智能小车

●●● 作者，冒银／西华大学 智能小车 本次的主要任务是设计并制作一辆智能小车， 要求实现小车的循线行走、自动停止、自动平衡三大 功能。起始状态如图1所示．平衡状态如图2所示。 整个小车系统分为如图3所示的几个基本模块。 其中，寻迹模块采用反式光电二极营。红外发射管发 出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射． 若红外接收管接收到反射回的光线则为自线，输出高 电平；若红外接收管没收到反射光线则为黑线．输出 低电平。电机驱动部分采用电机专用驱动芯片LM298。 寻找平衡点模块采用角度传感器。其中寻迹电路用的 是单片机PC口的PC0、PCI．显示电路用的是单片 机的PB口．电机驱动用的是PA口低四位及定时器 T1的PWM模块．测速部分用的是单片机的¨的输^ 捕捉功能，平衡位置桂测用的是单片机的AD部分的 AD7。内部资源还用到了定时器T2用于小车运行 时间。电原理囤见图4所示。 模块电路： 1电机驱动电路 采用L29eN驱动输出为M1．M2．M3．M4(这里只画了 前两路l从单片机来的输^信号为INl，N2．IN3，"虬{见图5l 2循线模块 图1起始状态示意闰 62II 2011061 w⋯alel69corn 图2平衡状态示意图 万方数据 图5电机驱动电路图 201106-单于爿忙I63 万方数据 圈3系统总体方案 11＆ *％TCRT5 图7 ICRT5000的安装位置示意图 罘用红外探测法来实现循线的功能．因此选用了型 号为TCRT5000的红外反射式光耦．应用电路如图6所示。 在实际中可以调整R9的大小来调整TCRT5000的 检测黑白的平衡点。安装位置示意图如图7所示。 本设计的小车对车速要求不高，所以就只用了两个 传感器。 电路安装问．本作品使用通用板．裁剪成预想的 形状．然后焊接、调试。 3电源模块 因单片机及传感器需要的电压为+5V．而电池组供 电电压为十72V．通过二极管电阻、降压和5V稳压二极 管获得。 对所设计好的系统进行仿真调试。通过调试可以检 查出系统出现的一些错误．从而进行下一步的修改。 1检测起始线小车前进的仿真 当两个红外传痔器用开关代替，当第一次同时检测 到黑线时。即可判断检测到了起始线．两电机同时以相 64I 201106I v^⋯elel69∞m 图6 TCRT5000接口电路圈 同的速度转动．小车即直线前进。如图8所示。 2平衡位置小车停止的仿真用电位器代替角度传 惑器，调整到中心点如图9所示。 3棱测终止线小车停止的仿真 当两个红外传感器第二发同时检测到黑线时，即可 判断柱测到了终止线，两电机同时以相同的速度减速至 停止。 主程序的作用是把小车的各个功能连接起来，以实 现小车预期的功能。图10为小车主程序的图。 1寻迹模块程序设计 寻迹程序是在程序开始时调用的．需要实现循线的 功能．同时还要留下返回接口，便于程序的返回。图11 为寻迹程序的流程图。 流程描述：在循线的时候关闭显示器器以避免干扰． 然后初始化循线用到的端口．再检测循线传感器是否有 信号输入．如果有了就跳出循环．用PWM调速的方式 给驱动轮一个信号．接下来就是判断两个传感器的状态． 万方数据 图8小车启动 图10王程序流程圈 根据它们的状态执行小车方向的修正．同时检测终止线 是否到达．到达则停车并退出循环．打开显示器．返回 主程序。 2防脉：十干扰平均值滤波子程序设计 防脉冲干扰平均值滤波是连续进行N坎采样．去掉 其中最大值和最小值然后求剩下的N一2个数据的平均 值作为本发采样的有效值{图12)。该方法适用于变量 跳变比较严重的场台，这种滤波也应用边采样边计算的 图9(a) 圉9(b)小车停在平衡位置 图1l循线程序流程图 方法。 3 LCDl602显示子程序设计 LCDl602显示子程序设计见图13。 如果读者对本设计的源程序感兴趣．可以在本刊网 站wwwelel69com下载。 20ll06l电争嗣后II65 吲 万方数据 图12防脉冲干扰平均值滤波于程序 图13显示于程序 上接46页 24．安装前．后壳时，首先保证耳机插7L与外壳的配套。 在前壳上保证能调谐指示。元器件请详见表1。 1■l三百丽函圃 ●．j 后放i筹篓磊裟裟墨等毛。鬻 r1 。．J 25．将塑料件安装在波段开关上 66I 201106l ur⋯010169corn 收到FM广播后．微调线圈L2(8T5)．保证接收频率范 围是76～108MHz．用一台成品FM收音机做参考．适当 拉开匝间距离．可以保证高端接收频率范围；缩短匝间 距离．可吼保证低端接收频率范围．反复微调保证高低 端频率范围即可。再拨到“AM”波段，即可收到调幅广播． 微调线圈在磁棒上的距离．保证接收效果。 调试威功后．用自攻螵丝2x5固定电路板与前壳上， 后盖与前盖之间的固定用4个自攻螺丝固定，其中2x5 螺丝个固定于电池盒处．另外3个长的固定在盒面上。 这样一台实用的两波段收音机就做好了。 圈 扣 万方数据 智能小车 作者： 雷银 作者单位： 西华大学 刊名： 电子制作 英文刊名： ELECTRONICS　DIY 年，卷(期)： 2011(6) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzzz201106013.aspx