基于c51片机 电动循迹小车设计.pptVIP

2013年3月23日 一、课题的背景与意义 在那些人类很难适应、或无法进入的工作环境中，我们可以看到它们的身影。 世界上许多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。 安装结构示意图 物理与电子工程系《电子设计与实践》课程 物理与电子工程系《电子设计与实践》课程 物理与电子工程系 《电子设计与实践》 *物理与电子工程系《电子设计与实践》课程 物理与电子工程系《电子设计与实践》课程 物理与电子工程系 《电子设计与实践》 *物理与电子工程系《电子设计与实践》课程 2013年春 主讲：耿文波 Email：wenbogeng@163.com 第12讲 电动智能循迹小车设计 一、课题的背景与意义 二、设计思路及硬件设计 三、循迹C程序设计 四、课后思考与实训 众所周知的登月小车、无人驾驶车。 智能车以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为航天、医疗、工业控制、物流等各个领域的关键设备。 1.智能小车的应用领域 2. 电子设计竞赛与机器人大赛 全国大学生电子设计竞赛多次涉及小车或电机控制的题目。 以本科组为例： 2001年 自动往返电动小汽车 ； 2003年 简易智能电动汽车入库； 2005年 悬挂运动控制系统； 2007年 电动车跷跷板； 2009年 声音导引系统 ； 2011年 智能小车。 2012年 河南省第一届大学生机器人大赛 * 2012中国机器人大赛暨 RoboCup公开赛 电机 传感 通信 * MCU 甲 乙 2011年全国电子设计竞赛题目 智能小车 智能小车控制的题目涉及到：传感（光、声）、通信、机械、MCU控制等。 实现了机电一体化设计； 体现了多学科交叉应用。 因此，无论从智能小车的应用的角度，还是实践能力、创新能力培养的角度考虑，以智能小车作为电子设计与实践的训练题目，意义重大。 电动智能循迹小车设计能达到较好训练的目的。 * 设计并制作一个能自动循迹小汽车。 演示场地1米见方，表面贴有白纸，在其上有黑色胶带制成的轨迹（宽6厘米，均匀）。 能够自行沿着曲线行走（A点循迹到C点），而无需人工干预 （遥控）。 到达终点后发出声光报警 A C B 设计任务——循迹小车题目要求 * 二、设计思路及硬件设计 1.题目分析 感知路面信息 颜色——黑与白 运动 电机 MCU是大脑 AT89S51 人机对话扩展 键盘、显示和声响 A C B 路面检测模块 电机驱动模块 单片机控制模块 键盘模块 显示模块 声响模块 * 2.设计方法与系统框图 路面检测 电机驱动 单片机控制 键盘模块 显示模块 小车循迹系统 路面检测 电机驱动 单片机 控制 键盘模块 显示模块 . 自顶而下 抓住主要矛盾，高屋建瓴，不在具体细节上纠缠。 尽量运用概念描述、分析设计对象，不过早地考虑具体的电路、元器件和工艺。 声响模块 声响模块 以功能模块为基础自顶而下的模块化设计方法 充分借鉴前人的研究成果。 * 以功能模块 为基础 整个系统包括单片机控制模块、路面检测模块、电机驱动模块、数码管显示模块、键盘、和小车车体组成。 3.路面检测原理与检测电路设计 黑色和白色路面对光的反射程度不同 白色反射程度强，而黑色反射程度弱。 ——反射式红外光电传感器ST168 引脚图 结构原理图 P2.0 P2.2 P2.1 单片机 控制 * 反射接收良好 高 低 高 高 光电晶体管导通 输出高电平 反射接收不良 光电晶体管截止 输出低电平 * 检测电路设计 4.电机驱动电路设计 典型的直流电机驱动电路——H桥 正转 反转 4.电机驱动电路设计 L298N功能表 ENA In1 In2 运行状态 0 × × 停止 1 1 0 正转 1 0 1 反转 1 1 1 刹停 1 0 0 停止 电机驱动芯片——L298 * L298典型应用电路 单片机 控制 * 输出控制 输入 检测 * 分析细节、完善自顶而下的设计方法 以 功能 模块 为 基础 ST168 检测 电路 L298控制电路 AT89S51单片机 单片机控制 路面检测 电机驱动 键盘模块 显示模块 小车循迹系统 声响模块 自上而下 电路图 三、循迹C程序设计 1、程序流程 左转 监测处理 系统初始化 启动 是否检测到黑线？ 右转 前进 是 否 循迹是否结束？ 声光报警 是 否 void main( ) { 主要完成系统的初始化；} 模块化的程序设计方法 Speaker_LED( ) { 完成提示任务；} Display_Function( ) { 完成显示工作；} void Scan_Function( ) { 完成检测信号的识别、处理及对小车运动状态的做出