智能尋跡小車實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄1、引言1.1智能小車的設(shè)計(jì)意義和作用32、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)43、硬件設(shè)計(jì) 3.1循線模塊54、軟件設(shè)計(jì) 4.1軟件調(diào)試平臺(tái)7 4.2系統(tǒng)軟件流程8 4.3系統(tǒng)軟件程序95、調(diào)試及性能分析126、設(shè)計(jì)總結(jié)137、作品實(shí)物圖148、參考文獻(xiàn)151、引言1.1智能小車的設(shè)計(jì)意義和作用 智能小車是移動(dòng)式機(jī)器人的重要組成部分,介紹一種基于AT89S52單片機(jī)的智能小車。通過不斷檢測各個(gè)模塊傳感器的輸入信號,根據(jù)內(nèi)置的程序分別控制小車左右兩個(gè)直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線,尋找光源,判斷并避開障礙物,檢測道路上的鐵片、發(fā)出聲光信息并計(jì)數(shù)顯示,智能停車等功能。作為20世紀(jì)自動(dòng)

2、化領(lǐng)域的重大成就，機(jī)器人已經(jīng)和人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活密不可分。因此為了使智能小車工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。智能小車要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動(dòng)導(dǎo)引小車(avgauto-guide vehicle)系統(tǒng)，基于它的智能小車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別路線,判斷并自動(dòng)避開障礙，選擇正確的行進(jìn)路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表.它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分,，執(zhí)行部分,cpu。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能，還可以擴(kuò)展循跡等

3、功能，感知導(dǎo)引線和障礙物?？梢詫?shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測到障礙物自動(dòng)躲避?？紤]使用價(jià)廉物美的紅外反射式傳感器來充當(dāng)。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度。2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)AT89S52單片機(jī)作為總的控制核心，利用傳感器，在循線信號、尋光信號、檢測障礙物信號等的輸入作用下，控制電機(jī)采取相應(yīng)的動(dòng)作，從而調(diào)整小車做合適的選擇。同時(shí)，如果有檢測到金屬片的信號，則將該信號以聲光的形式表現(xiàn)出來并令數(shù)碼管計(jì)數(shù)顯示。主要有循線、尋光、避障、金屬檢測、數(shù)碼顯示、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源、單片機(jī)控制等8大模塊，如2-1圖所示。圖2-1 功能模塊圖3、硬件設(shè)計(jì)3.1循線

4、模塊 循線模塊，循跡是指小車在白紙地板上循黑線行走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表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，可以根據(jù)黑帶和白紙對光線的發(fā)射系數(shù)不同，可以利用車底接收到的發(fā)射光的強(qiáng)弱來判斷“道路”黑帶。采用四個(gè)紅外光電管分別置于移動(dòng)智能小車前板底座的兩側(cè)，確保沿著黑線行駛。紅外光電管由一個(gè)發(fā)射管和一個(gè)接收管組成，安裝在同一面上。紅外光電管的工作原理是由發(fā)射管發(fā)射出的紅外線，經(jīng)檢測面反射后被接收管吸收，由于檢測面顏色的不同，對紅外線的吸收程度也不同，從而反映在接收管的阻值變化上。這種阻值變化通過外接通路就能轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠識(shí)別的信號。由于紅外光電管發(fā)出的是紅外

5、線，日光對小車的檢測不會(huì)產(chǎn)生影響，因而其抗干擾性能好，從而實(shí)現(xiàn)小車的循跡功能。但紅外探測器探測距離有限，一般最大不應(yīng)超過3cm。循跡功能如3-1，3-2圖所示。圖 3-1 循跡功能圖圖3-2循跡功能圖本設(shè)計(jì)需要檢測小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，沿著路面黑線運(yùn)動(dòng)。采用發(fā)射取樣式，單光束紅外傳感器接收信號，電路在5V電壓下工作，根據(jù)該型號傳感器紅外發(fā)射管所需的工作降壓（紅外發(fā)射管的正向降壓在1-1.3V）和工作電流（紅外發(fā)射管的電流為2-10mA），選取負(fù)載電阻R=15千歐，紅外發(fā)射管負(fù)載電阻R=220歐。4、軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件調(diào)試平臺(tái)Keil for C51是美國Keil Software公司出品的C語言軟

6、件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，Keil C51軟件還提供了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，生成的目標(biāo)代碼效率非常高，且容易理解。C51開發(fā)中除了必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的源程序要變?yōu)镃51可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，但現(xiàn)在已極少使用手工匯編。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接線、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision2）將這些部分組合在一起。如圖4-1所示。圖4-1 Keil for C51開發(fā)平臺(tái)4.2系統(tǒng)軟件流程系統(tǒng)軟件流程圖如

7、圖4-2所示圖4-2系統(tǒng)流程圖4.3系統(tǒng)軟件程序#include<reg52.h>#define LED P1 /定義數(shù)據(jù)顯示端口sbit D1=P20; /定義前方左側(cè)指示燈端口sbit D2=P07; /定義前方側(cè)右指示燈端口sbit ZIR=P35; /定義前方左側(cè)紅外探頭端口sbit YIR=P36; /定義前方右側(cè)紅外探頭端口sbit QIR=P37; /定義前方正前方紅外探頭端口sbit M1A=P00; /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)A端sbit M1B=P01; /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)B端sbit M2A=P02; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)A端sbit M2B=P03; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)

8、動(dòng)B端sbit SB1=P04; /定義語音識(shí)別傳感器端口sbit MIC=P06; /定義蜂鳴器端口void delay(unsigned int z)while(z-);SB1=!SB1;return;void car (unsigned char a)M1A=0;M2A=0;M1B=0;M2B=0;switch(a)case 1:M1A=1;M2A=1;break;case 2:M1B=1;M2B=1;D1=0;D2=0;break;case 3:M1B=1;M2A=1;D2=0;break;case 4:M1A=1;M2B=1;D1=0;break;void main()car(1);

9、while(1);D1=1;D2=1;LED=0x00;if(QIR=0)car(2);delay(15000);car(1);if(YIR=0&&ZIR=1)car(3);delay(15000);if(YIR=0&&ZIR=1)car(1);if(ZIR=0)car(4);delay(15000);if(YIR=0&&ZIR=1)car(1);if(YIR=0&&ZIR=0)car(2);delay(30000);5、調(diào)試及性能分析   整機(jī)焊接完畢，首先對硬件進(jìn)行檢查聯(lián)線有無錯(cuò)誤，再逐步對各模塊進(jìn)行調(diào)試。

10、首先寫入電機(jī)控制小程序，控制其正反轉(zhuǎn)，停機(jī)均正常。加入避障子程序，小車運(yùn)轉(zhuǎn)正常，調(diào)整靈敏度達(dá)最佳效果。加入顯示時(shí)間子程序，顯示正常。鐵片檢測依靠接近開關(guān)，對檢測信號進(jìn)行處理并實(shí)時(shí)顯示和發(fā)出聲光信息，無異常狀況。路程顯示部分是對霍爾管脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，為了盡量達(dá)到精確，車輪加裝小磁片。接著對黑帶檢測模塊調(diào)試，發(fā)現(xiàn)有時(shí)小車會(huì)跑出黑帶，經(jīng)判斷是因?yàn)榧t外線收發(fā)對管靈敏度不高，調(diào)整靈敏度后仍然達(dá)不到滿意效果，疑是受環(huán)境光影響，利用塑料套包圍紅外線收發(fā)后問題解決。趨光電路主要由三個(gè)光敏電阻構(gòu)成，調(diào)整三個(gè)光敏電阻的角度同時(shí)測試軟件，以最佳效果完成趨光功能。  整機(jī)綜合調(diào)試，上電后對系統(tǒng)進(jìn)行初

11、始化，接著控制電機(jī)使小車向前行駛，突然發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)即刻進(jìn)入外部中斷1，重復(fù)多次測試，結(jié)果都是自動(dòng)進(jìn)入該中斷。推斷是由剛上電時(shí)電機(jī)起動(dòng)所引起，為了避免上電瞬間的影響，在啟動(dòng)小車后延時(shí)幾毫秒，再開外部中斷，結(jié)果問題解決。允許的話應(yīng)采用雙電源供電，即電機(jī)和電路應(yīng)分開供電，L293D與單片機(jī)之間采用隔離信號控制。這樣就不會(huì)出現(xiàn)小車啟動(dòng)時(shí)程序出錯(cuò)和數(shù)碼管顯示閃動(dòng)的問題。在計(jì)程精度上，可用紅外線原理獲得較高精度。6、設(shè)計(jì)總結(jié)通過本次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，不僅是對我們課本所學(xué)知識(shí)的考查，更是對我們的自學(xué)能力和收集資料能力及動(dòng)手能力的考驗(yàn)，本次實(shí)訓(xùn)使我們對一個(gè)項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)有了初步認(rèn)識(shí)。再有對電路板的制作有了一定的了解。并學(xué)會(huì)

12、了使用keil軟件設(shè)計(jì)。本次實(shí)訓(xùn)使我們意識(shí)到實(shí)驗(yàn)的更重要性，在硬件制作和軟件調(diào)試過程中，出現(xiàn)了很多問題，最終都是通過實(shí)驗(yàn)的方法來解決的。還有以前對程序只是一個(gè)模糊的概念。通過這次實(shí)訓(xùn)極大的鍛煉了我們的思考和分析問題能力。并對單片機(jī)有利益更深的認(rèn)識(shí)。 總之，實(shí)訓(xùn)過程中，無論是對學(xué)習(xí)方法還是理論知識(shí)，我們都有了新的認(rèn)識(shí)。受益匪淺。這將激勵(lì)我們今后再接再勵(lì)，不斷完善自己的理論知識(shí)提高實(shí)踐運(yùn)作能力。8、作品實(shí)物圖  9、參考文獻(xiàn)1）、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 2）、周立功單片機(jī)3）、單片機(jī)原理與應(yīng)用4）、8051單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與實(shí)例5）、MCS-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 歡迎您的光臨，Word文檔下載后可修改編輯.雙擊可刪除頁眉頁腳.謝謝！希望您提出您寶貴的意見，你的意見是我進(jìn)步的動(dòng)力。贈(zèng)語； 1、如果我們做與不做都會(huì)有人笑，如果做不