智能小車實訓(xùn)報告

1、智能小車實訓(xùn)報告摘要：本課題是基于AT89C52單片機的智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)，小 車完成的主要功能是能夠自主識別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn) 快速穩(wěn)定的尋線行駛。小車系統(tǒng)以AT89S52單片機為系統(tǒng)控制處理 器；采用紅外傳感獲取賽道的信息，來對小車的方向和速度進行控制. 此外，對整個控制軟件進行設(shè)計和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最 終完成軟件和硬件的融合，實現(xiàn)小車的預(yù)期功能。一、實驗?zāi)康?通過設(shè)計進一步掌握5 1單片機的應(yīng)用，特別是在嵌入式系統(tǒng)中 的應(yīng)用。進一步學(xué)習(xí)5 1單片機在系統(tǒng)中的控制功能，能夠合理設(shè)計 單片機的外圍電路，并使之與單片機構(gòu)成整個系統(tǒng)。二、設(shè)計方案該智能車采用紅外傳感器對賽

2、道進行道路檢測，單片機根據(jù)采集 到的信號的不同狀態(tài)判斷小車當(dāng)前狀態(tài)，通過電機驅(qū)動芯片L298N發(fā) 出控制命令,控制電機的工作狀態(tài)以實現(xiàn)對小車姿態(tài)的控制。報告內(nèi)容安排本技術(shù)報告主要分為三個部分.第一部分是對整個系統(tǒng)實現(xiàn)方法 的一個概要說明，主要內(nèi)容是對整個技術(shù)原理的概述；第二部分是對 硬件電路設(shè)計的說明，主要介紹系統(tǒng)傳感器的設(shè)計及其他硬件電路的 設(shè)計原理等；第三部分是對系統(tǒng)軟件設(shè)計部分的說明，主要內(nèi)容是智能模型車設(shè)計中主要用到的控制理論、算法說明及代碼設(shè)計介紹等。技術(shù)方案概要說明本模型車的電路系統(tǒng)包括電源管理模塊、單片機模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模塊。工作原理:利用紅外采集模塊中的紅外發(fā)射接收對

3、管檢測路面上的軌跡將軌跡信息送到單片機單片機采用模糊推理求出轉(zhuǎn)向的角度，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行。硬件電路的設(shè)計1、最小系統(tǒng):小車采用atmel公司的AT89C52單片機作為控制芯片，圖1是 其最小系統(tǒng)電路.主要包括：時鐘電路、電源電路、復(fù)位電路。 其中各個部分的功能如下：1、時鐘電路:給單片機提供一個外接的16MHz的石英晶振。2、電源電路：給單片機提供5V電源.3、復(fù)位電路：在電壓達到正常值時給單片機一個復(fù)位信號。vccVCC PO OCADO XTALlKU/ADlXIAL2P12AD2PO.1!AD3PO/TAOIP0.S-AD5PO.WAMP0.7/

4、AD7RSTPLO!T2 PSENP1.LT2EXALEPl 2 ,Pl JP l-4PAORxDPl .5 PHIkDPL6Pl.7 PiJRTlF14TQP2.Q A8 P2.LAPPWWRPi?RDP23/A11P2.4.A12 P2.5JA13PlkA14VSSP2.7-A15 1PITTTTrS7圖1 單片機最小系統(tǒng)原理圖2、電源電路設(shè)計：模型車通過自身系統(tǒng)，采集賽道信息，獲取自身速度信息，加以 處理，由芯片給出指令控制其前進轉(zhuǎn)向等動作，各部分都需要由電路 支持，電源管理尤為重要。在本設(shè)計中,51單片機使用5V電源，電機 及舵機使用6V電源?？紤]到電源為充電電池組，額定電壓為7.2V

5、， 實際充滿電穩(wěn)壓后的5V電源供電，舵機及電機直接由電池供電。3、傳感器電路：光電尋線方案一般由多對紅外收發(fā)管組成，通過檢測接收到的 反射光強，判斷黑白線。原理圖由紅外對管和電壓比較器兩部分組成， 紅外對管輸出的模擬電壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單 片機。4、電機驅(qū)動電路：電機驅(qū)動芯片L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動 電路.是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個日橋的高電 壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、 2A以下的電機。其引腳排列如圖1中U4所示，1腳和15腳可單獨引 出連接電流采樣電阻器,形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2

6、個電機， OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個電動機。5、7、10、12腳 接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)，ENA, ENB接控制使能端，控制 電機的停轉(zhuǎn).也利用單片機產(chǎn)生PWM信號接到ENA,ENB端子，對電機 的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié).由于一片L298N可以直接驅(qū)動兩個電機，但是為了加大驅(qū)動力， 我們采用兩路并聯(lián)的方式來驅(qū)動電機.軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)小車循跡規(guī)則：若小車偏左的時候，車輪將向右偏轉(zhuǎn)；若小車偏右，車輪將向左 偏轉(zhuǎn)；若沒有偏移，小車將繼續(xù)向前;若小車完全偏離黑色軌跡，小車 后退以尋找黑色軌跡。心得總結(jié)根據(jù)本次設(shè)計要求，我們小組系統(tǒng)地閱讀了大量的資料，并認(rèn)真 分析了設(shè)計課題的需求

7、，還系統(tǒng)學(xué)習(xí)了 51系列單片機的工作原理及 其使用方法，并獨自設(shè)計智能小車的整個項目.雖然條件艱苦，但經(jīng)過不懈鉆研和努力，購買到了所有所需的元 器件，并系統(tǒng)的進行了多項試驗，最終做出了整個小車的硬件系統(tǒng)， 然后結(jié)合課題任務(wù)和小車硬件進行了程序的編制，本系統(tǒng)能夠基本滿 足設(shè)計要求，能夠較快較平穩(wěn)的是小車沿引導(dǎo)線行駛，但由于經(jīng)驗?zāi)?力有限，該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待于進一步的完善與 改進。通過本次課題設(shè)計，不僅是對我們課本所學(xué)知識的考查，更是對 我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動手能力的考驗。本次畢業(yè)設(shè)計使 我們對一個項目的整體設(shè)計有了初步認(rèn)識，還認(rèn)識了幾種傳感器，并 能獨立設(shè)計出其接口電路，再有對電路板的制作有了一定的了解，并 學(xué)會了使用Protel設(shè)計電路。本次畢業(yè)設(shè)計使我們意識到了實驗的重 要性，在硬件制作和軟件調(diào)試的過程中，出現(xiàn)了很多問題，最終都是 通過實驗的方法來解決的.還有以前對程序只是一個很模糊的概念，通 過這次的課題設(shè)計使我對程序完全有了一個新的認(rèn)識，并能使用C 熟練的進行編程了 .通過本次課題設(shè)計，極大的鍛煉了我們的思考和 分