)智能小车循迹

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1、河北联合大学电气工程学院生产实习报告专业自动化姓名张桂平学号201013040302指导教师沈小伟2013年7月1日时间2013.6.17-2013.7.1地点河北联合大学电工电子实验基地实习目的与内容一．实习目的本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以AT89S52单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合实现小车

2、的预期功能。通过对基于ARMLPC2000系列单片机的智能寻迹小车的设计与控制实训，除了加深和巩固学生课程理论学习之外，更重要的是加强实践、拓展应用，让学生了解基于ARMLPC2000系列单片机的开发和运用的一个整体开发流程，包括在训练中要求学生能够自己根据性能指标和功能要求掌握硬件电路的设计和制作、元器件的选用和安装、软件的编写和调试，同时学会硬件仿真、软件仿真和整机联调，其中最关键的两部分：硬件电路设计与制作和控制软件的编写以及调试，使得准产品最后达到技术指标的要求二．实习内容本报告主要分为三个部分。第一部分是对整个系统实现方法的一个

3、概要说明，主要内容是对整个技术原理的概述；第二部分是对硬件电路设计的说明，主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理等；第三部分是对系统软件设计部分的说明，主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。技术方案概要说明本模型车的电路系统包括电源管理模块、单片机模块、路面检测模块、电机驱动模块。电路框图如下:其工作过程如下：1）.利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测路面上的轨迹2）.将轨迹信息送到单片机3）.单片机采用模糊推理求出转向的角度和行走速度，然后去控制行走部分4）.最终完成智能小车可以按照路面上

4、的轨迹运行。硬件电路设计1．单片机最小系统：小车采用ATMEL公司的AT89S52单片机作为控制芯片，下图是其最小系统电路。主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下：1）时钟电路：给单片机提供一个外接的16MHz的石英晶振。2）电源电路：给单片机提供5V电源。3）复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。单片机最小系统2.电源模块：模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。在本设计中，51单片机使用5V电源，电机

5、及舵机使用6V电源。考虑到电源为充电电池组，额定电压为7.2V，实际充满电后电压则为6.5-6.8V，所以单片机及传感器模块采用7805稳压后的5V电源供电，电机直接由电池供电。3.路面检测电路：路面检测电路由5对光电发送与接收管组成。由于路面存在黑色引导线，落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的路面不同，进而在光电接收管两端产生不同的电压值，由此判断路线的走向。传感器模块将当前采集到的一组电压值传递给单片机，进而根据一定的算法对电机进行控制，使小车自动寻线行走。下图是路面检测电路图：路面检测电路4.单片机模块：是智能车

6、的核心部分，主要完成对外围各个模块的管理，实现对外围模块的信号发送，以及对传感器模块的信号采集，并根据软件算法对所采集的信号进行处理，发送信号给执行模块进行任务执行，还对各种突发事件进行监控和处理，保证整个系统的正常运作。　　单片机时钟电路单片机复位电路5.电机驱动电路：电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，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。设计中，驱动电路的四个输入端我们只用了两路输入分别与ARMLPC2

7、103的P0.15和P0.14连接。这样四路输入就有高低电平了，轮子就能转起来。再接入两路PWM驱动，就能控制速度。P0.19控制车的右轮，P0.20控制车的左轮。由I/O的脉冲来控制H桥中三极管的通断，从而来控制直流电机的前进、后退、左转和右转的动作，具体如下表1。采用普通直流电机，通过控制脉冲占空比算法,实现对小车速度的控制。这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、带载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。由三极管Q9、Q10、Q11、Q12构成H桥驱动电路，控制着几个管子的通断就可以

8、控制直流电机的正转、反转。H桥驱动电路表1P0.3P0.2P0.1P0.0状态1001前行0110后退1010左转0101右转软件设计部分1.小车循迹规则：若小车偏左的时候，车轮将向右偏转；若