智能寻迹避障小车寻迹系统设计.doc

智能寻迹避障小车寻迹系统设计.doc

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时间:2020-03-25

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1、第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计1.任务任务一:产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序;任务二:产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序;2.要求(1)能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能;(2)行走过程中小车一直压着黑线走,不得冲出黑线圆圈之外或之内;(3)智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈;2.1项目描述该项目的主要内容是:在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路,然后运用C语言对系统进行编程,使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能,并且在行走过程中小车一直压着黑线走

2、,不得冲出黑线圆圈之外或之内;当人为将小车拿开,再从小于90度的任意方向放置小车,小车应能重新找回轨道,并沿黑线继续转圈。通过该项目的学习与实践,可以让读者获得如下知识和技能:继续掌握单片机I/O端口的应用;掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法;掌握数码管的工作原理与控制方法;掌握单片机C语言的编程方法与技巧;能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数;2.1必备知识2.1.1关于红外线传感器红外线定义:在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线,红外线是不可见光线。所有高于绝对零度(-273.

3、15℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类:近红外线与远红外线。红外线发射器:红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段,如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异,850NM波长的主要用于红外线监控设备,875NM主要用于医疗设备,940NM波段的主要用于红外线控制设备。如:红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。红外线对管应用:本项目中,小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。具体工作过程如下:两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底

4、盘正前方,红外发射管一直发射信号,接收管时刻准备接收信号。两对对着地的红外管发射红外信号,信号在白色的地面上反射回接收管,通过接收管把信号送回单片机进行处理,完成相应的动作。假如在黑色的地面上,信号被地面吸收,就无信号返回,单片机检测到无信号,根据程序也会做出相应的动作。如图2.1所示为红外线收、发对管外型示意图。图2.1红外收、发对管外形图2.3案例设计2.3.1系统设计方案本项目采用单片机最小系统+红外寻线传感器来实现小车寻线功能。系统设计框图如图2.2所示。图2.2系统设计框图2.3.2硬件电路设计智能寻迹避障小

5、车寻线电路原理图如图2.3所示:它是在单片机最小系统的基础上直接由单片机的P3?础_0ol_1连接红外线收、发对个构成的,其中单片机的P3.5端口控制左边寻线电路模块,右边寻线电路模块由P3.6控制。为了保准巡线信号的准确度,一般要求左、右红外发射对管安装时离地面高度控制在0.5cm

6、内比较理想,距离太大,可能造成信号不灵敏,巡线不够准确,距离太小,也可能造成小车前进会与地面产生刮擦,从而损坏器件;另外,左、右收、发对管安装的距离应保持在比黑线条的宽度多一点,做到夹在黑线条,并处于黑线条的边缘,不能压在黑线上。这样巡线才能准确。图2.3智能寻迹避障小车寻线电路原理图2.3.3系统软件设计任务一:产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序;1、源程序#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineoutP2s

7、bitzuo1=P0^1;sbitzuo2=P0^0;sbityou1=P0^3;sbityou2=P0^2;sbitzuod=P3^5;sbityoud=P3^6;sbitqiand=P3^7;//左右前3个红外传感器sbitjiao=P0^6;sbitD1=P2^0;sbitD2=P0^7;voiddelay(uintx){uchari;while(x--)for(i=0;i<123;i++);}voidqian(){zuo1=0;zuo2=1;//左边往前you1=0;you2=1;//右边往前}voidhou(

8、){zuo1=1;zuo2=0;//左边往后you1=1;you2=0;//右边往后}voidzuo(){zuo1=1;zuo2=0;//左边往后you1=0;you2=1;//右边往前}voidyou(){zuo1=0;zuo2=1;//左边往前you1=1;you2=0;//右边往后}voidmain(){while(1){i

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