1.谁有基于C51单片机的智能循迹小车的毕业设计论文啊
摘 要 80C51 单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用 80C51 单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的,采用 80C51 单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高。实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有: (1)通过编程来控制小车的速度; (2)传感器的有效应用; (3)新型显示芯片的采用。关键词 :80C51 单片机;光电检测器;PWM 调速;电动小车。
ABSTRACT 80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using andmulti-function suffer large users. This article introduces the CCUTgraduation design with the 80C51 single chip computer. This designcombines with scientific research object. This system regards the request ofthe topic adopting 80C51 for controlling core super sonic sensor for testthe hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It alsocan record the time distance and the speed or searching light and markautomatically the electric circuit construction of whole system is simple thefunction is dependable. Experiment test result satisfy the request this textemphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: 1 Reduce the speed by program the engine; 2 Efficient application of the sensor 3 The adoption of the new display chip.Key words:80C51 single chip computer light electricitydetector PWM speed adjustingElectricity motive small car. 目 录1 绪 论。
.. 4 1.1 本课题研究的背景和意义。
4 1.2 智能循迹小车设计原理。
. 52 方案设计与论证。
. 5 2.1 直流调速系统。
.. 5 2.2 检测系统。
. 63 智能寻迹小车模块设计。
.. 10 3.1 总体方案。
.. 10 3.2 传感检测单元。
11 3.2.1 小车循迹原理 。
.. 11 3.2.2 传感器的选择及检测电路设计 。
. 11 3.2.3 传感器的安装 。
.. 12 3.3 软件控制单元。
13 3.3.1 单片机选型及程序流程 。
. 13 3.3.2 车速的控制 。
13 3.3.3 电机驱动单元 。
.. 14 3.3.4 蜂鸣器电路设计 。
. 15 3.3.5 稳压电源设计 。
.. 154 系统功能测试。
15 4.1 测试仪器及设备 。
.. 16 4.2 功能测试 。
.. 165 结束语。
17致 谢。
. 18参考文献。
19附 录。
. 20 1 相关芯片介绍。
20 1.1 单片机概述 。
20 1.2 LM339 芯片介绍。
.. 24 1.3 L298N 芯片介绍 。
.. 27 1.4 7805 芯片介绍。
28 2 小车控制程序源代码(C) 。
. 30 1 绪 论 1.1 本课题研究的背景和意义 随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目。
2.小车定位程序设计的毕业论文内容!大神们帮帮忙
小车定位程序设计的毕业的文章可以参照或者依据本文——论文的写作格式、流程与写作技巧进行撰写:广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。
但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。
下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。
主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。 论文写作的要求 下面按论文的结构顺序依次叙述。
(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。
题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。
(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。
严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。
论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。
行政领导人一般不署名。 (三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。
一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。
要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。
(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。
(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。
只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。
废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。 实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。
论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。
文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。
(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。
要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。
论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。 (七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。
论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。
(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。
因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。 一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。
如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。 一切粗心大意,不查文献;故意不引,自鸣创新;贬低别人,抬高自己;避重就轻,故作姿态的做法都是错误的。
而这种现象现在在很多论文中还是时有所见的,这应该看成是利研工作者的大忌。其中,不查文献、漏掉重要文献、故意不引别人文献或有意贬损别人工作等错误是比较明显、容易发现的。
有些做法则比较隐蔽,如将该引在引言中的,把它引到讨论中。这就将原本是你论文的基础或先导,放到和你论文平起平坐的位置。
又如 科研工作总是逐渐深人发展的,你的工作总是在前人工作基石出上发展起来做成的。正确的写法应是,某年某人对本题做出了什么结果,某年某人在这基础上又做出了什么结果,现在我在他们基础上完成了这一研究。
这是实事求是的态度,这样表述丝毫无损于你的贡献。有些论文作者却不这样表述,而是说,某年某人做过本题没有做成,某年某人又做过本题仍没有。
3.关于智能车的论文
飞思卡尔智能车舵机和测速的控制设计与实现摘要:“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛要求车模行驶“稳”、“准”、“快”。
通过优化智能车系统中舵机安装,利用霍尔传感器控制测速,车模在不同赛道都能够适应新赛道,确保了智能车行驶的快速性和可靠性。该车模设计方案方法简单,效果明显、进行稳定。
实践证明该方案对提高车模自适应性具有可行性。关键词:飞思卡尔;智能车;舵机;霍尔传感器;优化“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛以快速跑完规定赛道为目标。
尽可能提高车模速度,跑出好成绩,是整个车模设计的关键。为了进一步提高车模速度,作者曾在车模调试阶段尝试算法、程序控制等多种方法都无明显效果,经多次分析发现,舵机的优化及其控制尤为重要,特别合适舵机转向和速度检测反馈控制。
经过不断改进、调试和优化,该设计方案能够使智能车行驶速度和稳定性都得到显著提高。1车模系统飞思卡尔智能车系统主要由一系列的机械零部件和控制软件组成,主要包括由大赛组委会统一提供标准的车模底盘、轮胎、舵机、驱动电机、PC9S12控制板和电源等,另外,系统中的道路检测装置和测速装置需自行设计安装[1]。
图1为车模系统框图。 要赛出好的成绩,智能车除应具有可靠的道路检测装置外,舵机的灵活转向控制则依赖于机械系统中各个零部件间协调运行。
为提高智能车的整体协调性能,一定要把握好“车身简捷、底盘低稳、转向灵活、协调匹配”的设计与安装原则。2舵机舵机是操控车模行驶的方向盘。
舵机的输出转角通过连杆传动控制前轮转向,其转角精度直接影响到智能车模能否准确按赛道路线行驶,此外,还可考虑采用舵机进行机械闸制动以及多个舵机群控等方法。但飞思卡尔智能汽车大赛规则要求车模中的舵机不能超过3个[2]。
2.1舵机工作原理舵机在6 V电压下正常工作,而大赛组委会统一提供的标准电源输出电压为7.2 V,则需一个外围电压转换电路将电源电压转换为舵机的工作电压6 V。图2为舵机供电电路。
舵机由舵盘、位置反馈电位计、减速齿轮组、直流动电机和控制电路组成,内部位置反馈减速齿轮组由直流电动机驱动,其输出轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测。当电位器转角线性地转换为电压并反馈给控制电路时,控制电路将反馈信号与输入的控制脉冲信号相比较,产生纠正脉冲,控制并驱动直流电机正向或反向转动,使减速齿轮组输出的位置与期望值相符,从而达到舵机精确控制转向角度的目的。
舵机工作原理框图如图3所示。 2.2舵机的安装与调节舵机的控制脉宽与转角在-45°~+45°范围内线性变化。
对于对速度有一定要求的智能车,舵机的响应速度和舵机的转向传动比直接影响车模能否以最佳速度顺利通过弯道。车模在赛道上高速行驶,特别是对于前瞻性不够远的红外光电检测智能车,舵机的响应速度及其转向传动比将直接影响车模行驶的稳定性,因此必须细心调试,逐一解决。
由于舵机从执行转动指令到响应输出需占用一定的时间,因而产生舵机实时控制的滞后。虽然车模在进入弯道时能够检测到黑色路线的偏转方向,但由于舵机的滞后性,使得车模在转弯过程中时常偏离跑道,且速度越快,偏离越远,极大限制车模在连续弯道上行驶的最大时速,使得车模全程赛道速度很难进一步提高。
为了减小舵机响应时间,在遵守比赛规则不允许改造舵机结构的前提下,利用杠杆原理,采用加长舵机力臂的方案来弥补这一缺陷[3],加长舵机力臂示意图如图4所示。图4中,R为舵机力臂;θ为舵机转向角度;F为转向所需外力;α为外力同力臂的夹角。
在舵机输出盘上增加长方形杠杆,在杠杆的末端固定转向传动连杆,其表达式为: 机机械结构精度产生的空程差也会在力臂加长中放大,使得这一非线性环节对控制系统的不利影响增大。因此,舵机安装的高度具有最佳范围,仍需通过试验反复测试。
3霍尔传感器的应用由于在赛前比赛赛道的几何图形是未公开的,赛前车模训练的路线与实际比赛的路线相差甚远,若车模自适应性调整不好,车模会在连续弯道处频繁的偏转,赛道的变更给车模的适应性和稳定性带来了一定挑战。为了使得车模能够平稳地沿着赛道行驶,除控制前轮转向舵机以外,还需要控制好各种路况的车速,使得车模在急转弯和下坡时不会因速度过快而冲出赛道。
因此,利用霍尔传感器检测车模瞬时速度,实现对车模速度的闭环反馈控制,小车的PC9S12控制板能够根据赛道路况变化而相应执行软件给定的加速、减速、刹车等指令,在最短的时间内由当前速度转变为期望的速度,使得车模快速平稳行驶。基于霍尔效应,固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每个小钢磁通过时产生一个相应的脉冲,检测出单位时间的脉冲数,便可知被测转速[5]。
霍尔传感测速装置示意图如图5所示。显然不是安装小钢磁越多越好[6],在一定的条件允许范围内,磁性转盘上小钢磁的数目越多,确定传感器测量转速的分辨率也越高,速度控制也越精确。
一般4~8片是最佳范围。 4结束语为了参加第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛,此设计方案在校级代表队资格选拔赛中。
4.谁有单片机的小车论文
基于51单片机的红外遥控小车设计和制作 论文摘要:本文介绍一款红外线遥控小车,以AT89S51单片机为核心控制器,用L289驱动直流电机工作,控制小车的运行。
本款小车具有红外线遥控手动驾驶、自动驾驶、寻迹前进等功能。本系统采用模块化设计,软件用C语言编写。
论文关键字:AT89C51单片机 直流电机 红外线遥控 循迹 L298 一、设计任务和要求 以AT98C51单片机为核心,制作一款红外遥控小车,小车具有自动驾驶,手动驾驶和循迹前进等功能。自动驾驶时,前进过程中可以避障。
手动驾驶时,遥控控制小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。寻迹前进时小车还可以按照预先设计好的轨迹前进。
二、系统组成及工作原理 本系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要完成红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行的发生等功能。
软件主要完成信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。AT89S51单片机查询红外信号并解码,查询各个检测部分输入的信号,并进行相应处理,包括电机的正反转,判断是否遇到障碍物,判断是否小车其那金中有出轨等。
系统结构框图如图1所示。 图1 系统结构框图 三、主要硬件电路 1、遥控发射器电路 该电路的主要控制器件为遥控器芯片HT6221,如图2所示。
HT6221将红外码调制成38KHZ的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。图2中D1是红外发射二极管,D2是按键指示灯,当有按键按下时D2点亮。
HT6221的编码规则是:当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,如果这个按键按下且延迟大约108ms,这108ms发射代码由一个起始码(9ms),一个结果码(4.5ms),低8位地址码(9ms~18ms),高8位地址码(9~18ms),8位数据码(9~18ms)和这8位数据码的反码 (9~18ms)组成,如果按键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。按照上图的接法,K1~K8的数据码分别为:0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07。
图2 遥控发射器电路原理图 2、红外线接收模块 该模块使用一体化红外接收头1838,其电路如图3所示。瓷片电容104为去耦电容,DOUT即是解调信号的输出端,直接与单片机的P3.2口相连。
有红外编码信号发射时,输出为检波整形后的方波信号,并直接提供给单片机。 图3 红外接收原理图 3、电机驱动模块 该模块主要由芯片L298控制两个电机的正反转,以及改变电机的转速,其电路如图4所示。
L298 芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器。其中SENSEA、SENSEB分别为两个H桥的电流反馈脚,不用时可以直接接地。
VCC,VS是接电源引脚,电压范围分别是4.5~7V、2.5~46V,设计中VCC端与单片机电源端共用5V工作电源,VS端独立接9V电源。ENA,ENB为使能端,低电平禁止输出。
IN1,IN2,IN3,IN4为数据输入引脚,OUT1,OUT2,OUT3,OUT4为数据输出引脚。D1~D8是保护二极管(IN5819),用于释放掉电机停车时产生的反响尖峰电势,否则会击坏L298。
4、障碍物检测和寻迹模块 障碍物检测和轨迹检测原理是相同的。从经济的角度考虑,该模块选用了反射式光耦,其电路如图5所示。
反射式光耦由一个红外发射管和一个光敏三极管组成。LM324是电压比较器,当3脚的电平大于2脚时,输出端1脚输出高电平,反之输出低电平。
高低电平的值取决于LM324的2脚电平,调整电位器R23使LM324的2脚电压为3V。 避障电路安装在小车的头部的左右两边,分别用于检测左右障碍物。
工作过程是:当无障碍物时,不反射红外线,光敏三极管截止,LM324的3脚在R16的上拉作用下为高电平(5V),大于2脚电压(3V),输出高电平;当遇到障碍物时,反射红外线,光敏三极管导通,比较器3脚接地,小于2脚电压(3V),输出低电平。单片机根据电平的变化判断有无障碍物,当左边遇到障碍物时小车右转,当右边遇到障碍物时小车左转。
循迹电路安装在小车的底部的左右两边,循迹是通过辨别黑白色来行走。工作过程是:红外发射管发出红外光,当遇到黑色,不反射红外光,比较器输出为高电平;当遇到白线,红个光反射回来,比较器输出为低电平。
当左边检测到白色时小车右转,当右边检测到白色时小车左转,当两边检测到的都是黑色时小车前进,当两边检测到的都是白色时小车停止。 图5 障碍物检测、轨迹检测原理图 四、软件设计 本系统的软件用C语言编写,分为主程序,外部中断解码子程序、自动驾驶子程序、手动驾驶子程序、障碍物检测子程序、轨迹检测子程序、定时器1中断调速子程序等。
主程序完成系统硬件的初始化、子程序调用等功能。主程序、解码子程序如图6、图7所示。
图6 主程序流程 图7 解码程序流程图 结束语: 经实践表明,本文所设计的红外线遥控小车运行稳定、遥控灵敏、占用系统硬件资源少。且在不改变硬件电路,仅通过软件编程小车就可以实现障碍物检测、报警等功能。
参考文献: [1] 陈权昌,李兴富.单片机原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2007 [2] 吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2002 [3] 侯玉宝,陈忠平,李。
5.集下册第一单元小车的运动小论文150字
暑假过后,很快我校便迎来了一年一度的秋季运动会。
比赛开始了,第一项是接力。我们班一上场就落后了一大截,我们班的拉拉队不断喊:“加油!加油!”但是好像一点也没起效,轮到我了,我使出自己的“杀手锏”:高级狂奔。我飞快的跑出去反超了三和三班的两名队员,我将接力棒传给队友,一个漂移过弯,顺利的完成了自己的任务。在后面的比赛里我班一直保持领先,最终赢得了第一场比赛。
第二场比赛时拍球,比赛规则是:两分钟内在规定区域内比哪个班拍的的平均数量最多。我想:这有什么难度?我们有三个高手,绝对不会输给他们!比赛开始了,我们班的队员个个英勇无比,无人可敌,
6.毕业设计:智能电动小车系统设计
这是竞赛及实验用小车。主要包括:小车底盘、视觉反馈系统(既CCD图像传感器或者光电传感器)、车体控制系统(主要是速度与转向控制,由MCU控制,输入量为经处理的视觉信号,输出为电机、舵机的控制信号)、人机交互系统。
主要技术现状:
(1)导航定位技术,内容主要包括:车辆位姿确定、环境地图获取以及导航算法等。
(2)感知技术,就是用传感器信息来描述现实世界的特征。它包括了传感器技术、感知系统架构、传感器信息处理、环境地图(world map)建模等内容。感知系统是为实现车辆自主行驶服务的。导航方法不同,感知系统任务也会有所不同。感知系统的任务一般包括:道路跟随、路标侦察及识别、避障、轨迹侦察及跟踪等。
机器视觉是AGV常用感知技术之一。它的优点在于具有很高的空间和灰度分辨率,探测范围广、精度高、能够获取场景中绝大部分信息:缺点是难以从背景中分离出要探测的目标,图像处理计算量很大,导致系统的实时性下降。机器人视觉研究已经取得巨大进展,但仍然有很多问题有待解决。例如对路面阴影、障碍物材质、各种下沉地形的识别等。
由上可知:单种感知技术总有各种各样的缺点,实际应用中一般采用多传感器融合技术。
(3)路径规划的任务是按照某一性能指标搜索⋯条从起始状态到目标状态的最优或近似最优或无碰路径。路径规划的输入为实时的环境信息。一般分为全局路径规划和局部路径规划。
(4)移动机器人控制体系结构是指实施控制的策略与方法。功能式结构、行为式结构以及混合式结构。
功能式结构的优点是系统构造层次清晰、模块功能易执行,并且较易实现高层次的智能行为。缺点是在系统的每一控制行为都必须经过感知——建模——规划——执行等各模块,延时长,实时性差:各功能模块之间的串行连接使得系统的可靠性变差,任何一个模块工作的失败都会造成整个系统的瘫痪。
行为式控制结构的优点在于采用了并行结构,易满足系统实时性要求。它的难点在于要求合理全面地划分系统行为。同时,系统的传感器信息必须充分全面地支持各种行为的动作映射。它的缺点是系统模块间连接松散,难以产生比较复杂的智能行为。
这些是我以前做的一个报告里的内容,应该能让你对小车有个大致的了解。你的小车要求比较简单,没有要你创新的地方,只要去万方或者别的什么地方下几篇论文自己好好研究下仿造篇论文出来就行了,本科毕业设计一般是不需要实物的,糊弄下老师就行……
还有,C51一般不能够胜任小车的要求,最好是ARM7/9,或其他高性能单片机
7.怎么设计循迹小车
1. 小车控制及驱动单元的选择 此部分是整个小车的大脑,是整个小车运行的核心部件,起着控制小车所有运行状态的作用。
通常选用单片机作为小车的核心控制单元,在这里用台湾凌阳公司的SPCE061A单片机来做小车的控制单元。SPCE061是一款拥有2K RAM、32KFlash、32 个I/O 口,并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器,它还拥有丰富的语音处理功能,为小车的功能扩展提供了相当大的空间。
只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。 小车驱动电机一般利用现成的玩具小车上的配套直流电机。
考虑到小车必须能够前进、倒退、停止,并能灵活转向,在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转,反之则向左转。
为了能控制车轮的转速,可以采取PWM调速法,即由单片机的IOB8、IOB9输出一系列频率固定的方波,再通过功率放大来驱动电机,在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压,从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。
2. 小车循迹的原理 这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走,通常采取的方法是红外探测法。 红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物体表面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;如果遇到黑线则红外光被吸收,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,一般最大不应超过15cm。
对于发射和接收红外线的红外探头,可以自己制作或直接采用集成式红外探头。 (1)自制红外探头电路如图1所示,红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。
当小车在白色地面行驶时,装在车下的红外发射管发射红外线信号,经白色反射后,被接收管接收,一旦接收管接收到信号,那么图中光敏三极管将导通,比较器输出为低电平;当小车行驶到黑色引导线时,红外线信号被黑色吸收后,光敏三极管截止,比较器输出高电平,从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口,当I/O口检测到的信号为高电平时,表明红外光被地上的黑色引导线吸收了,表明小车处在黑色的引导线上;同理,当I/O口检测到的信号为低电平时,表明小车行驶在白色地面上。
此种方法简单,价格便宜,灵敏度可调,但是容易受到周围环境的影响,特别是在图1较强的日光灯下,对检测到的信号有一定的影响。 (2)集成式红外探头可以采用型号为E3F-DS10C4集成断续式光电开关探测器,它具有简单、可靠的工作性能,只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。
该探头输出端只有三根线(电源线、地线、信号线),只要将信号线接在单片机的I/O口,然后不停地对该I/O口进行扫描检测,当其为高电平时则检测到白纸,当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源(如日光灯等)的干扰。
其缺点则是体积比较大,占用了小车有限的空间。 3.红外探头的安装 在小车具体的循迹行走过程中,为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向,需要同时在底盘装设4个红外探测头,进行两级方向纠正控制,提高其循迹的可靠性。
这4个红外探头的具体位置如图2所示。图中循迹传感器共安装4个,全部在一条直线上。
其中InfraredMR与InfraredML 为第一级方向控制传感器,InfraredSR 与InfraredSL 为第二级方向控制传感器。小车行走时,始终保持黑线(如图2 中所示的行走轨迹黑线)在InfraredMR和InfraredML这两个第一级传感器之间,当小车偏离黑线时,第一级探测器一旦探测到有黑线,单片机就会按照预先编定的程序发送指令给小车的控 制系统,控制系统再对小车路径予以纠正。
若小车回到了轨道上,即4个探测器都只检测到白纸,则小车会继续行走;若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范围,这时第二级动作,再次对小车的运动进行纠正,使之回到正确轨道上去。可以看出,第二级方向探测器实际是第一级的后备保护,从而提高了小车循迹的可靠性。
4.软件控制 其程序控制框图如图3。小车进入循迹模式后,即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口,一旦检测到某个I/O口有信号,即进入判断处理程序(switch),先确定4个探测器中的哪一个探测到了黑线,如果InfraredML(左面第一级传感器)或者InfraredSL(左面第二级传感器)探测到黑线,即小车左半部分压到黑线,车身向右偏出,此时应使小车向左转;如果是InfraredMR(右面第一级传感 器)或InfraredSR(右面第二级传感器)探测到了黑线,即车身右半部压住黑线,小车向左偏出了轨迹,则应使小车向右转。
在经过了方向调整后,小车再继续向前行走,并继续探测黑线重复上述动作。 由于第二级方向控制为第一级的后备,则两个等级间的转向力度必须相互配合。
电动循迹小车设计 1. 小车控制及驱动单元的选择 此部分是整个小车的大脑,是整个小车运。
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