像吧小車沿線自動(dòng)行駛1.智能尋跡小車的研究意義2.系統(tǒng)模塊組成結(jié)構(gòu)3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5實(shí)驗(yàn)測(cè)試1.智能尋跡小車的研究意義

大家在新聞中都看到過登月小車或者聽說過無人駕駛車吧智能車以及在智能車輛基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為航天、醫(yī)療、工業(yè)控制、物流等各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能車的研究和開發(fā)設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、液晶顯示模塊、鍵盤、紅外采集模塊和小車車體組成。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖采用左右兩輪分別驅(qū)動(dòng)，萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車體前部裝一個(gè)萬向輪。大家想一下，小車的控制方式吧小車怎么轉(zhuǎn)彎呢？怎么直行？當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎。在安裝時(shí)我們保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸。當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐作用。2.1系統(tǒng)實(shí)物圖

圖1系統(tǒng)安裝圖照片圖2數(shù)據(jù)采集部分安裝圖當(dāng)然，我們還可以選擇其它的車體和賽道2.1系統(tǒng)實(shí)物圖2

圖1系統(tǒng)安裝圖照片光電傳感器電路模塊2.3系統(tǒng)工作原理黑色和白色路面對(duì)光的反射程度不同，白色反射程度強(qiáng)，而黑色反射程度弱。仔細(xì)想想循跡小車的工作原理吧恍然大悟了嗎？利用紅外采集模塊中的紅外發(fā)射接收對(duì)管檢測(cè)路面上的軌跡將軌跡信息送到單片機(jī)單片機(jī)采用模糊推理求出轉(zhuǎn)向的角度和行走速度，然后去控制行走部分最終完成智能小車可以按照路面上的軌跡運(yùn)行。

3.1單片機(jī)系統(tǒng)電路單片機(jī)系統(tǒng)電路電源電路L298電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)：小車光電采樣電路

3.2尋跡電路原理

a.采樣電路原理框圖提示紅外發(fā)射管紅外接收管8931214U1CLM33910KR21560R1310KR141KR154.7KR17VCCVCCR18200輸出端紅外發(fā)射管紅外接收管無遮擋物/白色接收管導(dǎo)通AA點(diǎn)為高電平輸出端為低電平有遮擋物/黑色接收管截止A點(diǎn)為低電平輸出端為高電平問題1、為什么要加比較器？問題2、為什么里用滑動(dòng)變阻器？現(xiàn)在，大家開動(dòng)腦筋，想想它的設(shè)計(jì)方法吧？流水線運(yùn)行方向

3.3小車驅(qū)動(dòng)針對(duì)不同的電機(jī)采取不同的驅(qū)動(dòng)方法我們這里講兩種1.減速電機(jī)2.伺服電機(jī)1.減速電機(jī)控制方法采用PWM（PulseWidthModulation脈沖寬度調(diào)制）驅(qū)動(dòng)方法占空比越大，電機(jī)的速度越快電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片可以采用L298N，18200MC33886等1.當(dāng)高電平等于1.5ms時(shí)，兩小車車輪處于停止；2.當(dāng)高電平大于1.5ms時(shí)，車輪會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)3.當(dāng)高電平小于1.5ms時(shí)，車輪會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2.舵機(jī)/伺服電機(jī)控制方法

利用伺服電機(jī)控制，小車需要零校準(zhǔn)步驟：（1）由單片機(jī)定時(shí)器程序在P1.4、P1.5引腳產(chǎn)生1.5ms高電平20ms低電平的脈沖信號(hào)（2）用螺絲刀調(diào)節(jié)伺服電機(jī)內(nèi)馬達(dá)上的電位器，使伺服電機(jī)保持靜止，即完成相應(yīng)調(diào)零過程。4軟件設(shè)計(jì)4.1軟件流程圖4.2尋跡流程圖P2.７圖10采集電路圖P2.６P2.５P2.４P2.３P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3小車狀態(tài)控制方法01110軌跡居中前進(jìn)11100小車偏右左轉(zhuǎn)110001000000111小車偏左右轉(zhuǎn)000110000100000沒在軌跡上后退問題：如何實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制提示：位置不同，轉(zhuǎn)彎速度應(yīng)該不同P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3小車狀態(tài)控制方法01110軌跡居中前進(jìn)11100小車小偏右小左11000小車中偏右中左10000小車大偏右大左00111小車小偏左小右00011小車中偏左中右00001小車大偏左大右00000沒在軌跡上后退表1小車控制表格小車控制采用模糊控制算法

問題：若賽道寬度不定，如何實(shí)現(xiàn)控制P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3小車狀態(tài)控制方法01110軌跡居中前進(jìn)001001111100111小車小偏左小右0011000010小車中偏左中右0001100001小車大偏左大右11100小車小偏右小左0110011000小車中偏右中左0100010000小車大偏右大左00000沒在軌跡上后退5實(shí)驗(yàn)測(cè)試

將小車系統(tǒng)放在預(yù)定白色地板上，白色地板上有5cm寬黑色軌跡，兩平行跑道間距為80cm，半圓半徑為40cm，根據(jù)小車下方的5個(gè)光電發(fā)射接收對(duì)管關(guān)于黑線和白色地板反應(yīng)不同，觀察小車是否可以自己完成尋跡。如果沒有賽道的話，如何進(jìn)行測(cè)試？1）若小車偏左的時(shí)候，