《智能小车》课件.ppt

单片机课程设计 智 能 小 车 智能小车 引　言  课程设计的目的是提高我们大学生的专业技能，增强我们的动手能力。更重要的是让我们掌握更扎实的专业基础知识，学习更多的现代的必威体育精装版科研技术，与当代社会飞快发展的科技共同前进。我们选择这个题目的原因是因为现在自动控制领域越来越向机器人、智能方向发展。 系　统　设　计 总体方案论证 根据题目的要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。其中信号检测 系　统　设　计 部分包括：路面检测模块。 控制部分包括：电机驱动模块，显示模块，控制器模块，计时模块。 模块框图如图1-1所示。 模块设计 寻迹模块 黑带检测方案： 由于黑白物体对光的反射和吸收程度不同，因此本系电路采用的是反射式光电管TCRT5000，通过调整合适的分压阻值使输出信号可以达到在白纸上小于0.7V、在黑纸上大于4.5V的高低电平。用四对TCRT5000组成检测黑线的光电传感电路，分别控制4个方向，可以预测轨迹，使物体能够沿线行走，本方案也易于实现，比较可靠，因此采用方案二。 输入信号进入LM339比较器， 稳定性能得到提升。当小车低部的某边反射式光电对管遇到黑带时输入电平为高电平，反之为低电平。结合中断查询方式，通过程序控制小车往哪个方向行走。电路中的可调电阻可调节灵敏度，以满足小车在不同光度的环境光中能够寻迹。黑带检测电路图如图2所示。 黑带检测电路图 智能车驱动电路 显示模块 ?采用LCD显示，用单片机可实现显示数据，并且可以实现单片机I/O口的并用，显示效果直观，明亮，调试不难，还省电。故采用LCD液晶屏显示。显示亮度和字体大小在演示时更具灵活，十分美观，令人赏心悦目。显示电路如图6所示。 电源模块 由于电机在正常工作时对电源的干扰很大，如果只用一组电源时会影响单片机的正常工作，所以我们选用双电源供电。一组5V给单片机和控制电路供电， 另外一组9V给电机供电。以免影响控制部分电源的品质。考虑到如果9V电源直接驱动，那么使小车的速度太快，转弯不灵敏，造成小车来不及转弯就冲出跑道，则在电源处加了一个稳压管（7805），使电机在稳定的5V电压下工作。电路框图如图7所示， 硬件抗干扰的实现 为了使系统硬件稳定可靠，我们采用了一系列的措施来减少干扰： 1、 采用单片机与电机分离供电的方案； 2、 采用地线、电源线加粗，做成PCB板的形式； 3、 给电机加滤波电路；对于单片机和其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源； 4、 印制板图布线时尽量减少回路环的面积，降低感应噪。 各功能模块的实现 寻迹实现 （1）黑带检测原理 利用光的反射原理，当光线照射在白纸上，反射量比较大，反之，照在黑色物体上，由于黑色对光的吸收，反射回去的量比较少，这样就可以判断黑带轨道的走向。由于各路传感器会对单片机产生一定的干扰，使信号发生错误。因此，采用一级射极输出方式对信号进行隔离，这样系统对信号的判断就比较准确。 各功能模块的实现 传感器的使用数量应该尽量少以减少单片机的信号处理量，寻迹小车底部一共安装有4对反射式光电对管传感器，选用运算放大器LM339，光电传感器检测到的信号经放大器放大整形送微处理器判断、运算、控制。1、3传感器骑在黑线两测用于检测是否跑偏，2、4传感器在黑线范围内用于主要检测，以确保小车一直在黑线上运行，传感器5放在3的旁边，距它2cm，与1、2、3并排，用于检测小车在返回时停在出发点。传感器状态决定下一步的运行方式. 主程序流程图 部分程序 #include avr/io.h #include avr/interrupt.h #include avr/signal.h #include avrbit.h #include avr/wdt.h typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; /******************************对电机的一些参数设置**********************************/ #define ONWARD 0x1B //前进 #define IN1 PB0 // 右轮 OC1A #define IN2 PB5 #define IN3 PB3 // 左轮 OC1B #define IN4 PB4 #define MaxSpeed 0x0000 //速度参数选择 #define MidSpeed_10 0x0399 //慢 #define MidSpeed_20 0x0333