嵌入式系统实践循迹小车报告(张冠群).docVIP

题目：基于ARM LPC2103的智能寻迹小车的设计 这四周的工程训练，收获颇多，前一个星期是电路图设计阶段，学长大概说了原理，引导我们根据工程训练的要求思考这个小车需要什么元器件，电路模块来实现，而不是一味的告诉我们用什么元器件，这样就要自己独立思考了。 经过几天的琢磨，我们慢慢的有了眉目，构思出了大概的原理框图和搭建实验电路的所需元器件。到了周末，就开始画PCB板了。第二周的时候就开始制电路板了。 这四周工程训练虽然很辛苦，但我们还是学到了很多东西的。学会独立思考和独立解决问题。不足的地方还有很多，例如焊接技术还有待于提高，工作原理不是掌握的很透彻，希望自己以后进一步改进。 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。 随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。 机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。控制系统是基于自动导引小车。 （AVG—auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。 目 录 智能寻迹小车的概述 1.1设计的目的与要求 1.2技术指标 设计方案的选择和确定 2.1主控系统方案 2.2 传感器系统 系统硬件设计 3.1 整体构思 3.2直流电机的驱动电路（H桥L298） 3.3键盘显示板模块 系统的软件设计 4.1 主程序流程图 4.2 传感器数据处理及寻迹程序流程 4.3 系统完整电路图 4.4 基于Altium Designer 6.9的PCB板电路图 4.5 ARM控制小车程序 性能测试与分析 5.1照片展示 5.2性能测试 5.3经验总结 参考资料 附录一 附录二 第一章 智能寻迹小车的概述 1.1 设计的目的与要求 通过基于ARM LPC2000系列单片机的智能寻迹小车的设计与控制实训，除了加深和巩固学生课程理论学习之外，更重要的是加强实践、拓展应用，让学生了解基于ARM LPC2000系列单片机的开发和运用的一个整体开发流程，包括在训练中要求学生能够自己根据性能指标和功能要求掌握硬件电路的设计和制作、元器件的选用和安装、软件的编写和调试，同时学会硬件仿真、软件仿真和整机联调，其中最关键的两部分：硬件电路设计与制作和控制软件的编写以及调试，使得准产品最后达到技术指标的要求。 1.2 技术指标 1、智能寻迹小车需基于ARM LPC2000系列进行开发和设计。 2、能实现在椭圆轨道、S形轨道，等多种规则黑线轨道上寻迹运行。 3、小车外观包装优美、电路设计制作焊接等工艺精良、软件程序可读性强。 4、可扩展其它功能。 第二章 设计方案的选择和确定 2.1 主控系统方案 选择LPC2103 ARM作为小车的控制中枢。 2.2 传感器系统 反射式红外发射—接收装置，只有物体反射红外光时才有信号输入，其信号强度与小车距障碍物的距离成正比。因此可利用信号强度作为循迹依据。 红外探测器以其发射功率大、抗干扰能力强而在工业生产中有着广泛的应用，红外探测器按其工作模式可大致分为主动式与被动式，主动式红外探测器自带红外光源，通过对光源的遮挡、反射、折射等光学手段可以完成对被探测物体位置的判别。被动式红外探测器本身没有光源，通过接受被探测物体的特征光谱辐射来测量被探测物的位置、温度或进行红外成像。直流直接驱动方式装置简单但检测距离和抗干扰能力都比较差；交流调制方式由于可以采用交流耦合方式解决了放大器的直流漂移问题从而可以大大提高检测的距离，同时由于环境光产生的干扰多数情况是信号的直流或低频分量可以由滤波器加以隔绝，因此交流调试方式抗干扰能力也比较强，缺点是系统相对复杂。在本体中我们要利用红外探测器检测障碍物的距离，显然选用主动式红外传感器比较合适，系统的造价可以降低可靠性可以提高。 主动式红外传感器又可分为分立元件型、透射遮挡型和反射型（如图1.2.3示），分立元件型发