自动巡迹小车课件

1、计算机科学与技术学院课程设计报告（ 2014 2015 学年 第 二 学期） 课程名称： 自动巡迹小车 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2015年 7 月目 录摘 要：21.任务及要求32.系统设计方案3 2.1小车循迹原理3 2.2控制系统总体设计33.系统方案4 3.1 寻迹模块4 3.1.1循迹传感器4 3.1.2比较器LM339简介5 3.1.3具体电路5 3.1.4传感器安装6 3.2控制器模块6 3.3电源模块7 3.4电机及驱动模块73.4.1电机73.4.2驱动73.5自动循迹小车总体设计93.5.1总体电路图93.5.2系统总体说明104.软件设计10 4.1 PW

2、M控制10 4.2 总体软件流程图10 4.3小车循迹流程图11 4.4中断程序流程图12 4.5单片机程序135.小结17 自动循迹小车摘 要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。小车以AT89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用四路红外线多用探测系统对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。1.任务及要求 设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色

3、车轨迹行驶。系统方案方框图如图1-1所示。检测（黑线）驱动电机软件控制控制小车图1-1 系统方案方框图2.系统设计方案2.1小车循迹原理我们选择四路红外线多用探测系统。此系统是为智能小车等自动化机械装置提供一种多用途的红外探测系统的解决方案。使用红外线发射和接收管等分立元器件组探头，并使用LM339电压比较器作为核心器件构成中控电路。此系统具有的多种探测功能能极大地满足各种自动化、智能化的小型系统的应用。2.2控制系统总体设计自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2-1 所示。稳压电源模块主控芯片AT89C51L298

4、n减速电机循迹传感器电压比较器 图2-1控制系统的结构框图1、 主控制电路模块：用STC89C51单片机、复位电路，时钟电路2、 红外检测模块：循迹传感模块,比较器LM3393、 电机及驱动模块:电机驱动芯片L298N、两个直流电机4、 电源模块：稳压电源3.系统方案3.1 循迹模块 循迹模块我们选择四路红外线多用探测系统。如下图所示。测试：测试探头：一开探头前面的所有的物体，且探头不要指向阳光的方向。将探头板接在电源后用万用表测输出端电压。此时的电源电压应在1伏特左右。用白纸挡在探头前。用万用表测输出端电压差应当接近电源电压。测试中探板：将测试好的探头按板上所标示的接入输入端子，移开探头前面

5、的所有物体，且探头不要指向阳光的方向，将中探板接上电源后用万用表测输出端子，此时输出端输出的电压应当接近电源电压，用白纸挡在探头前，万用表测输出端电压应当接近0伏特，调整所在通道的电位器可以改变探测的距离。特性：1、易于安装，使用简便 2、4路分别独立工作，工作时不受数量限制 3、中控板与探头分开，安装位置不受限制 4、模块高度 Turn_left2 Turn_left1,Turn_right3 Turn_right2 Turn_right1 (其中Turn_left3，Turn_left2，Turn_left1, Turn_right3, Turn_right2, Turn_right1为小

6、车转向力度，其大小通过改变单片机输出的占空比的大小来改变)，具体数值在实地实验中得到。4.4中断程序流程图这里利用的是51单片机的T0定时计数器，从而让单片机P0口的P0.4和P0.5引脚输出占空比不同的方波, 然后经驱动芯片放大后控制直流电机。定时计数器若干时间，比如中断一次, 就使P0.4或P0.5产生一个高电平或低电平。中断程序流程图如图4-3所示4.3单片机程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char zkb1=0 ; /*左边电机的占空比*/unsigned char zkb2=

7、0 ; /*右边电机的占空比*/unsigned char t=0; /*定时器中断计数器*/*传感器管脚位声明*/sbit LSEN1=P10; /左侧第一个传感器sbit LSEN2=P11; /左侧第二个传感器sbit RSEN1=P12; /右侧第一个传感器sbit RSEN2=P13; /右侧第二个传感器/*驱动芯片L298n管脚位声明*/sbit IN1=P00;sbit IN2=P01;sbit IN3=P02;sbit IN4=P03;sbit ENA=P04;sbit ENB=P05; /*初始化定时器，中断*/void init() TMOD=0x01; TH0=(6553

8、6-500)/256; TL0=(65536-500)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; /*中断函数+脉宽调制*/void timer0() interrupt 1 TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; t+;if(tzkb1) ENA=1; else ENA=0; if(t=20) t=0;/*直行*/void advance() zkb1=8; zkb2=8; IN1=1; IN2=0; IN3=1; IN4=0;/*左转函数1*/void turn_left1() zkb1=6; zkb2=6; IN1=0; IN2=1;

9、IN3=1; IN4=0;/*左转函数2*/void turn_left2() zkb1=8; zkb2=8; IN1=0; IN2=1; IN3=1; IN4=0;/*左转函数3*/void turn_left3() zkb1=12; zkb2=12; IN1=0; IN2=1; IN3=1; IN4=0;/*右转函数1*/void turn_right1() zkb1=6; zkb2=6; IN1=1; IN2=0; IN3=0; IN4=1;/*右转函数2*/void turn_right2() zkb1=8; zkb2=8; IN1=1; IN2=0; IN3=0; IN4=1;/*右

10、转函数3*/void turn_right3() zkb1=12; zkb2=12; IN1=1; IN2=0; IN3=0; IN4=1;/*主程序*/void main() init(); zkb1=8; zkb2=8;while(1)if(RSEN1=0)&(RSEN2=0)&(LSEN1=0)&(LSEN2=0)/未检测到黑线，小车继续前进advance();else if(RSEN1=0)&(RSEN2=0)&(LSEN1=1)&(LSEN2=0)/左轮1检测到黑线，左转turn_left1();else if(RSEN1=0)&(RSEN2=0)&(LSEN1=1)&(LSEN2=

11、1)/左轮1、2检测到黑线，左转turn_left2();else if(RSEN1=1)&(RSEN2=0)&(LSEN1=1)&(LSEN2=1)/左轮1、2，右轮1检测到黑线，左转turn_left2();else if(RSEN1=0)&(RSEN2=0)&(LSEN1=0)&(LSEN2=1)/左轮2检测到黑线，左转turn_left3();else if(RSEN1=1)&(RSEN2=0)&(LSEN1=0)&(LSEN2=0)/右轮1检测到黑线，右转turn_right1();else if(RSEN1=1)&(RSEN2=1)&(LSEN1=0)&(LSEN2=0)/右轮1、

12、2检测到黑线，右转turn_right2();else if(RSEN1=1)&(RSEN2=1)&(LSEN1=1)&(LSEN2=0)/右轮1、2，左轮1检测到黑线，右转turn_right2();else if(RSEN1=0)&(RSEN2=1)&(LSEN1=0)&(LSEN2=0)/右轮2检测到黑线，右转turn_right3();硬件连接P04接驱动模块ENA使能端，输入PWM信号调节速度P05接驱动模块ENB使能端，输入PWM信号调节速度P00,P01接INA,INB,驱动蓝色输出端OUTA,OUTB接左电机,当P00=1,P01=0时，左电机正转,当P02=0,P03=1,时左电机反转P02,P03接INC,IND,驱动蓝色输出端OUTC,OUTD接右电机,当P02=1,P03