基于单片机的巡线小车

1、基于单片机的巡线小车作者: 日期:杭州电子科技大学信息工程学院二分院科技创新大赛技术报告作品名称：基于51单片机的巡线小车参赛队伍：WALLE参赛队员：周先军吴添恒南畅目录第一章设计思路以及技术方案2第二章技术要求3第三章系统方案比较与论证4第四章系统电路设计6第五章系统硬件设计8第六章系统软件设计9第七章测试方法与数据12第八章结论13第一章、 设计思路以及技术方案智能寻机器人之所以能够寻迹，主要需要三个模块完成。信号采 集模块、控制模块、驱动模块。通过信号采集系统将实际路径信号采 集以电信号的形式传递给控制系统，控制系统将采集来的信号进行比 较分析计算，并给出判断驱动驱动模块，控制小车前进

2、。基于51单片机的小车迅疾系统，该系统采用四组高灵敏度的光点 对管，对路面黑色轨迹进行检测，并利用单片机产生的PWM波，控制 两个独立的电机分别以合适的速度转动，使得小车能沿着轨迹前进。第二章.技术要求小车循迹路线为口底黑线KT跑道，轨迹与底板用黑口两色区分。小车能正确的识别其中的黑线，并由STC89C52RC单片机控制处理，驱动两个直流电机转动，使得小车能沿着正确的路径行进。第三章、系统方案比较与论证整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用关电对 管度路而信号进行检测，通过比较器处理之后，送给控制模块进行实 时控制，输岀相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小 车的运动。系

3、统方案如图该智能小车在画有黑线的白纸“路而“上行驶，由于黑线和口纸 对光线的反射系数不同，课根据接收的反射光的强度来判断黑线。用 红外检测综合比较是最佳的方案。ST系列的集成红外谈都价格便宜、 体积小、使用方便、用途广泛，系统最终选择了 ST168反射传感器作 为红外的发射和接收器件，其原理图如下：图2 ST168检测电路ST168采用高发射功率红外光、电二极管和灵敏的光点晶体管组 成。采集距离很小。实践检测时加上5V电压时，最佳的检测距离为 10mm-15mm.因此在架车时要充分考虑ST 168的检测距离，合理设好高 度高度。采用如图的方案将4个光点传感器一字排列。两个个点击分 别设置在小车

4、的后方，前而用个万向轮导向。通过电子差速控制。单片机10 口输出的信号无法直接驱动电机转动，因此需要驱动模 块来驱动电机。为了简化电路，小车驱动模块采用了两块ULX2003并 联组成的驱动电路驱动直流电机转动。直流电机外接齿轮减速器，增 大扭力，让小车能顺利前进。第四章、系统电路设计1,检测模块基于ST168光点传感器的检测电路GXD2, 系统控制模块基于STC89C52单片机的控制电路信号比较电路J?2U1DM4HZADERPIO PllP12P15PPP15Pl<5prQOP3GRXDP3L17O7 P32crro P3S2mP3A7DP35T1xiX2PXSETALES? SW-P

5、BAT2OC51vccp-I J'GDC0N23, 驱动模块DOSvccvccPSP21P22P23P24P2>P25P27AV?Pprdg?3ECo 1 r -/£ 7 P2P2P2P2P2P2P2P2RI>P3' 叽功6PSZh：单片机最小系统电路LTN2IW；CM?ULN2003驱动电路第五章系统硬件设计鉴于小车的制作成本和效率等因素，本小车采用了 4节5号电池 串联供电。6V直接供电电机，驱动小车前进；4.5V供给51单片机， 控制小车运行。采样电压有4. 5V和6V两个选择，经过对比测试，6V 供电能使小车采集的信号更稳定。直流电机和减速器制作比

6、较麻烦，这里采用网购这样套件。用薄 木板坐车身钻孔固定各种部件模块。两个驱动轮放置小车后方，前部 用外向轮协助转向，提高稳定性。最后测试时网购买了来的轮子轮胎 与路而摩擦不够，打滑严重，我们采用了网球拍的防滑带用双而胶贴 在轮胎上增大摩擦。第六章、系统软件设计3include<reg52. h>define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine si 0define sO 1sbit djO=P2a4;sbit djl=P2a5;sbit qyO二P0;sbit qyl=Pl*l;sbit qy2=Pl*2;sbit q

7、y3=Pl*3;void delayus(uchar n) while(n);void init ()Pl=0x00; djO=djl=O; void mainOinitO;while (1)while (qy0=l&&qyl=0&&qy2=0&&qy3=0)djO=l;delayus(20);djO=O;delayus(20);whi 1 e (qyO=O&&qy 1=l&&qy2= l&&qy 3=1)wh i1e(qy0=0&&qy1=1&&qy2=0&

8、&qy3=0)djl=l；delayus(20);djl=O; delayus(20);/全白，冲出轨道了while (qy0=l&&qyl=l&&qy2=l&&qy3=l)(djO=djl=O;/全黑，跑到交叉路口while(qyO=O&&qy1=0&&qy2=0&&qy3=0)djO=djl=l;while (qy0=l&&qyl=0&&qy2=0&&qy3=l)djO=djl=l;while (qy0=l&&qyl=0&a

9、mp;&qy2=l&&qy3=l)djO=l;delayus(lO);djO=O;delayus(2);while (qyO=O&&qy 1 =0&&qy2= 1 &&qy 3=1)djO=l;delayus(lO);djO=O;delayus(lO);/ djO=l;/ delayus(O);djO=O;/ delayus(2);while (qy0=l&&qyl=l&&qy2=0&&qy3=l)djl=l； delayus(lO);djl=O;delayus(2);whi

10、le(qy0=l&&qyl=l&&qy2=0&&qy3=O)Idjl=l；delayus(lO);djl=O;delayus(lO);while (qy0=l&&qyl=l&&qy2=l&&qy3=0) / djl=l;/ delays (10);djl=O;/ delays (2);第七章、测试方法与数据在确定方案后，我们首先对各模块电路进行测试。单片机最小 系统、信号采集模块、电机驱动模块。再确定各电路正常后，我们用 单片机开发板模拟各电路，用LED灯检查程序运行情况。硬件软件均 测试成功后才将各电路组装，架车调试。最后将小车放在实际跑道中进行实际测试，根据实际情况调整部分参数，使得小车以最佳的状态巡线前进。第八章、结论基于51内核的STC89C52RC单片机是电子设计