循迹小车,测速,显示,无线遥控
智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车___设计报告设计报告:智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域,如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车,以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能:小车能够准确地识别地面上的线条,并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能:用户可以通过无线遥控器对小车进行控制,包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能:小车能够识别和避开遇到的障碍物,确保行驶安全。
4.具备环境感知功能:小车能够感知周围环境,包括温度、湿度、光照等参数,并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性:设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性,以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计:(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元,与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器,通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物,以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器,以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接,以实现远程控制功能。
2.软件设计:(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计,编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面,通过无线模块将控制信号发送给小车,实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序,将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建:按照设计方案中的硬件模块需求,选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发:根据设计方案中的软件设计需求,编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试:对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试:使用不同场景和材料的线条进行测试,验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发:设计用户端的界面,并完成与小车的远程控制功能的对接。
《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着人工智能与自动控制技术的快速发展,智能小车已经广泛应用于各种领域,如物流配送、环境监测、智能家居等。
本文将详细介绍一种自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程,该系统能够根据预设路径实现自主循迹、避障及精确控制。
二、系统设计(一)系统概述自循迹智能小车控制系统主要由控制系统硬件、传感器模块、电机驱动模块等组成。
其中,控制系统硬件采用高性能单片机或微处理器作为主控芯片,实现对小车的控制。
传感器模块包括超声波测距传感器、红外线测距传感器等,用于感知周围环境并实时传输数据给主控芯片。
电机驱动模块负责驱动小车行驶。
(二)硬件设计1. 主控芯片:采用高性能单片机或微处理器,具备高精度计算能力、实时响应和良好的可扩展性。
2. 传感器模块:包括超声波测距传感器和红外线测距传感器。
超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离,红外线测距传感器用于检测小车行驶路径上的标志线。
3. 电机驱动模块:采用直流电机和电机驱动器,实现对小车的精确控制。
4. 电源模块:为整个系统提供稳定的电源供应。
(三)软件设计1. 控制系统软件采用模块化设计,包括主控程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。
2. 主控程序负责整个系统的协调与控制,根据传感器数据实时调整小车的行驶状态。
3. 传感器数据处理程序负责对传感器数据进行处理和分析,包括距离测量、方向判断等。
4. 电机控制程序根据主控程序的指令,控制电机的运转,实现小车的精确控制。
(四)系统实现根据设计需求,通过电路设计与焊接、传感器模块的安装与调试、电机驱动模块的安装与调试等步骤,完成自循迹智能小车控制系统的硬件实现。
在软件方面,编写各模块的程序代码,并进行调试与优化,确保系统能够正常运行并实现预期功能。
三、系统功能实现及测试(一)自循迹功能实现自循迹功能通过红外线测距传感器实现。
当小车行驶时,红外线测距传感器不断检测地面上的标志线,并根据检测结果调整小车的行驶方向,使小车始终沿着预设路径行驶。
《自动循迹小车》课件

,
汇报人:
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 自 动 循 迹 小 车 的 硬
件设计
05 自 动 循 迹 小 车 的 调 试与测试
02 自 动 循 迹 小 车 的 概 述
04 自 动 循 迹 小 车 的 软 件设计
06 自 动 循 迹 小 车 的 优 化与改进
Part One
自动循迹小车的组成
传感器:用于检测道路信 息,如红外传感器、超声 波传感器等
控制器:用于处理传感器 信息,控制小车的运动, 如单片机、微控制器等
驱动系统:用于驱动小车 运动,如直流电机、步进 电机等
机械结构:用于支撑小车, 如底盘、车轮等
电源系统:为小车提供电 力,如电池、电源适配器 等
软件系统:用于控制小车 运动,如嵌入式操作系统、 控制算法等
驱动方式: PWM控 制或H桥 驱动
驱动电路: 电源、控 制电路、 保护电路 等
驱动参数: 转速、扭 矩、电流 等
驱动性能: 响应速度、 稳定性、 效率等
驱动接口: 与主控板 的连接方 式及协议
传感器模块
传感器类型:红外传感器、超声波传感器等 传感器功能:检测障碍物、检测路径等 传感器安装位置:小车前端、侧面等 传感器工作原理:红外反射、超声波反射等
优化控制策略: 提高控制精度, 减少控制误差
优化硬件配置: 提高硬件性能, 减少硬件瓶颈
性能提升措施
优化算法:提高 小车的寻迹速度 和准确性
硬件升级:更换 更高性能的电机 和传感器
软件优化:优化 小车的控制程序, 提高响应速度和 稳定性
结构优化:改进 小车的结构设计, 提高其稳定性和 耐用性
应用拓展方向
智能循迹小车的设计与实现

智能循迹小车的设计与实现作者:过怡王云宝董亚萍来源:《无线互联科技》2018年第05期摘要:文章设计一种基于Andorid移动终端控制的智能小车系统,小车采用四轮结构,8组红外对管对黑色轨迹进行循迹,利用超声波传感器进行避障。
S5PV210微控制器系统进行传感器控制及小车循迹。
Andorid移动终端通过WiFi模块与S5PV210微控制器进行数据通信,实现小车的灵活控制和信息的实时采集。
关键词:循迹;Andorid:S5PV210:WiFi智能小车的应用领域十分广泛,目前智能小车的设计和研发过程中通常通过串行口与PC 连接进行数据的传递,PC机上的上位机软件系统通过串行方式将控制数据传递给智能小车,然后将小车放到场地中运行,一旦小车开始运行,无法根据小车实际运行情况实时改变参数和获得小车的运行参数。
部分智能小车虽然可以通过无线遥控方式控制移动小车动作,但是局限于特定环境并且上位机系统无法获得实时运动情形[1]。
这样对小车的调试和设计带来困难,延长了小车设计调试的时间。
本文采用无线WiFi模块将智能小车与移动终端(Android手机、平板电脑等)相连,利用移动终端良好的图像界面,便于携带,随处移动等特性,代替传统PC机的上位机系统,可以遥控智能小车的运动,并根据小车的实际运行状态随时发送修改参数,并获得智能小车的参数信息,大大提高了智能小车调试测试的效率。
1 系统整体结构移动终端上运行上层控制软件,用户在上层控制软件上设置相应参数,移动终端将控制命令通过WiFi发送给智能小车控制板上的WiFi模块,WiFi模块将数据以串行方式发送给S5PV210微控制器,S5PV210微控制器根据控制命令驱动电机控制车轮以一定速度行进,S5PV210微控制器底层代码定时获取红外传感器和车轮码盘数据以调整车轮转向和速度,实现沿黑线循迹,同时定时获得超声波传感器数据实现避障。
用户需要查看小车的参数时,可以在上层控制软件上选择显示信息,S5PV210微控制器将采集到的超声波、光照、码盘等信息发送给移动终端并显示在上层软件界面上。
智能循迹小车设计方案

智能循迹小车设计方案一、设计目标:1.实现智能循迹功能,能够沿着预定轨迹自动行驶。
2.具备避障功能,能够识别前方的障碍物并及时避开。
3.具备远程遥控功能,方便用户进行操作和控制。
4.具备数据上报功能,能够实时反馈运行状态和数据。
二、硬件设计:1.主控模块:使用单片机或者开发板作为主控模块,负责控制整个小车的运行和数据处理。
2.传感器模块:-光电循迹传感器:用于检测小车当前位置,根据光线的反射情况确定移动方向。
-超声波传感器:用于检测前方是否有障碍物,通过测量障碍物距离来判断是否需要避开。
3.驱动模块:-电机和轮子:用于实现小车的运动,可选用直流电机或者步进电机,轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。
-舵机:用于实现小车的转向,根据循迹传感器的信号来控制舵机的角度。
4.通信模块:-Wi-Fi模块:用于实现远程遥控功能,将小车与遥控设备连接在同一个无线网络中,通过网络通信进行控制。
-数据传输模块:用于实现数据上报功能,将小车的运行状态和数据通过无线通信传输到指定的接收端。
三、软件设计:1.循迹算法:根据光电循迹传感器的反馈信号,确定小车的行进方向。
为了提高循迹的精度和稳定性,可以采用PID控制算法进行修正。
2.避障算法:通过超声波传感器检测前方障碍物的距离,当距离过近时,触发避障算法,通过调整小车的行进方向来避开障碍物。
3.遥控功能:通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接,接收遥控指令并解析,根据指令调整小车的运动状态。
4.数据上报功能:定时采集小车的各项运行数据,并通过数据传输模块将数据发送到指定的接收端,供用户进行实时监测和分析。
四、系统实现:1.硬件组装:根据设计要求进行硬件的组装和连接,确保各个模块之间的正常通信。
2.软件编程:根据功能要求,进行主控模块的编程,实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。
3.调试测试:对整个系统进行调试和测试,确保各项功能正常运行,并进行性能和稳定性的优化。
4.用户界面设计:设计一个用户友好的界面,实现对小车的远程控制和数据监测,提供良好的用户体验。
自动循迹小车毕业设计

自动循迹小车毕业设计毕业设计:自动循迹小车摘要:本毕业设计致力于设计和制作一种自动循迹小车。
该小车能够在给定的路径上自动行驶,并根据环境中的线路进行循迹操作。
设计方案基于Arduino控制器和红外传感器实现,小车能够感知到路径上的线路,并据此进行正确的行驶操作。
此外,设计还包括电机驱动,电源供应和用户界面等功能模块。
实验结果表明,该自动循迹小车能够高效准确地行驶在指定的路径上。
关键词:1.引言2.设计原理自动循迹小车的设计方案基于Arduino控制器和红外传感器。
红外传感器能够感知到路径上的线路,从而确定小车的行驶方向。
Arduino控制器能够接收传感器的数据并根据预先编写的程序进行控制操作,例如调整电机速度和方向等。
整个设计系统的模块主要包括传感器模块,控制器模块,电机驱动模块和电源供应模块。
3.系统设计3.1传感器模块本设计中使用红外传感器来感知路径上的线路。
传感器模块负责采集红外传感器的数据,并将其传输给控制器模块进行处理。
3.2控制器模块控制器模块由Arduino控制器组成。
它通过连接传感器模块和电机驱动模块来接收传感器数据,并根据编写的程序进行控制操作。
控制器模块具有高度灵活性和可编程性,使得小车能够按照预先设定的规则行驶。
3.3电机驱动模块电机驱动模块负责控制小车的速度和方向。
根据传感器数据,控制器模块会发送相应的指令给电机驱动模块,以控制小车的行驶。
3.4电源供应模块电源供应模块为整个系统提供所需的电力。
它负责将来自电池或电源适配器的直流电源转换为小车所需的电压和电流。
4.实验结果和讨论通过设置合适的传感器感应距离,测试了自动循迹小车在给定路径上的行驶性能。
实验结果表明,该小车能够稳定地沿着给定的路径行驶,并根据环境中的线路进行循迹操作。
5.结论本毕业设计成功地设计和制作了一种自动循迹小车。
该小车能够准确地沿着给定的路径行驶,并根据环境中的线路进行循迹操作。
通过这个设计,我们可以更深入地理解自动控制和传感器应用的原理和实践。
智能寻迹小车

引言概述:智能寻迹小车是一种结合了人工智能和机械工程的创新产品。
它能够根据预设的轨迹自动行驶并进行导航,具有很高的便捷性和灵活性,适用于各种环境和任务。
在本文中,将对智能寻迹小车的设计原理、工作模式、技术优势和应用前景进行详细阐述。
正文内容:一、设计原理1.1 感知模块的设计智能寻迹小车的感知模块采用多种传感器进行环境感知,包括视觉传感器、红外线传感器和超声波传感器。
视觉传感器用于识别道路标志和障碍物,红外线传感器用于进行物体跟踪,超声波传感器用于进行距离测量。
1.2 控制模块的设计智能寻迹小车的控制模块采用嵌入式系统,实现对感知模块的数据处理和运动控制。
通过运用机器学习算法,控制模块能够学习和记忆不同轨迹的特征,从而实现自主导航和寻迹功能。
二、工作模式2.1 自主导航模式智能寻迹小车在自主导航模式下,可以根据预设的轨迹进行自动行驶,不需要人工干预。
它能够通过感知模块实时获得周围环境的信息,并根据这些信息做出相应的决策和控制。
2.2 手动遥控模式智能寻迹小车还可以切换到手动遥控模式,由人工遥控进行操作。
在这种模式下,小车的控制将完全依赖于操作者的指令,可以实时控制小车的速度和方向。
三、技术优势3.1 高精度的轨迹识别智能寻迹小车的感知模块采用先进的图像处理算法和目标识别技术,能够准确地识别出道路标志,并对轨迹进行跟踪,从而实现高精度的轨迹识别和导航。
3.2 自动避障和防碰撞智能寻迹小车的感知模块不仅可以识别道路标志,还能够探测到前方的障碍物,并实时进行避障和防碰撞。
这种智能寻迹小车能够确保行驶的安全性和可靠性。
3.3 强大的自学习能力智能寻迹小车的控制模块具有强大的自学习能力,可以通过机器学习算法不断学习和适应不同的环境和任务,提高智能寻迹小车的导航精度和性能。
四、应用前景4.1 物流领域智能寻迹小车在物流领域有着广阔的应用前景。
它能够自动化完成货物运输和仓储管理任务,提高物流效率和准确性。
4.2 安防领域智能寻迹小车可以在安防领域进行侦查和监控,通过自主导航和环境感知功能,实现对重要区域的巡逻和监测。
简易电磁循迹智能小车

应用场景
教育实验
作为教学实验设备,帮 助学生了解电磁感应、
自动控制等原理。
科研项目
作为研究平台,用于探 索智能车辆、传感器技
术等领域的研究。
自动化运输
在特定场景下,如工厂 、仓库等,用于物品的
自动运输和分拣。
娱乐设备
作为玩具或表演道具, 提供智能化的行驶体验
。
02
硬件组成
控制器
控制器是小车的核心部件,负 责接收指令并控制小车的运动 。
详细描述
在智能小车上安装无线接收模块,通过遥控器发送控制信号,实现对小车的远 程控制。遥控器可以控制小车的启动、停止、转向以及速度调节等操作。
THANKS
感谢观看
常见的电磁信号处理算法有滤波、阈值判断、波形识别等,它们可以根据实际情况 进行选择和调整。
电磁信号处理算法还需要考虑噪声和干扰的影响,以及不同材质和环境条件下的变 化,以确保智能小车的准确性和可靠性。
04
调试与优化
调试步骤
01
02
03
04
硬件检查
检查小车的硬件连接是否正确 ,包括电机、电池、传感器等
案例二:自动避障功能演示
总结词
智能小车在行驶过程中能够自动识别障碍物并实现避障。
详细描述
通过在小车前方安装红外或超声波传感器,当小车接近障碍 物时,传感器能够检测到障碍物的存在并发送信号给控制器 ,控制器根据接收到的信号调整小车的行驶方向,实现自动 避障功能。
案例三:无线控制功能演示
总结词
通过无线遥控器对智能小车进行远程控制。
。
软件编程
根据设计要求编写控制程序, 确保小车能够按照预设路径行
驶。
测试运行
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2013年黑龙江科技大学电子设计大赛报告题目:竞速小车2013年6月目录引言 (2)1方案设计与论证 (2)1.1 电机驱动部分论证与分析 (2)1.2 传感器探测部分论证与分析 (3)1.3 电机部分论证与分析 (3)1.4 显示部分论证与分析 (3)1.5 电源部分论证与分析 (4)1.6 控制单元部分论证与分析 (4)2原理分析与硬件电路图 (5)2.1 系统总体设计 (5)2.2 车体部分设计.................................................................. 错误!未定义书签。
2.3 电机驱动模块 (6)2.4 循迹探测模块 (8)2.5 稳压电路的设计 (9)3软件设计与流程 (10)3.1 主程序框图 (10)3.2 源程序 (11)4制作安装调试 (18)4.1 电路设计与制作 (18)4.2 小车的检测与调试 (19)5总结 (19)6参考文献 (19)7附录 (20)7.1 元器件列表 (20)摘要:本设计以一片单片机STC89C52作为核心来控制自动循迹小车,采用四个减速电机,加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。
路面的黑带检测使用RPR220红外传感器,经过LM339处理后,传送给STC89C52对输入的信号进行处理,通过一个液晶显示器以动态显示的形式显示小车走过的路程和速度。
可实现遥控小车的开始和结束。
关键词:STC89C52 L298N RPR220 1602 LM339引言报告是以小车的总体设计为主要线索,包括小车的设计分析及发案论证、小车的软件设计、小车的硬件设计、以及总体的设计流程。
共分为五部分。
其中第一部分主要是对小车总体设计及各个设计方案进行了论证,第二部分是对小车硬件部分的设计做了详细的介绍,第三部分重点叙述了软件的设计及流程和各种相关的算法,第四部分介绍了我小车设计的开发流程,第五部分叙述了我在设计过程中遇到的问题和解决方法,并对本次的设计活动做了总结报告和在本次活动中的心得。
1方案设计与论证本次竞赛要求制作的小车能够循黑线前进并且达到竞速的目的,而且要显示走过的时间和速度。
并且有按键起车与声光语言提示。
根据题目的要求,我们组设计了以下几种方案并对各方案进行了论证与分析。
1.1电机驱动部分论证与分析方案1:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。
但是电阻络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格昂贵。
更主要的问题在于一般电动机的电阻较小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且很难实现。
方案2:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整。
方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,机械结构易损坏,寿命较短,可靠性不高。
方案3:采用达林顿管TIP4组成的PWM电路。
用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的状态,精确调整电机转速。
方案4:采用L298N来控制电机的正转和反转来实现小车的前进和后退,并且如果再利用上PWM,就可以实现整车的加速与减速,精确小车的速度。
基于上述理论分析,拟选择方案4。
1.2传感器探测部分论证与分析方案1:用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
当光线照射到白线上面时,光线发射强烈,光线照射到黑线上面时,光线发射较弱。
因此光敏电阻在白线和黑线上方时,阻值会发生明显的变化。
将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大,不能够稳定的工作。
因此我们考虑其他更加稳定的方案。
方案2:用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。
红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色的平面后反射,若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求,但是工作不够稳定,且容易受外界光线的影响,因此我们放弃了这个方案。
方案3:用RPR220型光电对管。
RPR220是一种一体化反射型光电探测器,其发射器是一个砷化镓红外发光二极管,而接收器是一个高灵敏度,硅平面光电三极管。
简单实用,特别适合我们这次的制作。
基于上述理由我们选择了方案3。
1.3电机部分论证与分析方案一:采用直流电机直流电机速度快,价格便宜,通过调节电流来改变速度,驱动电路简单,调速范围广,调速特性平滑。
但其转距小,带有大负载时很容易堵转;而且由于其速度较快,不易控制,精确度低,不适合应用在本题。
方案二:采用步进电机步进电机是一种能将电脉冲转化为角位移的机构,通过控制脉冲个数来控制角位移量,通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,其精确度高,但控制相对较繁琐。
方案三:采用减速电机减速电机也是通过控制电流来改变速度的,而且其内部有减速齿轮箱,转距大,而且易控制,速度较步进电机快。
通过分析题目要求,减速电机可以达到题目要求的精度,而且价格适中,控制简单。
综上所述,我们决定采用方案3——减速电机。
1.4显示部分论证与分析方案1:使用数码管显示。
数码管显示具有亮度高,色彩选择多的优点,但是数码管占用I/O资源多,控制复杂,功耗较大,显示信息量较少且单一。
方案2:使用1602液晶屏显示。
液晶显示驱动简单,易于控制,功耗小,且显示信息量大,可以直观地观测到小车的位置及速度信息。
基于上述理论分析,我们决定选择方案2。
1.5电源部分论证与分析方案1:采用2节4.2V可充电式锂电池串联共8.6V给直流电机供电,经过7805的电压变换后给支流电机供电,给单片机系统和其他芯片供电。
但由于电压不太够,价格昂贵,因此,我们放弃了。
方案2:采用:9V蓄电池为直流电机供电,将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。
蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。
但蓄电池的体积过于庞大,使用极为不方便。
方案3:采用3节3.7V锂电池供电,电压达到11v,经7805稳压后给支流电机供电,给单片机系统和其他芯片供电。
但价钱还是太贵。
基于上述理论,我们选择方案2。
1.6控制单元部分论证与分析方案1:采用纯数字电路该方案外部检测采用光电转换,系统控制部分采用数字电路译码对小车电动机两端电压调整,来控制小车的运行。
时间和行程用加法器进行计数。
此系统的设计将会使电路过于复杂,调试时需要改变硬件电路,机动性差。
方案2:用单片机控制用光电检测不同的信号,并经单片机对其处理,传送给L298信号,使其控制电机的正转和反转。
通过单片机内部定数器/计数器进行定时、计数,在用单片机串行输入/输出口进行显示控制。
此方案电路成熟、工作稳定、容易实现控制。
为能更好的实现题目的各种设计要求,所以我们选用第二种方案。
用单片机进行控制。
其工作框图如下:单片机控制工作图2原理分析与硬件电路图2.1系统总体设计基于上述各方案的论证与分析,我们确定了最终方案。
整个系统采用11V锂电池供电。
系统的总体结构框图如图1所示。
系统总体框2.2单片机资源分配STC89C52单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。
它由如下功能部件组成,8位微处理器、128字节数据存储器、8k程序存储器、p1、p2、p3、p4四个8位并行I/O口、1个全双工的串行口,具有四种工作方式。
可用来进行串行通讯,扩展并行I/O口,甚至与多个单片机相连构成多机系统,、片内有2个16位的定时器/计数器,具有四种工作方式。
具有5个中断源,2级中断优先权及特殊功能寄存器。
它们都是通过片内单一总线连接而成,其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。
但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
为了合理调用单片机的资源,如图2-2是单片机资源分配图。
寻迹检测光电对管测速光电对管图2-2 单片机资源分配图2.3电机驱动模块我们主要采用L298驱动两台直流电机电路如图-3所示,。
L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动两台直流减速电动机。
5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。
2,3,13,14四个脚连接直流减速电机。
6,11脚接PWM信号(即EnA ,EnB接控制使能端)控制电机的停转。
四组光耦对输入、输出电信号起隔离作用。
8脚接地。
表2-3是L298N功能逻辑真值表图。
Ven为6,11脚。
IN1=IN3,IN2=IN4.IN1为5脚。
IN2为7脚。
IN3为10脚。
IN4为12脚。
表2-3 L298驱动电路真值表ENA=ENB=0 IN1=IN2=1(或0) 停止IN1=1(或0),IN1=IN2 停止由表2-3可知同为低电平时,电机停止工作;ENA和ENB同为高电平时,电机正转或反转。
L298驱动两台直流电机电路图2-3L298管脚排列如下:2.4循迹探测模块小车循迹原理是小车在贴有黑胶带的白色路面上行驶时,由于黑线和白线对光线的反射系数不同,可根据接受的反射光的强弱来判断黑线,我们采用了比较普遍的检测方法——红外检测法。
红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射特点。
在小车行驶过程中不断的向地面发射红外光,当红外光遇到白色地面时发生漫反射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,则小车的接收管接收不到信号,在通过LM339作比较器采集高低电平,从而实现信号的检测。
市场上有很多红外传感器,在这里我们选用了RPR220。
RPR220采用DIP4封装,其具有如下特点:1.塑料透镜可以提高灵敏度。
2.内置可见光过滤器能减小离散光的影响。
3.体积小,结构紧凑。
RPR220参数如下:电路图如下:2.5稳压电路的设计为了给整个控制系统提供一个稳定的电压,在此选择了7805稳压管作为该电路的核心芯片。
该稳压电路的设计如图3.3.5所示。
图3.3.5 稳压电源电路图7805稳压管有一系列固定的电压输出,应用非常的广泛,每种类型由于内部电流限制,以及过热保护和安全工作区的保护,使它基本上不会损坏,如果能够提供足够的散热片,他们就能够提供大于1.5A的输出电流,虽然是按照固定电压值来设计的,但是当接入适当的外部器件后,就能获得各种不同的电压和电流。
3软件设计与流程3.1主程序框图此部分是整个小车运行的核心部件,起着控制小车所有运行状态的作用。
控制方法有很多,大部分都采用单片机控制。
由于51单片机具有价格低廉是使用简单的特点,这里选择了STC89C52作为控制核心部件,其程序控制方框图如图所示。
图3.3.1 系统的程序流程图小车进入循迹模式后,即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口,一旦检测到某个I/O口有信号变化,程序就进入判断程序,把相应的信号发送给电动机从而纠正小车的状态。