基于52单片机的智能循迹小车的设计与制作.docVIP

本文献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 基于 52 单片机的智能循迹小车的设计与制作 谭世伟张云哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院 070812 班 摘要： 摘要：以自主设计的底盘为基础，以直流减速电机及其控制电路为驱动，以 AT89S52 单 片机为控制核心，以红外对管为探测系统，加以外围电路组成的智能小车在特定的程序下 实现走“8”字及循迹的功能；基于阿克曼原理设计的平面等腰梯形连杆机构及差速器能够 实现小车的完美转向；基于 52 单片机、光耦、L298、稳压器 7805 的控制电路能够实现对 直流减速电机与舵机的整体控制；电路部分与机械部分的有机结合在特定程序下经过多次 调试便能实现上述功能。 关键词： 关键词：AT89S52；L298；直流电机； 平面等腰梯形连杆机构；红外放射式原理 引言： 引言： 随着控制技术及计算机技术的发展，智能车系统将在未来工业生产和日常 生活中扮演重要的角色，是以后的发展方向。 智能小车的巡线功能在生产生活中都有着广泛的用途。例如：可以用在大 的生产车间的物流系统中，按照预先设定的路线来传输货物；可以用在赛车比 赛中能够按照轨道行驶，从而更加安全；还可以用在导航系统中等等。 国内高校间年年举办的机器人大赛大多选择以小车为载体来实现特定功 能 ， 小 车 这 种 简 单 而 又 常 见 的 玩 具 得 到 了 越 来 越 多 的 。 随着大学期间知识的积累，所学的东西完全可以在程控小车这个项目上得到实 现。 本次设计的简易智能小车采用 AT89S52 单片机为小车的检测和控制核心， 辅以 L298、光耦、7805 等器件构成的外围电路能够实现对直流减速电机与舵机 的控制。随着编程语言的导入，及多次的调试，小车便能实现走“8”字的功能。 在此基础上安装红外对管组成的探测系统，可以把反馈的信号送入单片机，使 单片机按照预定的工作模式控制小车沿着设置的黑线行驶，便完成了循迹的功 能。 本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度 1 上体现了智能化。 1.设计任务 1.设计任务 要求：用已有器件设计一个简易智能小车，其行驶路线满足要求。 2.总体设计方案 2.总体设计方案 总体设计 根据设计任务要求及扩展功能，智能小车是以 AT89S52 单片机为检测和 控制核心，由轨迹探测模块、后轮驱动模块和前轮导向模块及电源模块等四大 模块组成。设计如图 1 所示： 图 1 智能小车系统结构模块 2.1 轨迹探测模块 该模块采用红外对管 GP2A25 来检测信号送给单片机， 其原理图接线如图 2 所示： 图2 红外对管引脚接线 红外对管构成的探测系统原理如图 3 所示： 2 图3 探测系统电路图 2.2 前轮驱动模块 该模块是以平面等腰梯形连杆机构为机械机构，由舵机进行控制驱动。 连杆转向机构及驱动体系的工作的原理框图如图 4 所示： 图 4 连杆转向机构 2.3 后轮驱动模块 该模块以差速器为机械基础，由电机来驱动。差速器结构图 5 所示： 3 图5 差速器结构图 2.4 整体装配图： 有了驱动系统与转向系统，加上其它小车零件，就可以的到如图 6 所示的 程控小车装配图。 图 6 整体装配图 3.程序框图： 3.程序框图： 程序框图 3.1 走 8 字型程序流程图如图 7 所示： 4 图 7 程序流程图 其 中 子 函 数 drive 决 定 舵 机 的 转 向 转 角 和 电 机 的 转 速 转 向 ； 子 函 数 init0_time 是定时器 0 初始化函数，在设计中使定时器 0 每 100Us 中断一次； 子函数 motor_run 决定电机的转速和转向；子函数 time0_pwm 为定时器 0 中断 服务程序，包括舵机部分、直流电机 PWM 调速部和较精确延时部分。 2．循迹程序流程图如图 8 所示： 图8 5 4.方案的论证与实现 方案的论证与实现 4.1 轨迹探测模块 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶由于黑线和白纸对光线的反 射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”——黑线．判断信 号可通过单片机控制驱动模块修正前进方向，以使其保持沿着黑线行进。 所用的黑线宽度大约为 1 cm，判断黑线的方案采用红外反对管作为传感 器，三个红外对管并排放置于小车的前部进行线路跟踪——正常行驶时，中间 一个红外对管都应位于黑线之内，而左右两个红外对管