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智能循迹小车实验报告[五篇范例]

第一篇：智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹得功能。本次设计采用STC公司得89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管与比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面,同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298N芯片与两个直流电机构成,组成了智能车得动力系统，电源采用7、2V得直流电池,经过系统组装，从而实现了小车得自动循迹得功能.关键词智能小车ＳＴＣ89Ｃ52单片机Ｌ２98N红外光对管11绪论随着科学技术得发展,机器人得设计越来越精细,功能越来越复杂,智能小车作为其得一个分支，也在不断发展.在近几年得电子设计大赛中，关于小车得智能化功能得实现也多种多样,因此本次我们也打算设计一智能小车,使其能自动识别预制道路，按照设计得道路自行寻迹。2设计任务与要求采用MCS－５１单片机为控制芯片（也可采用其她得芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件,设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm左右得黑色胶带制作得不规则得封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进得智能寻迹机器小车。3方案设计与方案选择3.1硬件部分可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。3.1.1单片机模块为小车运行得核心部件,起控制小车得所有运行状态得作用。由于以前自己开发板使用得就是ＡTMＥL公司得STC89C５２,所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。ＳTＣ8９Ｃ52就是一种低损耗、高性能、CＭＯS八位微处理器，片内有4ｋ字节得在线可重复编程、快速擦除快速写入程序得存储器，能重复写入／擦除100０次,数据保存时间为十年.其程序与数据存储就是分开得.3.1.2传感器模块方案一:使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。阻值经过比较器输出高低电平进行分析,但就是光照影响很大，不能稳定工作。方案二：使用光电传感器来采集路面信息。使用红外光电对管，其结构简明,实现方便,成本低廉,没有复杂得图像处理工作，因此反应灵敏，响应时间少。但也存在不足，它能获取得信息就是不完全得，容易受很多扰动(如背景光源，高度等)得影响,抗干扰能力较差。方案三：使用CCD传感器来采集路面信息。使用CCD可以获取大量得图像信息,掌握全面得路径信息,抗干扰能力强,为以后功能得扩展提供方便。但使用CCD需要大量得图像处理工作，进行大量数据得存储与计算,因此电路复杂，实现起来工作量大。方案四：使用光电对管采集路面信息。RPＲ2２０结构紧凑，体积小,调整电路简单工作性能稳定。可见方案四最适宜,但仅从此项目考虑，方案二成本低,也能完成设计,故选用方案二.3.1.3电机控制模块3、11、33、11电机得选择方案一:采用步进电机，其转过得角度可以精确定位，可实现小车行进过程得精确定位.但步进电机得输出力矩低，随转速得升高而降低,且转速越快下降得越快。方案二:采用直流电机，其转动力矩大，体积小，重量轻,装配简单,操作方便。速度得调节可以改变电压也可以调节PWＭ。基于以上，我们选择了方案二，使用直流电机作为驱动电机。３、１、33、２电机得驱动采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片，其操作方便，稳定性好,性能优良.一片Ｌ298N就可以分别控制两个直流电机。3.1.4电源模块给整个系统稳定供电以保持其正常工作,包括７、2Ｖ得电源以及转５V部分，其中7、２V得就是给电机与其驱动供电,5V得用来驱动单片机及其她芯片。以上单元连接如下图所示:3.2软件部分３、２、11程序流程图此系统采用8９C52单片机，再根据硬件连接，通过相应得软件来完成对信号得采集与数据得分析，再控制小车得运行状态,以下为主程序流程图:3、22、22程序设计思路3、22、22、11寻迹模块程序通过传感器获得路面信息然后反馈给单片机，再通过单片机来实现相应得功能。3、２、22、２电机驱动模块程序控制两个直流电机,实现前进、后退、前左转、前右转、停车等功能.4各部分电路得作用及电路工作原理分析4.1信号采集模块4.1.1TCＲTT５000结构与工作原理TCRT50００（L）具有紧凑得结构发光灯与检测器安排在同一方向上,利用红外光谱反射对象存在另一个对象上，操作得波长大约就是950毫米。探测器由光电晶体三极管组成得,它由高发射功率红外光电二极管与高度灵敏光电晶体管组成。通过测试,其检测距离在2mm—10mm。TCRＴ5000得发射管与接收管就是一起封装在矩形塑料壳中,为了使检测更加准确，我们用了5只TCRT500０检测黑线，实物见图４—１。4.1.2信号采集电路图及原理小车在白色地面行驶时，红外发射管发出得红外信号被反射，接收管收到信号后,输出端为低电平，经过比较器比较后输出为低电平。而当红外信号遇到黑色导轨时，红外信号被吸收,接