高等教育：基于单片机的智能循迹小车---答辩PPT

1、沈阳理工大学201 2年学士学位论文答辩基于单片机的智能循迹小车主要内容5选题背景 循迹小车总体设计 循迹小车硬件设计循迹小车软件设计 总结不装载任何传感器，只是采用简单的开关控制，通过编程 来设置循迹小车的路径与运动参数。以多种外部传感器构成感官系统，通过采集外部的环境信 息，精确地描述外部环境的变化。装有简单的传感器，可以感觉到自身的的运动位置，速度等 其他物理量，电路是一个闭环反馈的控制系统，能适应一定 的外部环境变化。选题背景:第一代 可编程的示教在线型 循迹小车“第三代 智能型 循迹小生厶第一伏 离线萄程型 循迹小车世界上诞生第一台循迹小车诞生于1959年，至今已有50多年的 历史，

2、机器人技术也取得了飞速的发展和进步，现已发展成一门 包含：机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多 学科为一体的性尖端技术。循迹小车共历了三代技术创新变革：循迹小车特点:智能循迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动导 引装置，通过电脑程序来控制，沿设定的引导路径 行驶，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进 路线，无需驾驶员操作，将货物自动从起始点运送 到目的地。循迹小车的另一个特点是高度自动化，可以根据 仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变 行驶路径，而且改变运行路径的费用与传统的输 送带和传送线相比非常低廉。作环境清洁的地方。此外，循迹小车小车依靠蓄电池提供动力，具有清洁 生

3、产、运行过程中无噪音、无污染的特点，可用在工循迹小车总体设计:单片机红外光电循迹勰器模块电路丿本系统釆用简单明了的设计 方案。通过高发射功率红外光电 二极管和高灵敏度光电晶体管组 成的传感器循迹模块判断黑线路小车经，然后由STC89C52单片机通 过10 口控制L298N驱动模块改变 两个直流电机的工作状态，最后 实现小车循迹。J循迹小车瀚晶振电路:在STC89S52单片机上内部有一个用于构成振荡器的 高增益反相放大器，弓I脚XTAL1和XTAL2分别是此放 大器的输入端和输出端。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡 器就产生自激振荡。本设计选用12MHZ无源晶振、2个22pF

4、电容，使得一个 机器周期是ip so晶振的作用是为系统提供基本的时 钟信号，两个电容则是起到并联谐振的作用。复位电路:复位破89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内 的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时, 且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维 持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以 响应并将系统复位。2estC210ufR31.5KR4200当系统上电后，由于电容充电，使RST持续一段高 电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位 键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上 电且开关复位的操作。循迹传感器:vcc2TC端是传感器工作控制端，为高电

5、平时，发光二极 管不工作，传感器休眠，为低电平时，传感器启动。Signal端为检测信号输出，当遇到黑线，黑线吸收通，Signal输出高电平；当遇到白线，与黑线相反,低电平。驱动电路:El机驱动珂路U2D12 3 4 ININIKINVSSVS0UT1OUT2OUT3OUT42TuUENBENAISEN AGND ISENBL15L298NGND1298刚动芯片和施电机碱图2如果OUT1信号为“0”，OUT2 信号为“1”，并且使能信号是“1”，那么三极管Q1和Q4导通, 电流从左至右流经电机；如果 OUT1信号变为：“1”，而 OUT2信号变为“0”，那么Q2和 Q3将导通，电流则反向流过电机

6、。循迹小车软件设计:本设计釆用ci吾言粋艇序。模块化结构程序的设计，可 以感获#于调殆优化，也使其阅读系统的程序设计。因此，软件的设计上 运用了模块 化程序的结构对软件进行设计，使得程序变得更加直观易 懂。程序的主要模央有：主程序、定时溢出中断服务程序、 外部中断服务程序。Keil C51单片机软件开发系统可用于编辑C或汇编 源文件。然后分别由C51编译器编译生成目标文 件(.OBJ) o目标文件与库文件一起经LIB51连 接定位生成绝对目标文件(ABS)。ABS文件由 0H51转换成标准的Hex文件。在软件调试中，使用功能强大且的WAVE 6000软件进 行软件编译与调试，使用Microco

7、ntroller ISP Software及其配套的单片机对程序进行烧录。主要程序功能sbit PWM1=P1AO;电机A/B使能端sbit PWM2=P1A1;sbit IN1=P1A2;电机控制端sbit IN2=P1A3;sbit IN3=P1A4;传感器管脚位声明sbit IN4=P1A5; sbit RP1=P2AO;sbit RP2=P2A1;sbit RP3=P2A2;sbit RP4=P2A3;/*第二部分电机控制子函数*/void forward 1()电机 1 前进IN1=O;IN2=1;电机2前进void forward2()IN3=0;IN4=1;void backl(

8、)电机1后IN1=1;IN2=0;void back2() IN3=1;IN4=0;电机2后$void main()int num=0;TMOD=0x01;EA=1;中断模式设置定时1msTH0=(65536-1000)/256;void timeO()interrupt 1TH0=(65536-1000)/256; 定时 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);使小车冲上黑色轨道delay(350);延时等待小车冲上黑色轨道结论: 6E3本课题研究的内容主要是智能小车的循迹系统。以实验组装小车为基 础，使用了4个光电传感器来探测周围环境，同时对采集到的数据信 息进行融合。取得了以下成果：小车可以实现按照预定轨道在无外部环境影响或改变时, 小车将一直在轨道上循迹。经过多次的测试证明，循迹传感器呈M型布局时更适合检 测多弯道的轨迹。由于传感器不在同一直线上，故小车转 弯时，左右两边后部的传感器有较大的采样空间，两边前 端的传感器则对采集的信号有更好的前瞻性。整个布局有 利于在弯道处提高小车速度。但相对一字型布局，M型布 局容易产生不稳定信号，从而产生信号震荡，影响小车行 驶的稳定性。小车保留了扩展功能。循迹小车在完成设计预想的前提 下，考虑到车体结构设计的简单化，降低了制作成本， 使之更具有普及性。保留了