循跡移動小車設(shè)計報告-沈國權(quán) 王燕偉 劉麗麗

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1、自動循跡小車目錄目錄0摘要：01.任務(wù)及要求11.1任務(wù)12.系統(tǒng)設(shè)計方案22.1小車循跡原理22.2控制系統(tǒng)總體設(shè)計23.硬件設(shè)計33.1循跡傳感器模塊33.1.2具體電路33.1.3傳感器安裝43.2控制器模塊43.3電機及驅(qū)動模塊53.4循跡移動小車總體設(shè)計73.4.1系統(tǒng)原理圖73.4.2系統(tǒng)總體說明84.軟件設(shè)計84.1PWM控制84.2總體軟件流程圖84.3小車循跡流程圖95.總結(jié)11105自動循跡小車循跡移動小車摘要：本設(shè)計是一種基于單片機控制的簡易自動尋跡小車系統(tǒng)，包括小車系統(tǒng)構(gòu)成軟硬件設(shè)

2、計方法。小車以STC89C52為控制核心,用單片機產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用紅外光電傳感器對路面黑色軌跡進行檢測,并將路面檢測信號反饋給單片機。單片機對采集到的信號予以分析判斷，對位置偏差采用PID控制，及時控制驅(qū)動電機以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛,實現(xiàn)小車自動尋跡的目的。關(guān)鍵詞：單片機STC89C52PID光電傳感器直流電機自動循跡小車Abstract:ThisdesignisaSimpleDesignofasmartauto-trackingvehiclewhichbase

3、donMSCcontrol.Theconstructionofthecar,andmethodsofhardwareandsoftwaredesignareincluded.ThecaruseSTC89C52asheartofcentrolinthissystem.ThenusingPWMwavesProducedbyMCUtocontrolcarspeed.Byusinginfraraedsensortodetecttheinformationofblacktrack.Thesmartvehicleac

4、quirestheinformationandsendsthemtotheMSC.ThentheMSCanalyzesthesignalsandcontrolsthemovementsofthemotorsbyPID.Whichmakethesmartvehiclemovealongthegivenblacklineantomaticly.Keywords:infraredsensor；PID；MSC；auto-tracking105自動循跡小車1.任務(wù)及要求1.1任務(wù)1.設(shè)計一個基于直流電機的自動尋跡小

5、車，使小車能夠自動檢測地面黑色軌跡，并沿著黑色車軌跡行駛。2.研究尋跡算法，優(yōu)化小車的尋跡路線，使路線更平滑，并且減少過彎時的時間。2.系統(tǒng)設(shè)計方案2.1小車循跡原理這里的循跡是指小車在白色地板上循黑線行走，由于黑線和白色地板對光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路”。通常采取的方法是紅外探測法。?紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到

6、黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。另外我們還給小車附加了紅外遙控與簡單的避障功能。2.2控制系統(tǒng)總體設(shè)計自動循跡小車控制系統(tǒng)由主控制電路模塊、紅外檢測模塊、遙控及壁障模塊、電機及驅(qū)動模塊等部分組成,控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。105自動循跡小車圖2-1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1、主控制電路模塊：用STC89C52單片機、復位電路，時鐘電路2、紅外檢測模塊：紅外對管,7404反相器3、電機及驅(qū)動模塊:電機驅(qū)動芯片L293D、

7、四個直流電機分為兩組4、電源模塊：四節(jié)蓄電池以下使本系統(tǒng)的方框圖：3.硬件設(shè)計3.1循跡傳感器模塊我們用一個紅外發(fā)射管和一個光敏三級管自己制作紅外檢測傳感器。發(fā)射管輸出的紅外信號經(jīng)反射被接收管接收的強弱與接收管的輸出電壓成正比，再利用7404反相器的門檻電壓將輸出電壓分成高電平與低電平兩類，以此通過判斷地面的反射性能來判斷反射面是否為黑色。105自動循跡小車3.1.2具體電路通過紅外傳感器檢測黑線，輸出接收到的信號給7404，接收電壓經(jīng)過反相器后，輸出信號變?yōu)楦叩碗娖剑佥斎氲絾纹瑱C中，用以判定是否檢測到

8、黑線。圖3-1傳感器模塊電路圖3.1.3傳感器安裝?在小車具體的循跡行走過程中，為了能精確測定黑線位置并確定小車行走的方向，我們在底盤裝設(shè)9個紅外探測頭，進行方向糾正控制，提高其循跡的可靠性。3.2控制器模塊采用STC公司的STC89C52單片機作為主控制器，單片機最小系統(tǒng)如圖3-31）采用外部時鐘，晶振頻率為12MHZ105自動循跡小車圖3-3單片機最小系統(tǒng)3.3電機及驅(qū)動模塊驅(qū)動模塊采用專用芯片L293D作為電機驅(qū)動芯片，