1、n专业：应用电子技术 n学生：胡裕炜、刘桂兰、王丹槽n指导老师：杨俊鸣n答辩日期：2013年1月18日课题：智能寻迹小车选题背景系统设计要求智能寻迹小车总体设计方案 智能循迹小车硬件设计目 录智能循迹小车软件设计结论选题背景u 自第一台工业机器人诞生以来，制造能替代人工作的机器一直是人类的梦想。u 中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题，开始着力研究智能化。u 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。u 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向。场地示意图设计要求图1功能介绍设计要求1.万向轮在前，可沿引导线逆时针方向运行一周，全程时间不超过
2、3分钟；2.万向轮在前，可沿引导线逆时针方向运行两周，并且每周从E到F必须经过不同的S形路径；3.万向轮在前，小车每一圈行驶的S形路线要与上一圈行驶的路线不同。小车总体结构智能寻迹小车的总体设计方案单片机模块红外检测模块电源模块电机驱动模块直流电机智能寻迹小车的总体设计方案电机驱动模块比较电机驱动模块比较循迹模块方案比较循迹模块方案比较电机模块比较电机模块比较1.采用光敏电阻组成光敏探测器。2.采用TCRT5000型红外发射管和接收管传感器。1.采用直流减速电机，配合L298N驱动芯片组合。2.采用步进电机，配合L298N驱动芯片组合。1.采用继电器对电动机的开或关进行控制。2.采用电阻网络或
3、数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。3.采用L298N作为电机驱动芯片。智能寻迹小车硬件设计循迹模块循迹模块: :利用红外线对于不同颜色具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中传感器的红外发射二极管不断发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，红外对管接收管接受到反射光；如果遇到黑线则红外光被吸收，则红外对管接收管接收不到信号（反射光）.本设计是由十对红外光电对管TCRT5000型组成，红外对管采集回来的信号通过LM324芯片比较器比较后输出高或低电平，从而实现信号的检测。小车的红外光电对管6对安装在万向轮前，作为判断路口，另4对安装在万向轮后作为寻迹。如图2所示。图2 红外
4、管的位置红外对管电路图红外对管电路图图3智能寻迹小车硬件设计直流电机驱动模块：直流电机驱动模块：图4 H桥式电路 L298N部包含4 通道逻辑驱动电路, 即内含二个H 桥的高电压大电流双全桥式驱动器（注图4为其中的一个H桥电路）, 接收标准TTL 逻辑电平信号,可驱动46V 、2A 以下的电机，其中整体驱动模块电路图见图5。智能寻迹小车硬件设计直流电机驱动电路图直流电机驱动电路图: :图 5 电机驱动电路智能寻迹小车软件设计1.1.主程序流程图：主程序流程图：否否是否否是是是否开始系统初始化X、Y 路口信号？寻迹是straight直走小车执行X、Y路口命令实现S路线行驶left左拐right右
5、拐奇数圈左拐左拐寻迹偶数圈是智能寻迹小车软件设计2.X2.X、Y Y路口信号采集路口信号采集: :进入分叉路口Y信号有效小车左微调前后两排光电管先后接收到分叉口的信号，通过配合控制小车行驶路线进入交叉路口X信号有效小车左微调为了减缓小车在此路段的速度，让小车有足够时间检测到下个路口信号智能寻迹小车软件设计出交叉路口X信号有效小车左大拐信号检测有效，命令小车左大拐，EF之间实现S路线行驶出分叉路口Y信号有效小车左微调前后两排光电管先后接收到分叉口的信号，通过配合控制小车行驶路线智能寻迹小车软件设计3.3.左拐程序流程图：左拐程序流程图：是否开始返回left1(左微调)left2(左小拐)left
6、3(左大拐)右轮正转左轮减速否是智能寻迹小车软件设计4.右拐程序流程图：右拐程序流程图：是开始返回right1(右微调)right2(右小拐)right3(右大拐)左轮正转右轮减速否否是结论在同学及老师的指导下，完成了毕业设计的基本要求。本次设计利用了单片机STC89C51为核心，光电传感器以及L298n控制电路作为辅助电路，使小车能够在引导线上实现直走、左拐、右拐功能。其中小车运行一周，全程时间在1分钟左右。在EF之间能够实现S型路线行驶，通过对路口的信号判断和路口的计数，将在小车行走的上下圈EF之间行的S型路线不同。图7.1. 小车直走图7.2. 小车左拐结论图7.3. 小车进入分岔路口图7.4. 小车进入X路口图7.4. 小车出X路口图7.3. 小车出分岔路口
