智能循迹小车

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1、.-目录目录1摘要：21.任务及要求31.1任务32.系统设计方案32.1小车循迹原理32.2控制系统总体设计33.系统方案43.1寻迹传感器模块43.1.1红外传感器ST188简介43.1.2比拟器LM324简介53.1.3具体电路53.1.4传感器安装63.2控制器模块63.3电源模块73.4电机及驱动模块83.4.1电机83.4.2驱动8.可修编..-3.5自动循迹小车总体设计93.5.1总体电路图93.5.2系统总体说明114.软件设计114.1PWM控制114.2总体软件流程图124.3小车循迹流程图

2、124.4中断程序流程图134.5单片机测序145．参考资料17智能循迹小车小组成员：韦韬,林绍辉，吴尚平.可修编..-1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。系统方案方框图如图1-1所示。检测〔黑线〕驱动电机软件控制控制小车图1-1系统方案方框图2.系统设计方案2.1小车循迹原理这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路〞。通常采取的方法是红外探测法。 红外

3、探测法，即利用红外线在不同颜色的物体外表具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线那么红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，2.2控制系统总体设计自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等局部组成,控制系统的构造框图如图2-1所示。.可修编..-稳压电源模块主控芯片A

4、T89C51L298减速电机光电传感器电压比拟器图2-1控制系统的构造框图1、主控制电路模块：用AT89C51单片机、复位电路，时钟电路2、红外检测模块：光电传感器ST188,比拟器LM3243、电机及驱动模块:电机驱动芯片L298N、两个直流电机4、电源模块：9v干电池。3.系统方案3.1寻迹传感器模块ST系列反射式光电传感器是经常使用的传感器。这个系列的传感器种类齐全、价格廉价、体积小、使用方便、质量可靠、用途广泛。我们采用ST188作为红外检测传感器。在黑线检测的测试中，假设检测到白色区域，发射管发射的红

5、外线没有反射到接收管，测量接收管的电压为4．8V，假设检测到黑色区域，接收管承受到发射管发射的红外线，电阻发生变化，所分得的电压也就随之发生变化，测的接收管的电压为0．5V，测试根本满足要求。判断有无黑线我们用的一块比拟器LM324，比拟基准电压由30K的变阻器调节，各个接收管的参数都不一致，每个传感器的比拟基准电压也不尽一样，我们为每个传感器配备了一个变阻器。3.1.1红外传感器ST188简介含一个反射模块〔发光二极管〕和一个接收模块〔光敏三极管〕。通过发射红外信号，看接收信号变化判断检测物体状态的变化。A、

6、K之间接发光二极管，C、E之间接光敏三极管〔二者在电路中均正接，但要串联一定阻值的电阻〕.可修编..-图3-1ST188实物图图3-2ST188管脚图及部电路3.1.2比拟器LM324简介LM324为四运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装。部有四个运算放大器，有相位补偿电路。电路功耗很小，工作电压围宽，可用正电源3～30V，或正负双电源±1．5V～±15V工作。在黑线检测电路中用来确定红外接收信号电平的上下，以电平上下判定黑线有无。在电路中，LM324的一个输入端需接滑动变阻器，通过改变滑动变阻器的阻值来提

7、供适宜的比拟电压。图3-3LM324部电路图3-4集成运放的管脚图3.1.3具体电路通过ST188检测黑线，输出接收到的信号给LM324，接收电压与比拟电压比拟后，输出信号变为上下电平，再输入到单片机中，用以判定是否检测到黑线。.可修编..-图3-5传感器模块电路图3.1.4传感器安装 在小车具体的循迹行走过程中，将红外传感器放置在车头前方，提前对路况采集信息，再由单片机控制两轮转速来进展两级方向纠正控制，提高其循迹的可靠性。小车前方循迹传感器全部在一条直线上。其中中间连个传感器为第一级方向控制传感器，旁边两个

8、为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边的两个传感器之间的宽度不得大于黑线的宽度。小车前进时，始终保持轨迹黑线在中间两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级传感器就能检测到黑线，把检测的信号送单片机处理、控制系统，控制系统发出信号对小车轨迹予以纠正。假设小车回到了轨道上，即4个探测器都只检测到白纸，那么小车会继续行走；假设小车由于惯性过大依旧偏离轨道，越出了第一级两个探测器的探测围