基于單片機(jī)循跡小車的設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)循跡小車的設(shè)計(jì)第二部分，測(cè)速模塊如圖二十三所示，傳感器ITR8104在沒有外部中斷信號(hào)時(shí)，ITR8104接收管經(jīng)R14電阻對(duì)外輸出高電平，此時(shí)PNP三極管Q8工作于截至狀態(tài)，INT0輸出高電平。當(dāng)傳感器接受到外部中斷信號(hào)（光電測(cè)速盤上的4個(gè)小孔），紅外傳感器接收管的集電極電平被拉低，經(jīng)限流電阻R28導(dǎo)通三極管Q8，INT0此時(shí)電平被拉低，單片機(jī)I/O口P3.2產(chǎn)生中斷信號(hào)，單片機(jī)對(duì)中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序算法處理輸出。圖二十三 紅外對(duì)射管測(cè)速模塊電路3.5 顯示模塊電路顯示模塊為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)經(jīng)典電路，電路中PNP三極管起到開關(guān)管的作用用來驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管。段選端通過

2、1K的限流電阻接單片機(jī)的P0口，起到段選的作用，4個(gè)位選口接單片機(jī)的P2.0至P2.3口，當(dāng)需要選中單個(gè)數(shù)碼管是，相應(yīng)的位選口上輸出低電平，經(jīng)PNP三極管后選中相應(yīng)的位，達(dá)到控制的目的，其中R16至R19為限流電阻，防止電流過大，燒毀數(shù)碼管，起到保護(hù)數(shù)碼管的作用。第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序模塊主程序默認(rèn)單片機(jī)上電調(diào)用初始化程序以及判斷三路傳感器的狀態(tài)，輸入到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理后輸出，調(diào)用循跡子程序，同時(shí)單片機(jī)的定時(shí)器及外部中斷服務(wù)子程序?qū)z測(cè)到的外部中斷次數(shù)處理，實(shí)時(shí)刷新顯示在數(shù)碼管上。4.2 循跡模塊程序流程圖根據(jù)實(shí)際情況，我們分析出了小車的7種行駛狀態(tài)，如下所示，小車的7種行駛狀態(tài) A

3、B C 狀態(tài)a 1 0 1 B路正照在黑線上，小車前進(jìn)b 0 0 1 AB找在黑線上，小車左轉(zhuǎn)彎c 1 1 1 A在黑線上，小車左轉(zhuǎn)彎d 1 0 0 BC在黑線上，小車右轉(zhuǎn)彎e 1 1 0 C在黑線上，小車右轉(zhuǎn)彎f 1 1 1 ABC都不在黑線上，小車保持上一次狀態(tài)不變g 0 0 0 ABC都在黑線上，小車停止第五章 PCB的制作5.1 PCB的設(shè)計(jì)制作采用Protel 99se繪制原理圖與PCB板，布線的過程中必須注意焊盤的大小與銅線的寬度。我選取的焊盤內(nèi)徑為0.8mm,外徑2mm；正常布線線寬2.5mm，電源與地線寬5mm。從做板的情況來看基本達(dá)到制作得要求?；赑rotel 99se 軟

4、件的硬件電路原理圖見附圖一，圖1為基于Protel 99se 軟件繪制的主板PCB印刷電路板，繪制電路圖以及制板整個(gè)過程是建立在硬件原理圖的成功繪制以及每個(gè)部分硬件電路的反復(fù)多次測(cè)試的基礎(chǔ)上完成的。特別是后期制作PCB板的的時(shí)候，為了考慮小車實(shí)際工作時(shí)的需要，三路RPR220紅外傳感器單獨(dú)繪制PCB電路板（副板）是根據(jù)傳感器實(shí)際安裝位置安裝在小車前底部，安裝示意圖如圖6所示。圖2 基于Protel 99se 繪制的主板PCB圖（未加淚滴及覆銅前的電路板），圖3基于Protel 99se 繪制的主板PCB 3D 效果圖，圖4 基于Protel 99se 繪制的副板PCB圖，圖5 基于Protel

5、 99se 繪制的副板PCB 3D效果圖。圖1 基于Protel 99se 繪制的主板PCB圖（覆銅、淚滴過后的電路板）圖2 基于Protel 99se 繪制的主板PCB圖（未加淚滴及覆銅前的電路板）圖3基于Protel 99se 繪制的主板PCB 3D 效果圖圖4 基于Protel 99se 繪制的副板PCB圖圖5 基于Protel 99se 繪制的副板PCB 3D效果圖圖6 基于Protel 99se 繪制的副板PCB 3D效果圖結(jié)束語(yǔ)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，利用了多種傳感器，將軟件和硬件相結(jié)合。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）自動(dòng)沿預(yù)設(shè)軌道行駛小車在行駛過程中，能夠自動(dòng)檢測(cè)預(yù)先設(shè)好的軌

6、道循跡，若有偏離，能夠自動(dòng)糾正，返回到預(yù)設(shè)軌道上來。（2）通過安裝在主板上的數(shù)碼管能夠?qū)崟r(shí)顯示小車當(dāng)前行駛速度與行駛距離。從運(yùn)行情況來看循跡的效果比較好，顯示的效果不是很好，我認(rèn)為是由于軟件部分的原因。另外就是小車的速度不好控制，雖然采用了專業(yè)的電機(jī)控制芯片，但pwm調(diào)速有待完善，這也是我這次設(shè)計(jì)的誤區(qū)。我相信如果實(shí)驗(yàn)條件和時(shí)間的允許下我肯定能解決這一問題。通過本次設(shè)計(jì)我掌握了很多以前不熟練的東西，認(rèn)識(shí)了很多以前不熟悉得東西，使我在人生上又進(jìn)了一步。也認(rèn)識(shí)到很多的不足。謝辭本設(shè)計(jì)能夠順利完成，還承蒙沈老師以及身邊的很多同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計(jì)過程中，沈老師給予了悉心的指導(dǎo)，最重要的是給了我解決

7、問題的思路和方法，并且在設(shè)計(jì)環(huán)境和器材方面給予了大力的幫助和支持，在此，我對(duì)沈老師表示最真摯的感謝！同時(shí)感謝所有幫助過我的同學(xué)！感謝評(píng)閱老師百忙之中抽出時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行了評(píng)閱！參考文獻(xiàn)1畢萬(wàn)新，李明.單片機(jī)原理與接口技術(shù).大連理工大學(xué)出版社，2009.72王東鋒，王會(huì)良，董冠強(qiáng). 單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例M. 電子工業(yè)出版社,2009.3：145-300.3韓毅，楊天. 基于HCS12單片機(jī)的智能尋跡模型車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.學(xué)術(shù)期刊，2008，29（18）：1535-1955.4 王曉明. 電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制J. 學(xué)術(shù)期刊，2002，13（15）：1322-1755.5王靜霞，楊宏麗，劉莉.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（C語(yǔ)言版）.6郭天祥.十天學(xué)會(huì)單片機(jī)C語(yǔ)言7孫涵芳，徐愛卿.MCS-51/96 單片機(jī)原理及應(yīng)用M北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.8王化祥，張淑英傳感器原理及應(yīng)用M天津：天津大學(xué)出版社2004年.9張軍，AVR系列單片機(jī)C語(yǔ)言編程與應(yīng)用實(shí)例M北京：中國(guó)電力出版社,2003:25-86.10卓晴,黃開勝,邵貝貝等,學(xué)做智能車M北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007.11