智能小車(chē)實(shí)訓(xùn)報(bào)告.doc
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智能小車(chē)實(shí)訓(xùn)報(bào)告 摘要: 本課題是基于AT89C52單片機(jī)的智能小車(chē)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),小車(chē)完成的主要功能是能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。小車(chē)系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)為系統(tǒng)控制處理器; 采用紅外傳感獲取賽道的信息,來(lái)對(duì)小車(chē)的方向和速度進(jìn)行控制。此外,對(duì)整個(gè)控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和程序的編制以及程序的調(diào)試,并最終完成軟件和硬件的融合,實(shí)現(xiàn)小車(chē)的預(yù)期功能。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握51單片機(jī)的應(yīng)用,特別是在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。進(jìn)一步學(xué)習(xí)51單片機(jī)在系統(tǒng)中的控制功能,能夠合理設(shè)計(jì)單片機(jī)的外圍電路,并使之與單片機(jī)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。 二、設(shè)計(jì)方案 該智能車(chē)采用紅外傳感器對(duì)賽道進(jìn)行道路檢測(cè),單片機(jī)根據(jù)采集到的信號(hào)的不同狀態(tài)判斷小車(chē)當(dāng)前狀態(tài),通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N發(fā)出控制命令,控制電機(jī)的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)姿態(tài)的控制。 三.報(bào)告內(nèi)容安排 本技術(shù)報(bào)告主要分為三個(gè)部分。第一部分是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)概要說(shuō)明,主要內(nèi)容是對(duì)整個(gè)技術(shù)原理的概述;第二部分是對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)的說(shuō)明,主要介紹系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)及其他硬件電路的設(shè)計(jì)原理等;第三部分是對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分的說(shuō)明,主要內(nèi)容是智能模型車(chē)設(shè)計(jì)中主要用到的控制理論、算法說(shuō)明及代碼設(shè)計(jì)介紹等。 技術(shù)方案概要說(shuō)明 本模型車(chē)的電路系統(tǒng)包括電源管理模塊、單片機(jī)模塊、傳感 器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。 工作原理: 利用紅外采集模塊中的紅外發(fā)射接收對(duì)管檢測(cè)路面上的軌跡 將軌跡信息送到單片機(jī) 單片機(jī)采用模糊推理求出轉(zhuǎn)向的角度,然后去控制 行走部分 最終完成智能小車(chē)可以按照路面上的軌跡運(yùn)行。 硬件電路的設(shè)計(jì) 1、最小系統(tǒng): 小車(chē)采用atmel公司的AT89C52單片機(jī)作為控制芯片,圖1是其最小系統(tǒng)電路。主要包括:時(shí)鐘電路、電源電路、復(fù)位電路。其中各個(gè)部分的功能如下: 1、時(shí)鐘電路:給單片機(jī)提供一個(gè)外接的16MHz的石英晶振。 2、電源電路:給單片機(jī)提供5V電源。 3、復(fù)位電路:在電壓達(dá)到正常值時(shí)給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 圖1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 2、電源電路設(shè)計(jì): 模型車(chē)通過(guò)自身系統(tǒng),采集賽道信息,獲取自身速度信息,加以處理,由芯片給出指令控制其前進(jìn)轉(zhuǎn)向等動(dòng)作,各部分都需要由電路支持,電源管理尤為重要。在本設(shè)計(jì)中,51單片機(jī)使用5V電源,電機(jī)及舵機(jī)使用6V電源??紤]到電源為充電電池組,額定電壓為7.2V,實(shí)際充滿(mǎn)電穩(wěn)壓后的5V電源供電,舵機(jī)及電機(jī)直接由電池供電。 3、傳感器電路: 光電尋線方案一般由多對(duì)紅外收發(fā)管組成,通過(guò)檢測(cè)接收到的反射光強(qiáng),判斷黑白線。原理圖由紅外對(duì)管和電壓比較器兩部分組成,紅外對(duì)管輸出的模擬電壓通過(guò)電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機(jī)。 4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路: 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N是SGS公司的產(chǎn)品,內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng) 電路。是一種二相和四相電機(jī)的專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器,即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器,接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào),可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。其引腳排列如圖1中U4所示,1腳和15腳可單獨(dú)引出連接電流采樣電阻器,形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī),OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個(gè)電動(dòng)機(jī)。5、7、10、12腳接輸入控制電平,控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn),ENA,ENB接控制使能端,控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。也利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)接到ENA,ENB端子,對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。 由于一片L298N可以直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī),但是為了加大驅(qū)動(dòng)力,我們采用兩路并聯(lián)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 小車(chē)循跡規(guī)則: 若小車(chē)偏左的時(shí)候,車(chē)輪將向右偏轉(zhuǎn);若小車(chē)偏右,車(chē)輪將向左偏轉(zhuǎn);若沒(méi)有偏移,小車(chē)將繼續(xù)向前;若小車(chē)完全偏離黑色軌跡,小車(chē)后退以尋找黑色軌跡。 心得總結(jié) 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求,我們小組系統(tǒng)地閱讀了大量的資料,并認(rèn)真分析了設(shè)計(jì)課題的需求,還系統(tǒng)學(xué)習(xí)了51系列單片機(jī)的工作原理及其使用方法,并獨(dú)自設(shè)計(jì)智能小車(chē)的整個(gè)項(xiàng)目。 雖然條件艱苦,但經(jīng)過(guò)不懈鉆研和努力,購(gòu)買(mǎi)到了所有所需的元器件,并系統(tǒng)的進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn),最終做出了整個(gè)小車(chē)的硬件系統(tǒng),然后結(jié)合課題任務(wù)和小車(chē)硬件進(jìn)行了程序的編制,本系統(tǒng)能夠基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,能夠較快較平穩(wěn)的是小車(chē)沿引導(dǎo)線行駛,但由于經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰τ邢?,該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待于進(jìn)一步的完善與改進(jìn)。 通過(guò)本次課題設(shè)計(jì),不僅是對(duì)我們課本所學(xué)知識(shí)的考查,更是對(duì)我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動(dòng)手能力的考驗(yàn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)有了初步認(rèn)識(shí),還認(rèn)識(shí)了幾種傳感器,并能獨(dú)立設(shè)計(jì)出其接口電路,再有對(duì)電路板的制作有了一定的了解,并學(xué)會(huì)了使用Protel設(shè)計(jì)電路。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們意識(shí)到了實(shí)驗(yàn)的重要性,在硬件制作和軟件調(diào)試的過(guò)程中,出現(xiàn)了很多問(wèn)題,最終都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)解決的。還有以前對(duì)程序只是一個(gè)很模糊的概念,通過(guò)這次的課題設(shè)計(jì)使我對(duì)程序完全有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí),并能使用C熟練的進(jìn)行編程了。通過(guò)本次課題設(shè)計(jì),極大的鍛煉了我們的思考和分析問(wèn)題的能力,并對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)。 總之,在課題設(shè)計(jì)的過(guò)程中,無(wú)論是對(duì)于學(xué)習(xí)方法還是理論知識(shí),我們都有了新的認(rèn)識(shí),受益匪淺,這將激勵(lì)我們?cè)诮窈笤俳釉賲枺粩嗤晟谱约旱睦碚撝R(shí),提高實(shí)踐運(yùn)作能力。 感謝老師在本次實(shí)訓(xùn)中對(duì)我們的指導(dǎo)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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