小车循迹蔽障报告.doc

广西水利电力职业技术学院

小车寻迹避障实训报告
题目智能小车设计与制作
课程名称电子产品设计与制作
系部名称信息工程系
专业应用电子技术
班级 10级应用电子
小组成员陈仟桐
吴声武
吴彬
指导教师龙祖连
课程设计时间 -
摘要:
课题的主要任务是利用红外对管检测黑线与障碍物,并以STC89S52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成,速度由单片机输出的PWM波控制。
一、实验目的:
通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在嵌入式系统中的应用。进一步学****51单片机在系统中的控制功能,能够合理设计单片机的外围电路,并使之与单片机构成整个系统。实现控制小车的循迹和蔽障的功能,
设计方案:
该智能车采用红外传感器对黑白线路进行检测,单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态,通过电机驱动芯片L298N发出控制命令,控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。
系统的硬件电路设计
控制模块
该模块由AT89S52单片机组成在设计方面,AT89S52的EA接高电平,其外围电路提供能使之工作的晶振脉冲、复位按键,四个I/O口分别接8路的单列直插插针,与各传感器模块和一些设备连接在一起。
该模块的电路设计如下图所示:
寻迹模块
该模块主要由滑动变阻器、LM393N、RPR-220、电容、电阻等元件组成。主要由LM393N和RPR-220来实现智能小车的寻迹功能。
该模块的原理电路设计如下图所示:
开始
前进
扫描I/O口,是否检测到黑线
Y
左边右边
左转
右转
N
开始
前进
扫描I/O口,是否检测到黑线
Y
左边右边
左转
右转
N
循迹框图:
循迹框图
避障模块
智能小车既然智能,至少要求其在行走的过程中不能碰到障碍物,所以其必须具有避障的功能。避障的基本原理为小车不断发射某种东西(比如光或波),并不断检测这种东西的反射情况来判断前面有无障碍。利用光电开关。这种方法简单实用,也很稳定,而且接口电路简单,甚至不用单独设计接口电路。但是其体积较大,而且检测距离不够远,对障碍的要求也比较高,比如遇到玻璃之类的透明物体就不能有效识别了,采用一只红外对管置于小车中间。通过测试此种方案就能很好的实现小车避开障碍物,且充分的利用资源而不浪费。
开始
后退
左转
前进
右转
Y
左转
是否检测到障碍
前进
N
避障框图:
避障框图
电机驱动模块
采用电机驱动芯片L298N。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器,即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图1中U4所示,1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器,形成电流传感信号。L298可驱动2个电机,OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平,控制电机的正反转,ENA,ENB接控制使能端,控制电机的停转。也利用单片机产生PWM信号接到ENA,ENB端子,对电机的转速进行调节。
L298N的逻辑功能:
表1 SH