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根据STC89C52单片机的智能小车的规划

0 引言自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防、探索等领域。近年来机器人的智能水平不断提高,并迅速改变着人们的生活方式。人们在不断探索、改造、认识自然的过程

0 导言

自第一台工业机器人诞生以来,机器人的开展现已广泛机械、电子、冶金、交通、宇航、国防、探究等范畴。近年来机器人的智能水平不断提高,并敏捷改变着人们的生活方式。人们在不断探究、改造、知道天然的过程中,制作能替代人劳作的机器人,一直是人类的愿望。智能小车,也便是轮式机器人,最适合在那些人类无法作业的环境中作业,该技能可应用于无人驾驶机动车、无人生产线、库房等范畴。小车也能够作为玩具的开展对象,为我国玩具商场技能含量的缺少进行必定的补偿,完结经济收益,构成商业价值。

本规划完结以由单片机最小体系、红外遥控智能寻迹主动避障以及液晶显现组成的硬件模块,结合软件规划组成多功用智能小车,一起完结小车的行进、撤退、转向行进,依据地上黑线智能寻迹,检测障碍物后转向等功用,完结智能操控。

1 智能小车硬件体系规划

小车的硬件体系主要由操控体系、驱动体系、遥控体系、寻迹体系、避障体系、显现体系和供电体系组成。

1.1 操控体系

选用具有内部看门狗的宏晶系列STC89C52RC单片机作为中心操控器材,最小体系包含单片机、MAX232串口通讯电路、复位电路、上拉电阻和晶振电路(晶振为12MHz)。

1.2 驱动体系

本小车选用四轮驱动,驱动电机的操控由L298N来完结。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路,可驱动46V、2A以下的2个电机。由L298N构成的PWM功率扩大器的作业方式为单极可逆方式,2个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起。依据L298N的输入输出联系,使操控端ENA接高电平时,通过PWM信号输入端IN1和IN2能够操控电动机的正回转(输入端IN1为PWM信号,输入端IN2为低电平,电动机正转;输入端IN2为PWM信号,输入端IN1为低电平,电动机回转);当操控端ENA为低电平时,驱动桥路上的4个晶体管悉数截止,使正在工作的电动机电枢电流反向,电动机中止。

电动机的转速由单片机调理PWM信号的占空比来完结。PWM即脉冲宽度调制,它是指将输出信号的根本周期固定,通过调整根本周期内作业周期的巨细来操控输出功率的办法。占空比是指高电平持续时刻在一个周期时刻内的百分比。操控电机的转速时,占空比越大,速度越快,假如全为高电平,占空比为100%,速度到达最快。

0 导言  自第一台工业机器人诞生以来,机器人的开展现已广泛机械、电子、冶金、交通、宇航、国防、探究等范畴。近年来机器人的智能水平不断提高,并敏捷改变着人们的生活方式。人们在不断探究、改造、知道天然的过程中,制作能替代人劳作的机器人,一直是人类的愿望。智能小车,也便是轮式机器人,最适合在那些人类无法作业的环境中作业,该技能可应用于无人驾驶机动车、无人生产线、库房等范畴。小车也能够作为玩具的开展对象,为我国玩具商场技能含量的缺少进行必定的补偿,完结经济收益,构成商业价值。  本规划完结以由单片机最小体系、红外遥控、智能寻迹、主动避障以及液晶显现组成的硬件模块,结合软件规划组成多功用智能小车,一起完结小车的行进、撤退、转向行进,依据地上黑线智能寻迹,检测障碍物后转向等功用,完结智能操控。  1 智能小车硬件体系规划  小车的硬件体系主要由操控体系、驱动体系、遥控体系、寻迹体系、避障体系、显现体系和供电体系组成。  1.1 操控体系  选用具有内部看门狗的宏晶系列STC89C52RC单片机作为中心操控器材,最小体系包含单片机、MAX232串口通讯电路、复位电路、上拉电阻和晶振电路(晶振为12MHz)。  1.2 驱动体系  本小车选用四轮驱动,驱动电机的操控由L298N来完结。L298N内部包含4通道逻辑驱动电路,可驱动46V、2A以下的2个电机。由L298N构成的PWM功率扩大器的作业方式为单极可逆方式,2个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起。依据L298N的输入输出联系,使操控端ENA接高电平时,通过PWM信号输入端IN1和IN2能够操控电动机的正回转(输入端IN1为PWM信号,输入端IN2为低电平,电动机正转;输入端IN2为PWM信号,输入端IN1为低电平,电动机回转);当操控端ENA为低电平时,驱动桥路上的4个晶体管悉数截止,使正在工作的电动机电枢电流反向,电动机中止。  电动机的转速由单片机调理PWM信号的占空比来完结。PWM即脉冲宽度调制,它是指将输出信号的根本周期固定,通过调整根本周期内作业周期的巨细来操控输出功率的办法。占空比是指高电平持续时刻在一个周期时刻内的百分比。操控电机的转速时,占空比越大,速度越快,假如全为高电平,占空比为100%,速度到达最快。   1.3 遥控体系  红外遥控体系主要由遥控发射器、红外接纳器两部分组成。红外遥控器发生遥控编码脉冲,驱动红外发射管输出红外遥控信号,遥控接纳器接纳发射器宣布的红外信号,并完结对信号的扩大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲,输入到单片机,完结对遥控指令解码,并履行相应的遥控功用。如图3,接纳器选用VS1838B,out是解调信号输出端,直接与单片机相连。运用红外遥控可替代手动开关操控小车的发动、中止、左转、右转、行进、撤退等功用。  1.4 寻迹体系  在智能车体系中,红外发射管发射红外线,当红外线照射到白色地上时会有较大的反射,红外接纳管接纳到反射回的红外线强度就较大;假如红外线照射到黑色标志线,黑色标志线会吸收大部分红外光,红外接纳管接纳到的红外线强度就很弱。这样,运用红外光电传感器检测智能车行进道路上的黑色标志线,就能够完结智能车的智能寻迹。本智能小车勘探的传感器选用TCRT5000反射红外传感器,该传感器封装形状规矩,便于设备。如图4,在运用约40mA的发射电流,没有激烈日光搅扰(在有日光灯的房间里)勘探间隔能达8cm,完全能满意勘探间隔要求。这是一种自带发光二极管和光敏三极管的器材,当检测到黑线时,因为反射率不高,三极管截止而输出高电平。当检测到白色地上时,因为反射率较高,三极管饱满而输出低电平,然后完结了黑线的检测。   1.5 避障体系  本规划选用超声波测距。超声波频率高、波长短、定向性好、能量会集,适合于间隔丈量,且不易受光线搅扰,提高了体系的可靠性,别的,还能够对障碍物的方位进行定位。通过超声波发射设备宣布超声波,在发射时刻的一起开端计时,超声波在传达途中碰到障碍物就当即回来,超声波接纳器收到反射波当即中止计时,依据时刻差就能够知道间隔了,这便是时刻测距法(超声波在空气中的传达速度为340m/s依据计时器记载的时刻t,就能够计算出发射点距障碍物的间隔s,即:s=340t/2)。超声波传感器为非触摸式传感器,HC-SR04传感器丈量间隔为2~400cm,丈量精度为3mm。避障体系包含:超声波发射器、接纳器与操控电路。  1.6 显现体系  本规划选用1602液晶显现,也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显现字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,它有若干个5×7或许5×11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都能够显现一个字符。它具有功耗低、寿命长、显现内容多的特色,能够直接接单片机数据端运用。  1.7 小车供电体系  小车供电体系有两路:一路是VSS直流减速电机供电电源,由两块3.7V电压1200mAh容量的手机锂电池串联而成,电压在7.4V左右;另一路是VCC电路板供电电源,由VSS电源经稳压芯片7805输出5V的电压,为传感器和操控板供电。  2 智能小车软件体系规划  规划中的应用软件包含:硬件电路规划软件、程序规划软件和服务软件。  本规划运用Protel 99SE软件,制作原理图,并生成PCB电路板,完结硬件电路软件规划;选用混合编程的办法,即高档言语C编写主程序,用汇编编写硬件有关的程序,编写源程序,并生成hex格式文件,完结程序软件规划,程序流程图如图6所示;还运用了STC-ISP-V4.83程序烧录软件和USB转串口驱动软件等服务软件。   3 定论  智能小车,行进的不是凝结的轨道,而是饯别着活动的思维。所谓智能便是将思维赋予机器,使之完结既定的使命。本次规划智能小车完结了如下功用:智能小车按下电源开关,1602液晶显现“zhineng che”并停在原地,然后能够在遥控的操控下进行行进、撤退、左转、右转、刹停等工作,而且能够进行寻迹方式和避障方式的切换。寻迹方式下小车能够在做好的跑道上,沿红外线传感器感应到1.5cm宽的黑色引导线,沿线行进并转弯,并在终点线中止行进。在避障方式下小车能够通过超声波传感器丈量出障碍物间隔,并在10cm处做出反响,左转逃避障碍物。

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