自動(dòng)循跡小車課件

基于單片機(jī)的智能尋跡小車的設(shè)計(jì)讓我們先看看一段錄像吧小車沿線自動(dòng)行駛1.智能尋跡小車的研究意義2.系統(tǒng)模塊組成結(jié)構(gòu)3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5實(shí)驗(yàn)測(cè)試1.智能尋跡小車的研究意義

大家在新聞中都看到過(guò)登月小車或者聽(tīng)說(shuō)過(guò)無(wú)人駕駛車吧智能車以及在智能車輛基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品已成為航天、醫(yī)療、工業(yè)控制、物流等各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能車的研究和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、液晶顯示模塊、鍵盤(pán)、紅外采集模塊和小車車體組成。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖采用左右兩輪分別驅(qū)動(dòng)，萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車體前部裝一個(gè)萬(wàn)向輪。大家想一下，小車的控制方式吧小車怎么轉(zhuǎn)彎呢？怎么直行？當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎。在安裝時(shí)我們保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸。當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬(wàn)向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)。為了防止小車重心的偏移，后萬(wàn)向輪起支撐作用。2.1系統(tǒng)實(shí)物圖

圖1系統(tǒng)安裝圖照片圖2數(shù)據(jù)采集部分安裝圖當(dāng)然，我們還可以選擇其它的車體和賽道2.1系統(tǒng)實(shí)物圖2

圖1系統(tǒng)安裝圖照片光電傳感器電路模塊2.3系統(tǒng)工作原理黑色和白色路面對(duì)光的反射程度不同，白色反射程度強(qiáng)，而黑色反射程度弱。仔細(xì)想想循跡小車的工作原理吧恍然大悟了嗎？利用紅外采集模塊中的紅外發(fā)射接收對(duì)管檢測(cè)路面上的軌跡將軌跡信息送到單片機(jī)單片機(jī)采用模糊推理求出轉(zhuǎn)向的角度和行走速度，然后去控制行走部分最終完成智能小車可以按照路面上的軌跡運(yùn)行。

3.1單片機(jī)系統(tǒng)電路單片機(jī)系統(tǒng)電路電源電路L298電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)：小車光電采樣電路

3.2尋跡電路原理

a.采樣電路原理框圖提示紅外發(fā)射管紅外接收管8931214U1CLM33910KR21560R1310KR141KR154.7KR17VCCVCCR18200輸出端紅外發(fā)射管紅外接收管無(wú)遮擋物/白色接收管導(dǎo)通AA點(diǎn)為高電平輸出端為低電平有遮擋物/黑色接收管截止A點(diǎn)為低電平輸出端為高電平問(wèn)題1、為什么要加比較器？問(wèn)題2、為什么里用滑動(dòng)變阻器？現(xiàn)在，大家開(kāi)動(dòng)腦筋，想想它的設(shè)計(jì)方法吧？流水線運(yùn)行方向

3.3小車驅(qū)動(dòng)針對(duì)不同的電機(jī)采取不同的驅(qū)動(dòng)方法我們這里講兩種1.減速電機(jī)2.伺服電機(jī)1.減速電機(jī)控制方法采用PWM（PulseWidthModulation脈沖寬度調(diào)制）驅(qū)動(dòng)方法占空比越大，電機(jī)的速度越快電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片可以采用L298N，18200MC33886等1.當(dāng)高電平等于1.5ms時(shí)，兩小車車輪處于停止；2.當(dāng)高電平大于1.5ms時(shí)，車輪會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)3.當(dāng)高電平小于1.5ms時(shí)，車輪會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2.舵機(jī)/伺服電機(jī)控制方法

利用伺服電機(jī)控制，小車需要零校準(zhǔn)步驟：（1）由單片機(jī)定時(shí)器程序在P1.4、P1.5引腳產(chǎn)生1.5ms高電平20ms低電平的脈沖信號(hào)（2）用螺絲刀調(diào)節(jié)伺服電機(jī)內(nèi)馬達(dá)上的電位器，使伺服電機(jī)保持靜止，即完成相應(yīng)調(diào)零過(guò)程。4軟件設(shè)計(jì)4.1軟件流程圖4.2尋跡流程圖P2.７圖10采集電路圖P2.６P2.５P2.４P2.３P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3小車狀態(tài)控制方法01110軌跡居中前進(jìn)11100小車偏右左轉(zhuǎn)110001000000111小車偏左右轉(zhuǎn)000110000100000沒(méi)在軌跡上后退問(wèn)題：如何實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制提示：位置不同，轉(zhuǎn)彎速度應(yīng)該不同P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3小車狀態(tài)控制方法01110軌跡居中前進(jìn)11100小車小偏右小左11000小車中偏右中左10000小車大偏右大左00111小車小偏左小右00011小車中偏左中右00001小車大偏左大右00000沒(méi)在軌跡上后退表1小車控制表格小車控制采用模糊控制算法

問(wèn)題：若賽道寬度不定，如何實(shí)現(xiàn)控制P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3小車狀態(tài)控制方法01110軌跡居中前進(jìn)001001111100111小車小偏左小右0011000010小車中偏左中右0001100001小車大偏左大右11100小車小偏右小左0110011000小車中偏右中左0100010000小車大偏右大左00000沒(méi)在軌跡上后退5實(shí)驗(yàn)測(cè)試

將小車系統(tǒng)放在預(yù)定白色地板上，白色地板上有5cm寬黑色軌跡，兩平行跑道間距為80cm，半圓半徑為40cm，根據(jù)小車下方的5個(gè)光電發(fā)射接收對(duì)管關(guān)于黑線和白色地板反應(yīng)不同，觀察小車是否可以自己完成尋跡。如果沒(méi)有賽道的話，如何進(jìn)行測(cè)試？1）若小車偏左的時(shí)候，