智能循跡小車設(shè)計.docx

上傳人:小** 文檔編號:16684328 上傳時間:2020-10-21 格式:DOCX 頁數(shù):9 大小:170.25KB
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1、智能循跡/避障小車研究 工作報告 一、 智能循跡小車程序結(jié)構(gòu)框圖 二、 Proteus仿真圖 三、 軟件程序設(shè)計 一、 智能循跡小車程序結(jié)構(gòu)框圖 經(jīng)過幾天在網(wǎng)上的查找,對智能循跡/避障小車有了大致的了解, 一般有三個模塊: 1、最基本的小車驅(qū)動模塊,使用兩個二相四線步進電機對小車的兩個后輪分別進行驅(qū)動,前輪最好用萬向輪,能使小車更好地轉(zhuǎn)彎; 2、小車循跡模塊,在小車底部有三個并排安裝的紅外對管,對黑色與白色的反射信號不同,經(jīng)單片機處理后對小車進行相應處理; 3、避障模塊,我寫的程序中對于避障模塊是用中斷來處理的(即安裝在小車車頭的紅外對

2、管檢測到有障礙物后,就會向單片機的P3_2口輸出一個高電平或是低電平,這時中斷程序?qū)π≤囘M行預先設(shè)定好的避障處理),但是在程序結(jié)構(gòu)框圖中,我不太會表示中斷處理方式,所以就用查詢的方式畫了。 啟動小車 開始 避障? N Y 避障模

3、塊 循跡模塊 停止? N Y 停止 二、Proteus仿真圖 我用Proteus大概地仿真了小車的運行狀態(tài)。圖中的兩個二相四線步進電機就代表小

4、車的左右輪(假定步進電機順時針轉(zhuǎn)動方向為小車前進方向),網(wǎng)上有很多種驅(qū)動芯片,在仿真時我只使用L298N芯片來驅(qū)動步進電機。用三個單刀雙制開關(guān)模擬用于小車循跡的三個紅外對管的輸出信號,經(jīng)一個與門與三極管開關(guān)連接到P3_3口,中斷程序?qū)1_0, P1_1, P1_2三個口進行檢測,并做出相應處理。同時因為避障模塊的優(yōu)先級高于循跡模塊,所以將外部中斷0用于避障,外部中斷1用于循跡。P1_3口則用于檢測小車是否到達終點。 1、小車驅(qū)動模塊: 使用一片298芯片驅(qū)動一個二相四線步進電機,電機的電壓為12V。 2、小車循跡模塊: 左邊為三個單刀雙制開關(guān)模擬小車循跡使用的紅外對管的輸

5、出信號,經(jīng)一個與門和三極管開關(guān)送至P3_3口,有P1_4口定時響應中斷程序。又經(jīng)或門送至P1_3口(圖因找不到或門,所以用7411和7404代替),檢測小車是否到達終點. 3、避障模塊: (用一個開關(guān)代替車頭紅外對管的輸出信號) 4、仿真結(jié)果: 根據(jù)兩個步進電機的轉(zhuǎn)動情況,小車可以按照預先設(shè)計好的程序進行循跡(轉(zhuǎn)彎,直走),避障處理,最后停止前進。 三、軟件程序設(shè)計 #include #define uchar unsigned char sbit P1_2=P1^2; //P1口的低三位作為小車循跡的三個紅外對管與單片機的信號接口 sbit

6、 P1_0=P1^0; sbit P1_1=P1^1; sbit P1_3=P1^3; //三個循跡的紅外對管輸出口經(jīng)或門后的結(jié)果與P1_3接,用于實時檢測 sbit P1_7=P1^7; //控制兩個二相四線步進電機的啟動與停止 sbit P1_6=P1^6; sbit P1_4=P1^4; //為循跡中斷所用的定時/計數(shù)器0輸出口 uchar i,j,ms; uchar dianji[]={0x11,0x22,0x44,0x88}; //電機的轉(zhuǎn)動使小車前進 uchar back[]={0x88,0x44,0x22,0x11}; //電機的轉(zhuǎn)動使小車后退

7、 void delay(int z) //延時程序 { int x,y; for(x=0;x

8、 兩個車輪的轉(zhuǎn)動。小車左轉(zhuǎn)時,左邊的電機停止轉(zhuǎn)動,右邊的電機 P1_6=0; 仍然轉(zhuǎn)動,即實現(xiàn)小車的左轉(zhuǎn)動作;反之則是小車的右轉(zhuǎn)動作 P1_7=1; for(i=0;i<4;i++) { P2=dianji[i]; delay(50); } } void turnright() //小車右轉(zhuǎn)程序 { P1_6=1; P1_7=0; for(i=0;i<4;i++) { P2=dianji[i]; delay(50); } } void qianj

9、in() //小車前進程序,此程序是為小車遇到障礙時進行躲避處理時小車前 { 進程序,一個循環(huán)小車的車輪轉(zhuǎn)動三周 P1_6=1; P1_7=1; for(j=0;j<3;j++) { for(i=0;i<4;i++) { P2=dianji[i]; delay(50); } } } void goback() //小車后退程序,此程序也是小車避障環(huán)節(jié)中的為小車后退的程序, { 一個循環(huán),小車的車輪向后轉(zhuǎn)動三周 P1_6=1;

10、 P1_7=1; for(j=0;j<3;j++) { for(i=0;i<4;i++) { P2=back[i]; delay(50); } } } void main(void) //主程序 { TMOD=0x01; //為循跡中斷時,設(shè)置了一個定時/計數(shù)器0,使得循跡中斷會定時被響應 TH0=(65536-50000)/256; //設(shè)置定時/計數(shù)器的初值 TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; //開啟定時/計數(shù)器0 IE=0x

11、87; //打開T0,INT0,INT1的中斷 IT0=1; //兩個外部中斷的中斷觸發(fā)方式 IT1=1; P1_4=0; //設(shè)定初值 ms=0; while(P1_3) //場地為白紙黑線,紅外對管發(fā)射接收后,若為黑色則向單片機輸出低電 { 平,若為白色則輸出高電平。三個紅外對管接一個或門后到P1_3口,只 goahead(); 要有一個對管檢測到白線,小車就一直向前走。場地的終點為一條與循 }

12、 跡線路相垂直的黑線,若三個對管都檢測到黑線,即輸出都為低電平, P1_6=0; 此時跳出循環(huán),關(guān)閉兩個步進電機,小車停止運行。 P1_7=0; } void time0() interrupt 0 //避障中斷處理程序。在小車車頭安裝一個或是兩個紅外對 { 管,用于檢測循跡軌道上的障礙物。若有障礙物出現(xiàn)則紅外 P1_6=0; 對管向單片機的P3_2口輸出低電平,做出相應處理。 P1_7=0; //先關(guān)閉兩個步進電機,使其正

13、轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)之間有一個緩沖時間 goback(); //后退,左轉(zhuǎn),前進,右轉(zhuǎn),前進,右轉(zhuǎn),直走 turnleft(); qianjin(); turnright(); qianjin(); turnright(); goahead(); } void tt_0() interrupt 2 //循跡中斷程序。由于安裝在小車下面的三個紅外對管會長時間地保持一個電平不變,若直接將此信號經(jīng)與門連接到P3_3口時,中斷程序只執(zhí)行一次便不再繼續(xù)響應,所以我加了一個三極管開關(guān)。這樣隔一段時間三極管導通,將信號傳送到P3_3口。由定時器設(shè)定每

14、100ms導通三極管一次,將三個用于循跡的對管的輸出經(jīng)或門后送到P3_3口。 { if(P1_0==0&&P1_2==1) //若左邊紅外管輸出為低電平,右邊的為高電平,則左轉(zhuǎn) turnleft(); if(P1_0==1&&P1_2==0) //若左邊紅外管輸出為高電平,右邊的為低電平,則右轉(zhuǎn) turnright(); if(P1_0==0&&P1_1==0&&P1_2==0) //若三個都為低電平,則關(guān)閉步進電機,小車停止 { P1_6=0; P1_7=0; } } void time_0() interrupt 1 //定時100ms,P1_4口反相 { TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; ms++; if(ms>=2) { P1_4=!P1_4; ms=0; } }

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