循迹避障小车设计报告

项目名称：智能购物车系：信息工程系专业： 11电气工程及其自动化名字：刘亮、崔占入侵、韩康指导老师：王蕾目录摘要，摘要，摘要，摘要，摘要。绪言：. 3一、系统设计1.1、任务和要求1.2车身方案的认证和选择.二、硬件设计和说明.52.1跟踪故障模块.52.2主模块.62.3电机驱动模块. 62.4机械模块.72.5电源模块.7三、自动跟踪障碍车整体的设计7四、软件的设计和说明.4.1系统软件的流程图.94.2系统程序.9五、 系统测试的过程. 12六、总结13七、附录：系统部件摘要该设计主要包括三个模块：信号检测模块、主模块、电机驱动模块。 信号检测模块采用红外线对管，检测无屏障和黑线。 主控制电路以宏观结晶公司8051核的STC89C52单片机作为控制芯片。 电机驱动模块采用意大利半导体的L298N专用电机驱动芯片，单片控制与传统的单独部件电路相比，使系统整体具有稳定性。 信号检测模块将收集到的道路状况信号传递给STC89C52单片机，在单片机处理后，对L298N的指令进行相应的调整。 通过有无光接收控制电动推车的方向，实现了自动避免跟踪故障的功能。关键字：智能跟踪故障车，STC89C52单片机，L298N驱动芯片，信号检测模块，跟踪故障绪言(1)智能手推车的作用和意义自从第一个工业机器人诞生以来，机器人的发展波及了机械、电子、冶金、交通、宇宙飞行、防卫等领域。 近年来，机器人的智能水平提高，人们的生活方式正在迅速变化。 人们在不断地探讨、改造、认识自然的过程中，制造代替人工作的机器一直是人的梦想。随着科学技术的发展，机器人的感觉系统对视觉的各种技术，图像处理技术已经相当发达，但基于图像的理解技术还很落后，机器视觉只能通过大量运算来识别结构化环境的简单目标。 视觉传感器的核心器件是摄像管和CCD，现在的CCD能够自动聚焦。 但是，由于CCD传感器的价格体积使用方式不占优势，所以在只需要不要求清晰图像的粗略感觉的系统中，考虑到使用接近感觉传感器，感觉传感器的种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行驶和驾驶的重要部件。 视觉的典型应用领域是自主智能导航的实用有效方法。机器人为了实现自动引导跟踪功能和避免故障功能，必须感知引导线和障碍物。 感知感应线相当于给机器人带来视觉功能。 故障回避控制系统基于自动引导车系统，基于此智能车自动识别路线，判断故障自动回避，选择正确的路线。 使用传感器感知路径和故障，做出判断和相应的行动。这个智能手推车可以作为机器人的典型代表。 其被分为传感器检测部、cpu、执行部三个构成要素。 机器人必须实现自动跟踪故障避免功能，感知导线和障碍物。 可以实现汽车自动识别道路，选择正确的道路，自动避免障碍物。 基于上述要求，感测部认为手推车通常不需要感知清楚的图像，只要仅需要粗略的感知即可，所以可以抛弃昂贵的CCD传感器，使用廉价、高质量的红外线光电传感器。 智能推车的执行部分在直流电机上起作用，主要控制推车的行进方向。 单片机驱动直流电动机一般有两种方案：第一，不占用单片机资源，直接选择具有PWM功能的单片机，能实现精密调速；第二，用软件改变PWM输出虽然需要占用单片机的资源，难以进行准确的调速，但是单片机型号的选择馀地很大。 考虑到实际情况，本文选择第二个方案。 CPU使用了STC89C52单片机，是根据软件编程实现的。(2)智能手推车的现状目前智能手推车发展迅速，从智能玩具到其他行业都有实质性成果。 其基本功能可以实现跟踪、屏障、补丁检查、光入库、避开悬崖等基本功能，这几节电子设计竞赛的智能小车又向音响控制系统发展。 比著名的飞思卡尔智能车走在前排。 我们这次的设计主要实现了跟踪故障这两个功能。一、系统设计本组智能小车的硬件主要有以STC89C52单片机为核心的主站部、自动跟踪故障部、电机驱动部。 电动机驱动部和其他部分由一个电源串联供给电力。购物车硬件的系统图如下所示。自动跟踪故障避免模块电动机驱动模块。STC89C52单片机电脑电源5V供电路径功能控制1.1、任务和要求设计了基于直流电机的自动跟踪障碍车，使车能自动检测地板的黑色轨迹和道路两侧的挡板(没有黑线的情况)，沿着黑色轨迹和挡板行驶。检测(黑线)驱动马达软件控制控制手推车。1.2、车身方案的认证和选择建议1 :自己制造电动汽车，虽然材料不足，但制作过程花费很多时间，而且在同学中技术也很差，制造的车可能机械性能差。 同时考虑到时间和性能，我们放弃了这个方案方案2 :购买购物车零件组，购买购物车零件组组装了完整的框架轮、马达及其驱动电路。 改造容易，控制容易。 机器的性能得到了保障。购物车的照片如下。综合考虑，最终选择方案2二、硬件设计和说明2.1跟踪故障避免模块我们选择了四路红外线检测跟踪光电传感器该模块是向诸如智能小车、机器人等自动化机械设备提供通用红外线检测系统的解决方案。 使用红外线收发管等分立部件构成探针，将LM339电压比较器(加上滞后电路更稳定)用作核心器件来构成中央控制电路。 该系统具有的各种探测功能，对各种自动化智能小型系统的应用非常满意。本模块的特征：设置方便，使用方便四条路各独立工作，工作时不受数量限制中心板远离探针，安装位置不受限制。模块高度10mm；安全工作电压范围在3伏到6伏之间4路全开工作电流30毫安到55毫安之间。2.2主模块我们采用了宏观结晶公司的STC89C52单片机作为主控制器。 STC89C52是一款高速、低功耗、噪音非常强的8位单片机，可以反复改写32k空间的100台， 内置000个闪存、4K随机访问数据存储器(RAM )、32个I/O端口和2个8位可编程定时器计数器，可在线编程、调试，程序下载和用户时钟电路和复位电路(构成单片机和最小系统)1 )采用外部时钟，水晶振动频率为12MHZ2 )采用钥匙复位2.3电机驱动模块电动马达电机采用直流减速电机，直流减速电机旋转扭矩大，体积小，重量轻，组装简单，使用方便。 由于其内部是由高速马达供给原来的动力，所以如果驱动变速(减速)齿轮系，就会产生大的扭矩。可以选择减速比为1:74的直流电机，减速后的电机转速为100r/min。 只要车轮直径为6cm，推车的最大速度就能达到v=2RV=2* 3.14 * 0.03 * 100/60=0.314 m/s能很好地满足系统的要求。驱动驱动模块采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片，L298N是具有高电压大电流的全桥驱动芯片，响应频率高，一个L298N可以分别控制两个直流电机。 L298N的管脚图和输入输出关系表如下所示。图L298N外部端子表1 L298N输入输出关系驱动电路的设计如图2所示图2 L298N电机驱动电路L298N的5、7、10、12四个管脚连接到单片机上，可以通过单片机编程实现对两个直流电机的PWM调速控制。2.4电源模块用4个普通的1.5V干电池单电源供电，以串联方式同时给单片机和电动机供电。三、自动跟踪障碍车整体设计3.1整体电路图四、软件设计和说明4.1系统软件流程图开始。前进否否扫描I/O端口，看看是否检测到黑线扫描I/O端口，查看是否检测到故障是的，是的。是的，是的。左侧/右侧检测出黑线向左/向右检测到故障向右/向左走向左/向右走4.2跟踪故障避免程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int无符号char ZK B1=0；/左电机的占空比*/无符号char zkb2=0；/右电机的占空比*/无符号char t=0；/*定时器中断计数器*/sbit LSEN2=P20；sbit LSEN1=P21；sbit RSEN1=P22；sbit RSEN2=P23；/传感器*/sbit IN1=P10；sbit IN2=P11；sbit IN3=P12；sbit IN4=P13；sbit ENA=P14；sbit ENB=P15；初始化计时器中断，初始化计时器中断。初始化计时器中断。void init ()举止TMOD=0x01；TH0=(65536-100)/256；TL0=(65536-100)%6；EA=1；ET0=1；TR0=1；以下中断函数脉冲宽度调制，中断函数脉冲宽度调制。void timer0() interrupt 1举止if(t=50 )t=0； 以下以下求助于，求助于，求助于，求助于。void前金()举止zkb1=50；zkb2=50；以下左旋函数，左旋函数，左旋函数。void turn_left1()举止zkb1=0；zkb2=50；以下左旋函数，左旋函数，左旋函数。void turn_left2()举止zkb1=0；