心形灯课程设计-论文.doc

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1、光源循迹小车的控制与设计摘要：本文介绍了利用光电传感器实现小车自动寻迹的设计与实现。自动寻迹是基于自动导引小车（AGV—auto-guidedvehicle）机器人系统，用以实现小车自动识别路线。本设计采用在白纸上画有黑色线条作引导路线，使用光电传感器感知导引线。系统控制核心采用ATmega单片机,系统驱动采用直流减速电机，驱动芯片为L298。该技术可以应用于无人驾驶机动车等领域。关键词：寻迹小车；ATmega；光电传感器；SourceTracingCarAbstract：Thispaperdescribestheuseofphotoelectricsensorautomat

2、icallytracingthecarDesignandImplementation.AutomatictracingisbasedontheAutomatedGuidedVehicle(AGV-auto-guidedvehicle)robotsystemtoachieveautomaticidentificationtrolleyline.Thedesignispaintedinblackonwhitelinestoguideline,theuseofphotoelectricsensorperceptionguidewire.ATmegacoresystemcontrol

3、usingSCMsystemdrivenbyDCgearedmotor,driverchipsforL298.ThetechnologycanbeappliedinareassuchasunmannedaerialvehiclesKeywords:trailingcar；ATmega；photoelectricsensor；目录1系统设计任务及方案确定(1)1.1设计任务及要求(1)1.2方案比较与确定(1)1.2.1单片机的选型(1)1.2.2车体的选型(2)1.2.3寻迹传感器模块的选型(2)1.2.4电机的选型(3)2光源寻迹小车的设计思路及总体结构(3)2.1设计与构

4、思(3)2.2总体设计(3)3系统硬件的设计(4)3.1单片机最小系统(4)3.2ATmega16芯片(5)3.3红外探测器的设计(8)3.3.1光电传感器(8)3.3.2LM339芯片(9)3.4电机及电机驱动模块(10)3.4.1电机(10)3.4.2电机的驱动及L298芯片(10)3.5PCB图制作(14)4系统软件的设计(16)4.1软件所实现的功能及软件流程(16)4.1系统设计流程图(18)5系统调试(20)6总结(21))光源寻迹小车1系统设计任务及方案确定1.1设计任务及要求寻迹小车涉及到机械学、力学、光学、电子学等多方面的知识，是一个运用计算机、传感、信息、

5、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科技研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途径。本设计的任务是以ATmega16为核心，利用自制传感器识别黑色引导线，ATmega16控制集成H桥芯片驱动两个带减速机构的小直流电机，小直流电机分别驱动左右车轮沿黑色引导线行驶。1.2方案比较与确定1.2.1单片机的选型方案1：核心芯片采用凌阳单片机，型号为SPCE061A,此单片机内置32KWORDROM，2KWORDSRAM，2个定时器，2个外部中断，1个串口，32个通用IO口，外部接32.768K

6、Hz的晶振，内部通过PLL锁相环电路倍频后最高可达49.152MHz。系统可处于低功耗（睡眠状态），并可通过外部中断唤醒，系统具有低电压复位和低电压检测功能，并自带看门狗复位，最主要的是内置有在线仿真电路,极大地方便用户调试程序。因为是工业级芯片，价格偏贵。方案2：核心芯片采用型号为ATmega16。ATmega16是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。比较以上两种方案：本系统决定采用核心芯片为ATmega16的A

7、VR单片机系统，因为AVR单片机在市场上十分容易购买,价格便宜。本系统比较简单，不需要SPCE061A那么复杂和大容量的ROM和RAM。1.2.2车体的选型方案1：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。再次，玩具电动车的电机多为玩具直流