智能小车的总结.doc

要注意小车的接口的接法，要不就会受到其乱。不能正确的作出判断。还有从传感器距离障碍物不能大于15mm;接收管反接灵敏度更高，接收管的电阻也可以用得比较小。 整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应de信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车de运动。系统方案方框图如图1所示。 图1 智能小车寻迹系统框图 传感检测单元　　小车循迹原理　　该智能小车在画有黑线de白纸 “路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线de反射系数不同，可根据接收到de反射光de强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍de检测方法——红外探测法。　　红外探测法，即利用红外线在不同颜色de物理表面具有不同de反射性质de特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上de接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上de接收管接收不到信号。　　传感器de选择　　市场上用于红外探测法de器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠de集成式红外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了反射传感器作为红外光de发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如： 采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。de检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下shi它de检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。R1限制发射二极管de电流，发射管de电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mAde影响，用R1=150de电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接收电路de电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路de灵敏度。因为传感器输出端得到deshi模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将输出电压与行比较，再送给单片机处理和控制。　传感器de安装　　正确选择检测方法和传感器件shi决定循迹效果de重要因素，而且正确de器件安装方法也shi循迹电路好坏de一个重要因素。从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹de可靠性，具体位置分布如图3所示。 图3 红外探头de分布图 　　图中循迹传感器全部在一条直线上。其中X1与Y1为第一级方向控制传感器，X2与Y2为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边de两个传感器之间de宽度不得大于黑线de宽度。小车前进时，始终保持(如图3中所示de行走轨迹黑线)在X1和Y1这两个第一级传感器之间，当小车偏离黑线时，第一级传感器就能检测到黑线，把检测de信号送给小车de处理、控制系统，控制系统发出信号对小车轨迹予以纠正。第二级方向探测器实际shi第一级de后备保护，它de存在shi考虑到小车由于惯性过大会依旧偏离轨道，再次对小车de运动进行纠正，从而提高了小车循迹de可靠性。 软件控制单元　单片机选型及程序流程　　此部分shi整个小车运行de核心部件，起着控制小车所有运行状态de作用。控制方法有很多，大部分都采用单片机控制。由于5单片机具有价格低廉shi使用简单de特点，这里选择了89C52作为控制核心部件，其程序控制方框图如图4所示。 图4 系统de程序流程图 　　小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接de单片机I/O口，一旦检测到某个I/O口有信号变化，程序就进入判断程序，把相应de信号发送给电动机从而纠正小车de状态。　　车速de控制　　车速调节de方法有两种：一shi用步进电机代替小车上原有de直流电机；二shi在原有直流电机de基础上，采用PWM调速法进行调速。考虑到机械装置不便于修改等因素，这里选择后者，利用单片机输出端输出高电平de脉宽及其占空比de大小来控制电机de转速，从而控制小车de速度。经过多次试验，最终确定合适de脉宽和占空比，基本能保证小车在所需要de速度范围内平稳前行。 　　电机驱动单元　　从单片机输出de信号功率很弱，即使在没有其它外在负载时也无法带动电机，所以在实际电路中我们加入了电机驱动芯片提高输入电机信号de功率，从而能够根据需要控制电机转动。根据驱动功率大小以及连接电路de简化要求选择L298N，其外形、管脚分布如图5所示。 图5 L298N管脚分布图 　　从图中可以知道，一块L298N芯片能够驱动两个电机转动，它de使能端可以外接高低电平，