51循跡小車程序實驗報告

1、竭誠為您提供優(yōu)質文檔 /雙擊可除第 1 頁共 20 頁51 循跡小車程序實驗報告篇一：智能循跡小車實驗報告摘要本設計主要有單片機模塊、傳感器模塊、電機驅動模塊 以及電源模塊組成，小車具有自主尋跡的功能。本次設計采 用sTc公司的89c52單片機作為控制芯片，傳感器模塊采用 紅外光電對管和比較器實現(xiàn)，能夠輕松識別黑白兩色路面， 同時具有抗環(huán)境干擾能力，電機模塊由L298n芯片和兩個直流電機構成，組成了智能車的動力系統(tǒng)，電源采用7.2V的直流電池，經(jīng)過系統(tǒng)組裝，從而實現(xiàn)了小車的自動循跡的功 能。關鍵詞智能小車單片機紅外光對管sTc89c52L298n1緒論隨著科學技術的發(fā)展，機器人的設計越來越精細

2、，功能 越來越復雜，智能小車作為其的一個分支，也在不斷發(fā)展。在近幾年的電子設計大賽中，關于小車的智能化功能的實現(xiàn)也多種多樣，因此本次我們也打算設計一智能小車，使其能自動識別預制道路，按照設計的道路自行尋跡。2設計任務與要求采用mcs-51單片機為控制芯片（也可采用其他的芯片）， 紅外對管為識別器件、步進電機為行進部件，設計出一個能 夠識別以白底為道路色，寬度10mm左右的黑色膠帶制作的不規(guī)則的封閉曲線為引導軌跡并能沿該軌跡行進的智能尋 跡機器小車。3方案設計與方案選擇3.1硬件部分可分為四個模塊：單片機模塊、傳感器模塊、電機驅動模塊以及電源模塊。3.1.1單片機模塊為小車運行的核心部件，起控制

3、小車的所有運行狀態(tài)的作用。由于以前自己開發(fā)板使用的是ATmeL公司的sTc89c52，所以讓然選擇這個芯片作為控制核心部件。sTc89c52是一種低損耗、高性能、cmos八位微處理器，片內有4k字節(jié)的在 線可重復編程、快速擦除快速寫入程序的存儲器，能重復寫 入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時間為十年。其程序和數(shù)據(jù)存儲 是分開的。3.1.2傳感器模塊方案一：使用光敏電阻組成光敏探測器采集路面信息。第 2 頁共 20 頁 阻值經(jīng)過比較器輸出高低電平進行分析，但是光照影響很大，不能穩(wěn)定工作。方案二：使用光電傳感器來采集路面信息。使用紅外光電對管，其結構簡明，實現(xiàn)方便，成本低廉，沒有復雜的圖 像處理工作，

4、因此反應靈敏，響應時間少。但也存在不足， 它能獲取的信息是不完全的， 容易受很多擾動（如背景光源， 高度等）的影響，抗干擾能力較差。方案三：使用ccD傳感器來采集路面信息。使用ccD可以獲取大量的圖像信息，掌握全面的路徑信息，抗干擾能力 強，為以后功能的擴展提供方便。但使用ccD需要大量的圖像處理工作，進行大量數(shù)據(jù)的存儲和計算，因此電路復雜， 實現(xiàn)起來工作量大。方案四：使用光電對管采集路面信息。RpR220結構緊湊， 體積小，調整電路簡單工作性能穩(wěn)定?？梢姺桨杆淖钸m宜，但僅從此項目考慮，方案二成本低，也能完成設計，故選用方案二。3.1.3電機控制模塊3.131電機的選擇方案一：采用步進電機，其

5、轉過的角度可以精確定位，可實現(xiàn)小車行進過程的精確定位。但步進電機的輸出力矩低， 隨轉速的升高而降低，且轉速越快下降得越快。方案二：采用直流電機，其轉動力矩大，體積小，重量第 3 頁共 20 頁 輕，裝配簡單，操作方便。速度的調節(jié)可以改變電壓也可以調節(jié)pwm基于以上，我們選擇了方案二，使用直流電機作為驅動 電機。3.132電機的驅動采用專用芯片L298n作為電機驅動芯片，其操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。一片L298n就可以分別控制兩個直流電機。3.1.4電源模塊給整個系統(tǒng)穩(wěn)定供電以保持其正常工作，包括7.2V的電源以及轉5V部分，其中7.2V的是給電機和其驅動供電，5V的用來驅動單片機及其他芯片

6、。以上單元連接如下圖所示：3.2軟件部分3.2.1程序流程圖此系統(tǒng)采用89C52單片機，再根據(jù)硬件連接，通過相應的軟件來完成對信號的采集和數(shù)據(jù)的分析，再控制小車的運 行狀態(tài)，以下為主程序流程圖：3.2.2程序設計思路3.2.2.1尋跡模塊程序通過傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機，再通過單片機來實現(xiàn)相應的功能。第 4 頁共 20 頁322.2電機驅動模塊程序控制兩個直流電機，實現(xiàn)前進、后退、前左轉、前右轉、 停車等功能。4各部分電路的作用及電路工作原理分析4.1信號采集模塊4.1.1TCRT500結構與工作原理TcRT5000(L)具有緊湊的結構發(fā)光燈和檢測器安排在同一方向上， 利用紅外光譜反

7、射對象存在另一個對象上， 操作 的波長大約是950毫米。探測器由光電晶體三極管組成的，它由高發(fā)射功率紅外光電二極管和高度靈敏光電晶體管組成。通過測試，其檢測距離在2mm-10mm TcRT5000的發(fā)射管和接收管是一起封裝在矩形塑料殼中，為了使檢測更加準確，我們用了5只TCRT5000檢測黑線，實物見圖4-1o4.1.2信號采集電路圖及原理小車在白色地面行駛時，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號被 反射，接收管收到信號后，輸出端為低電平，經(jīng)過比較器比 較后輸出為低電平。而當紅外信號遇到黑色導軌時，紅外信 號被吸收，接收管不能接收信號，輸出端為高電平，經(jīng)過比 較器比較后輸出高電平。單片機通過采集每個比較器

8、的輸出 端電壓，便可以檢測出黑線的相對位置的位置，從而控制小 車的行駛方向。篇二：基于單片機的循跡小車實驗報告第 5 頁共 20 頁第6頁共 20 頁課程設計報告（嵌入式技術實踐（二）學院：電氣工程與自動化學院題目：基于p89V51Rb2單片機尋跡小車 專業(yè)班級：學號：學生姓名：指導老師：20XX年06月07日目錄第1章緒論.41.11.21.3引.4課題任務要 求. 4本論文研究的內5第7頁共 20 頁容.4第2章系統(tǒng)總體設計.52.12.22.32.2小車的機械特性.5智能小車尋跡基本原理.5智 能小車測速基本原理.5智 能小車遙控基本原理.計3.2.4第8頁共 20 頁第3章系統(tǒng)硬件設. 7擇.3.1控制器的選.73.1.13.1.23.2概述.7p89V51Rb2開發(fā)工具特性. 7硬件電路設計. 73.2.13.2.23.2.3325路4.1第 9 頁共 20 頁326系統(tǒng)電源電 7電機驅動模塊. 8光電編碼器.9紅外線檢測電路.9超聲波蔽障/測距. 錯誤！未定義書簽。LcD顯示設計. 錯誤！未定