高等教育：基于單片機的智能循跡小車---答辯PPT

1、沈陽理工大學(xué)201 2年學(xué)士學(xué)位論文答辯基于單片機的智能循跡小車主要內(nèi)容5選題背景 循跡小車總體設(shè)計 循跡小車硬件設(shè)計循跡小車軟件設(shè)計 總結(jié)不裝載任何傳感器，只是采用簡單的開關(guān)控制，通過編程 來設(shè)置循跡小車的路徑與運動參數(shù)。以多種外部傳感器構(gòu)成感官系統(tǒng)，通過采集外部的環(huán)境信 息，精確地描述外部環(huán)境的變化。裝有簡單的傳感器，可以感覺到自身的的運動位置，速度等 其他物理量，電路是一個閉環(huán)反饋的控制系統(tǒng)，能適應(yīng)一定 的外部環(huán)境變化。選題背景:第一代 可編程的示教在線型 循跡小車“第三代 智能型 循跡小生厶第一伏 離線萄程型 循跡小車世界上誕生第一臺循跡小車誕生于1959年，至今已有50多年的 歷史，

2、機器人技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展和進步，現(xiàn)已發(fā)展成一門 包含：機械、電子、計算機、自動控制、信號處理，傳感器等多 學(xué)科為一體的性尖端技術(shù)。循跡小車共歷了三代技術(shù)創(chuàng)新變革：循跡小車特點:智能循跡小車是指裝備如電磁，光學(xué)或其他自動導(dǎo) 引裝置，通過電腦程序來控制，沿設(shè)定的引導(dǎo)路徑 行駛，也可把電磁軌道黏貼在地板上來確定其行進 路線，無需駕駛員操作，將貨物自動從起始點運送 到目的地。循跡小車的另一個特點是高度自動化，可以根據(jù) 倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變 行駛路徑，而且改變運行路徑的費用與傳統(tǒng)的輸 送帶和傳送線相比非常低廉。作環(huán)境清潔的地方。此外，循跡小車小車依靠蓄電池提供動力，具有清潔 生

3、產(chǎn)、運行過程中無噪音、無污染的特點，可用在工循跡小車總體設(shè)計:單片機紅外光電循跡勰器模塊電路丿本系統(tǒng)釆用簡單明了的設(shè)計 方案。通過高發(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小車經(jīng)，然后由STC89C52單片機通 過10 口控制L298N驅(qū)動模塊改變 兩個直流電機的工作狀態(tài)，最后 實現(xiàn)小車循跡。J循跡小車瀚晶振電路:在STC89S52單片機上內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的 高增益反相放大器，弓I腳XTAL1和XTAL2分別是此放 大器的輸入端和輸出端。在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩 器就產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計選用12MHZ無源晶振、2個22pF

4、電容，使得一個 機器周期是ip so晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時 鐘信號，兩個電容則是起到并聯(lián)諧振的作用。復(fù)位電路:復(fù)位破89系列單片機的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi) 的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時, 且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維 持2個機器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以 響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。2estC210ufR31.5KR4200當系統(tǒng)上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高 電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復(fù)位 鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上 電且開關(guān)復(fù)位的操作。循跡傳感器:vcc2TC端是傳感器工作控制端，為高電

5、平時，發(fā)光二極 管不工作，傳感器休眠，為低電平時，傳感器啟動。Signal端為檢測信號輸出，當遇到黑線，黑線吸收通，Signal輸出高電平；當遇到白線，與黑線相反,低電平。驅(qū)動電路:El機驅(qū)動珂路U2D12 3 4 ININIKINVSSVS0UT1OUT2OUT3OUT42TuUENBENAISEN AGND ISENBL15L298NGND1298剛動芯片和施電機堿圖2如果OUT1信號為“0”，OUT2 信號為“1”，并且使能信號是“1”，那么三極管Q1和Q4導(dǎo)通, 電流從左至右流經(jīng)電機；如果 OUT1信號變?yōu)椋骸?”，而 OUT2信號變?yōu)椤?”，那么Q2和 Q3將導(dǎo)通，電流則反向流過電機

6、。循跡小車軟件設(shè)計:本設(shè)計釆用ci吾言粋艇序。模塊化結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計，可 以感獲#于調(diào)殆優(yōu)化，也使其閱讀系統(tǒng)的程序設(shè)計。因此，軟件的設(shè)計上 運用了模塊 化程序的結(jié)構(gòu)對軟件進行設(shè)計，使得程序變得更加直觀易 懂。程序的主要模央有：主程序、定時溢出中斷服務(wù)程序、 外部中斷服務(wù)程序。Keil C51單片機軟件開發(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文 件(.OBJ) o目標文件與庫文件一起經(jīng)LIB51連 接定位生成絕對目標文件(ABS)。ABS文件由 0H51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件。在軟件調(diào)試中，使用功能強大且的WAVE 6000軟件進 行軟件編譯與調(diào)試，使用Microco

7、ntroller ISP Software及其配套的單片機對程序進行燒錄。主要程序功能sbit PWM1=P1AO;電機A/B使能端sbit PWM2=P1A1;sbit IN1=P1A2;電機控制端sbit IN2=P1A3;sbit IN3=P1A4;傳感器管腳位聲明sbit IN4=P1A5; sbit RP1=P2AO;sbit RP2=P2A1;sbit RP3=P2A2;sbit RP4=P2A3;/*第二部分電機控制子函數(shù)*/void forward 1()電機 1 前進IN1=O;IN2=1;電機2前進void forward2()IN3=0;IN4=1;void backl(

8、)電機1后IN1=1;IN2=0;void back2() IN3=1;IN4=0;電機2后$void main()int num=0;TMOD=0x01;EA=1;中斷模式設(shè)置定時1msTH0=(65536-1000)/256;void timeO()interrupt 1TH0=(65536-1000)/256; 定時 1msTL0=(65536-l000) %256;countl+;count2+;if(countl=500)周期是500mscountl=0;if(count2=500)周期是500mscount2=0;TL0=(65536-1000)%256;ET0=l;TR0=l;t

9、urn(countl,250,count2,250);使小車沖上黑色軌道delay(350);延時等待小車沖上黑色軌道結(jié)論: 6E3本課題研究的內(nèi)容主要是智能小車的循跡系統(tǒng)。以實驗組裝小車為基 礎(chǔ)，使用了4個光電傳感器來探測周圍環(huán)境，同時對采集到的數(shù)據(jù)信 息進行融合。取得了以下成果：小車可以實現(xiàn)按照預(yù)定軌道在無外部環(huán)境影響或改變時, 小車將一直在軌道上循跡。經(jīng)過多次的測試證明，循跡傳感器呈M型布局時更適合檢 測多彎道的軌跡。由于傳感器不在同一直線上，故小車轉(zhuǎn) 彎時，左右兩邊后部的傳感器有較大的采樣空間，兩邊前 端的傳感器則對采集的信號有更好的前瞻性。整個布局有 利于在彎道處提高小車速度。但相對一字型布局，M型布 局容易產(chǎn)生不穩(wěn)定信號，從而產(chǎn)生信號震蕩，影響小車行 駛的穩(wěn)定性。小車保留了擴展功能。循跡小車在完成設(shè)計預(yù)想的前提 下，考慮到車體結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單化，降低了制作成本， 使之更具有普及性。保留了