小车循迹蔽障报告

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1、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

2、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,二、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。三、系统的硬件电路设计3.1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：3.1寻迹模块该模

3、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：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循迹框图：图4.2循迹框图3.1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

4、。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。开始后退左转前进右转Y左转是否检测到障碍前进N避障框图：图4.3避障框图3.1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

5、。L298可驱动2个电机，OUT1、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。也利用单片机产生PWM信号接到ENA，ENB端子，对电机的转速进行调节。L298N的逻辑功能：表1SHARPGP2D12实物图外形及封装：图3L298N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：AT89S52循迹红外对管时钟电路复位电路电机驱动避障红外对管图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

6、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2.1H桥式电路4.3信号检测模块小车循迹原理是小车在画有黑线的白纸“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，再通过LM393N作比较器来采集高低电平，从而实现信号的检测。如图:五、系统功能测试5.1小车调试通过改变循迹板滑动变阻

7、器器的大小来调试红外对管的灵敏度，通过改变延时程序来改变速度的大小。如图下:整个系统的设计以单片机为核心，利用了多种传感器，将软件和硬件相结合。本系统能实现如下功能：（1）自动沿预设轨道行驶小车在行驶过程中，能够自动检测预先设好的轨道，实现直道和弧形轨道的前进。若有偏离，能够自动纠正，返回到预设轨道上来。（2）当小车探测到前进前方的障碍物时，可以自动调整，躲避障碍物，从无障碍区通过。小车通过障碍区后，能够自动循迹（3）自动检测停车线并自动停车。启动循迹是否检测到停止线停止是否检测到障碍NY避