小车循迹蔽障报告.docVIP

广西水利电力职业技术学院 小车寻迹避障实训报告 题 目 智能小车设计与制作  课 程 名 称 电子产品设计与制作 系 部 名 称 信息工程系 专 业 应用电子技术 班 级 10级应用电子 小 组 成 员 陈仟桐2010407107 吴声武2010407124 吴 彬2010407123 指 导 教 师 龙 祖 连 课程设计时间 2012.9-2012.11 摘 要: 课题的主要任务是利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89S52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。 一、实验目的： 通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在嵌入式系统中的应用。进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。实现控制小车的循迹和蔽障的功能, 设计方案： 该智能车采用红外传感器对黑白线路进行检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。 系统的硬件电路设计 控制模块 该模块由AT89S52单片机组成在设计方面，AT89S52的EA接高电平，其外围电路提供能使之工作的晶振脉冲、复位按键，四个I/O口分别接8路的单列直插插针，与各传感器模块和一些设备连接在一起。 该模块的电路设计如下图所示： 寻迹模块 该模块主要由滑动变阻器、LM393N、RPR-220、电容、电阻等元件组成。主要由LM393N和RPR-220来实现智能小车的寻迹功能。 该模块的原理电路设计如下图所示： 循迹框图： 图4.2 循迹框图 避障模块 智能小车既然智能，至少要求其在行走的过程中不能碰到障碍物，所以其必须具有避障的功能。避障的基本原理为小车不断发射某种东西（比如光或波），并不断检测这种东西的反射情况来判断前面有无障碍。利用光电开关。这种方法简单实用，也很稳定，而且接口电路简单，甚至不用单独设计接口电路。但是其体积较大，而且检测距离不够远，对障碍的要求也比较高，比如遇到玻璃之类的透明物体就不能有效识别了,采用一只红外对管置 于小车中间。通过测试此种方案就能很好的实现小车避开障碍物，且充分的利用资源而不浪费。 避障框图： 图4.3 避障框图 电机驱动模块 采用电机驱动芯片L298N。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。L298可驱动2个电机，、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。逻辑功能 图3 L298N实物图 四、 系统的软件设计 4.1 主程序设计 主程序的作用是把小车的各个功能连接起来，以实现小车预期的功能。 如图： 图3.1 主板设计框图 4.2 驱动电路 电机驱动一般采用H桥式驱动电路，L298N内部集成了H桥式驱动电路，从而可以采用L298N电路来驱动电机。通过单片机给予L298N电路PWM信号来控制小车的速度，起停。如图: 图2.1 H桥式电路 4.3 信号检测模块 小车循迹原理在画有黑线的白纸 “路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，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，则小车上的接收管接收不到信号 开始 前进 扫描I/O口，是否检测到黑线 Y 左边 右边 左转 右转 N 开始 前进 扫描I/O口，是否检测到黑线 Y 左边 右边 左转 右转 N 开始 后退 左转 前进 右转 Y 左转 是