基于單片機(jī)的智能循跡小車設(shè)計(jì)-課件

基于單片機(jī)的智能循跡小車的設(shè)計(jì)1PPT課件主要內(nèi)容：

系統(tǒng)概述1循跡小車硬件設(shè)計(jì)2循跡小車軟件設(shè)計(jì)3總結(jié)42PPT課件整個(gè)系統(tǒng)括單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、循跡模塊、電源和小車車體。1.系統(tǒng)概述小車實(shí)物圖3PPT課件本系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單明了的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成的傳感器循跡模塊判斷黑線路經(jīng)然后由STC89C52單片機(jī)通過(guò)IO口控制L298N驅(qū)動(dòng)模塊改變兩個(gè)直流電機(jī)的工作狀態(tài)最后實(shí)現(xiàn)小車循跡循跡小車的工作原理4PPT課件控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖5PPT課件2.循跡小車硬件設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊循跡模塊6PPT課件電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298N驅(qū)動(dòng)芯片和直流電機(jī)接線原理圖7PPT課件L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)板L298N是一個(gè)內(nèi)部有兩個(gè)H橋的驅(qū)動(dòng)芯片，這樣電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)只需要用三個(gè)信號(hào)控制：兩個(gè)方向信號(hào)和一個(gè)使能信號(hào)。實(shí)物圖注意：L298N芯片的工作電壓需要兩路：第一路：輸出供給電機(jī)回路的工作電源

第二路：輸入邏輯控制回路電源5V（電源出/入）

8PPT課件L298N接入直流電機(jī)的端口接法9PPT課件循跡模塊循跡原理：

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)生漫反射，紅外對(duì)管接收管接收反射光；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則紅外管接收不到信號(hào).

紅外對(duì)管采集回來(lái)的信號(hào)通過(guò)3路循跡傳感器模塊里面的LM339比較器后輸出高或低電平，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)。

10PPT課件當(dāng)模塊檢測(cè)到前方障礙物信號(hào)時(shí)電路板上紅色指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)OUT端口持續(xù)輸出低電平信號(hào),該模塊檢測(cè)距離2～60cm，檢測(cè)角度35°

LM339比較器紅外探頭電路11PPT課件

IN1-為定位器調(diào)節(jié)的電壓輸入端（V固定）

IN1+為探頭輸出的電壓（探頭out與GND間電壓)Vout

檢測(cè)到白色時(shí)R1減

小Vout<V固定輸出

低電平 LED亮

檢測(cè)到黑線時(shí)R1增大 Vout>V固定輸出

高電平 LED滅

以第一路為例簡(jiǎn)單分析V固定Vout12PPT課件三路紅外探頭檢測(cè)狀態(tài)及其小車控制方法13PPT課件所謂的差速，是指左右兩車輪的速度差，假如左邊車輪比右邊的快，則小車會(huì)偏向右。同時(shí)，左邊的車輪轉(zhuǎn)速比右的慢，那么小車會(huì)向左邊轉(zhuǎn)動(dòng)。目前主要有以下兩種方式。（1）小車向左轉(zhuǎn)，可是是左輪停止，左輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)，這種方式實(shí)現(xiàn)小角度的轉(zhuǎn)彎，在角度不大時(shí)可采用此種方式。（2）小車向左轉(zhuǎn)，可以是左輪反轉(zhuǎn)，右輪正轉(zhuǎn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)大角度的左轉(zhuǎn)，甚至可以進(jìn)行原地打轉(zhuǎn)。同理可推出小車如何向右轉(zhuǎn)向。14PPT課件循跡小車軟件設(shè)計(jì):

1本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言來(lái)編譯程序。模塊化結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)，可以使系統(tǒng)軟件便于調(diào)試與優(yōu)化，也使其他人更好地理解和閱讀系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。因此，軟件的設(shè)計(jì)上，運(yùn)用了模塊化程序的結(jié)構(gòu)對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得程序變得更加直觀易懂。程序的主要模塊有：主程序、定時(shí)溢出中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序。

2KeilC51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可用于編輯C或匯編源文件。然后分別由C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.OBJ）。目標(biāo)文件與庫(kù)文件一起經(jīng)LIB51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件（.ABS）。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件。

3在軟件調(diào)試中，使用功能強(qiáng)大且的WAVE6000軟件進(jìn)行軟件編譯與調(diào)試,使用MicrocontrollerISPSoftware及其配套的單片機(jī)對(duì)程序進(jìn)行燒錄。15PPT課件主要程序功能/*********************第一部分管腳聲明*********************/sbitLeft_pwm=P1^6; //接驅(qū)動(dòng)模塊ENA使能端，輸入PWM信號(hào)調(diào)節(jié)速度SbitRight_pwm=P1^7; //接驅(qū)動(dòng)模塊ENB使能端，輸入PWM信號(hào)調(diào)節(jié)速度sbitP3_4=P3^4; //IN1sbitP3_5=P3^5; //IN2sbitP3_6=P3^6; //IN3sbitP3_7=P3^7; //IN4sbitHW1=P2^0; //三路尋跡模塊接口第一路sbitHW2=P2^1; //三路尋跡模塊接口第二路sbitHW3=P2^2; //三路尋跡模塊接口第三路#defineLeft_go{P3_4=0,P3_5=1;}//當(dāng)P3_4=0,P3_5=1;時(shí)左電機(jī)前進(jìn) #defineLeft_back{P3_4=1,P3_5=0;}//當(dāng)P3_4=1,P3_5=0;時(shí)左電機(jī)后退#defineRight_go{P3_6=0,P3_7=1;}//當(dāng)P3_6=0,P3_7=1;時(shí)右電機(jī)前轉(zhuǎn)#defineRight_back{P3_6=1,P3_7=0;}//當(dāng)P3_6=1,P3_7=0;時(shí)右電機(jī)后退16PPT課件voidpwm_out_left(void)//左電機(jī)調(diào)速,調(diào)節(jié)push_val_left的值改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,占空比{ if(Left_stop) {if(pwm_val_left<=push_val_left) Left_pwm=1; else Left_pwm=0; if(pwm_val_left>=40) pwm_val_left=0; } else Left_pwm=0;}voidpwm_out_right(void)//右電機(jī)調(diào)速{ if(Right_stop) {if(pwm_val_right<=push_val_right) Right_pwm=1; else Right_pwm=0; if(pwm_val_right>=40) pwm_val_right=0;} else Right_pwm=0;}/******************第二部分PWM調(diào)速控制函數(shù)******************/

17PPT課件/*********************第三部分電機(jī)驅(qū)動(dòng)函數(shù)*********************/voidforward(void) //前進(jìn){push_val_left=4;//PWM調(diào)節(jié)參數(shù)改這個(gè)值可以改變其速度

push_val_right=4; Left_go; Right_go;}voidrotate_left(void)//旋轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn){ push_val_left=3; push_val_right=4; Left_back; Right_go; }18PPT課件voidlittle_left(void)//小車前進(jìn)向左微調(diào){ Left_go; Right_go; push_val_left=2; push_val_right=5; }voidrotate_right(void)//旋轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn){ push_val_left=4; push_val_right=3; Left_go; Right_back; }voidlittle_right(void)//小車前進(jìn)向右微調(diào){ Left_go; Right_go; push_val_left=4; push_val_right=2; }19PPT課件voidstop(void)//停止{ push_val_left=0; push_val_right=0;}/*********************第四部分主函數(shù)*********************/voidmain(){ init(); while(1) { if(HW3==0&&HW2==1&&HW1==0) //直行 { { forward(); } if(HW3==0&&HW2==0&&HW1==1) //微右

{ little_right(); i=1; }

20PPT課件

if(HW3==0&&HW2==0&&HW1==0&&i==1)//右轉(zhuǎn)出線時(shí)（特別）

{ little_right(); j=0;q=0;w=0; } if(HW3==1&&HW2==0&&HW1==0)//微左

{ little_left(); j=1; } if(HW3==0&&HW2==0&&HW1==0&&j==1)//左轉(zhuǎn)出線時(shí)（特別）

{ little_left(); i=0;q=0;w=0; } if(HW3==0&&HW2==1&&HW1==1)//兩個(gè)傳感器測(cè)右拐 { rotate_right(); q=1; }21PPT課件 if(HW3==0&&HW2==0&&HW1==0&&q==1)//調(diào)整

{ rotate_right(); w=0;i=0;j=0; } if(HW3==1&&HW2==1&&HW1==0)//兩個(gè)傳感器測(cè)到左拐

{ rotate_left(); w=1; } if(HW3==0&&HW2==0&&HW1==0&&w==1) { rotate_left(); q=0;i=0;j=0; } if(HW3==1&&HW2==1&&HW1==1)//檢測(cè)到全為黑線時(shí)停止

{ stop(); } }}22PPT課件/*************第五部分中斷服務(wù)函數(shù)*************/voidinit() //初始化{ TMOD=0X01; TH0=(65536-1000)/256;//1ms定時(shí)

TL0=(65536-1000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1;}voidtimer0()interrupt1 //TIMER0中斷服務(wù)子函數(shù)產(chǎn)生PWM信號(hào){ TH0=(65536-1000)/256;//1ms定時(shí)

TL0=(65536-1000)%256; //time++; pwm_val_left++; pwm_val_right++; pwm_out_left(); pwm_out_right();}23PPT課件結(jié)論：本課題研究的內(nèi)容主要是智能小車的循跡系統(tǒng)。以實(shí)驗(yàn)組裝小車為基礎(chǔ)，使用了3個(gè)光電傳感器來(lái)探測(cè)周圍環(huán)境，同時(shí)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行融合。取得了以下成果：

2經(jīng)過(guò)多次的測(cè)試證明，循跡傳感器呈M型布局時(shí)更適合檢測(cè)多彎道的軌跡。由于傳感器不在同一直線上，故小車轉(zhuǎn)彎時(shí)，左右兩邊后部的傳感器有較大的采樣空間，兩邊前端的傳感器則對(duì)采集的信號(hào)有更好的前瞻性。整個(gè)布局有利于在彎道處提高小車速度。但相對(duì)一字型布局，M型布局容易產(chǎn)生不穩(wěn)定信號(hào)，從而產(chǎn)生信號(hào)震蕩，影響小車行駛的穩(wěn)定性。

3小車保留了擴(kuò)展功能。循跡小車在完成設(shè)計(jì)預(yù)想的前提下，考慮到車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單化，降低了制