避障小車報告(簡單程序)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上武漢理工大學(xué)開放性實驗報告項目名稱： 避障小車 實驗室名稱： 612-36 創(chuàng)新實驗室 學(xué)生姓名： 歐陽飛，張思成，秦淮，潘浩，趙唯時,崔永新 創(chuàng)新實驗項目報告書實驗名稱避障小車日期2011/3/13姓名歐陽飛，張思成，秦淮，潘浩，趙唯時,崔永新專業(yè)通信、自動化、機(jī)電學(xué)院一、實驗?zāi)康模ㄔ敿?xì)指明輸入輸出）在硬件和軟件算法的保證下，使得小車能在前進(jìn)過程中避開前面的障礙繼續(xù)前進(jìn)。主要包括傳感器的使用和躲避算法的實現(xiàn)。二、實驗原理（詳細(xì)寫出理論計算、理論電路分析過程）使用直流/步進(jìn)兩用驅(qū)動器可以驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。分別為M1和M2。引腳A，B可用于輸入PWM脈寬調(diào)制信號對電機(jī)進(jìn)

2、行調(diào)速控制。（如果無須調(diào)速可將兩引腳接5V，使電機(jī)工作在最高速狀態(tài)，既將短接帽短接）實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)就更容易了，輸入信號端IN1接高電平輸入端IN2接低電平，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)。（如果信號端IN1接低電平， IN2接高電平，電機(jī)M1反轉(zhuǎn)。）控制另一臺電機(jī)是同樣的方式，輸入信號端IN3接高電平，輸入端IN4接低電平，電機(jī)M2正轉(zhuǎn)。（反之則反轉(zhuǎn)），PWM信號端A控制M1調(diào)速，PWM信號端B控制M2調(diào)速?？蓞⒖枷聢D表：電機(jī)旋轉(zhuǎn)方式控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4輸入PWM信號改變脈寬可調(diào)速調(diào)速端A調(diào)速端BM1正轉(zhuǎn)高低/高/反轉(zhuǎn)低高/高/停止低低/高/M2正轉(zhuǎn)/高低/高反轉(zhuǎn)/低高/高停止低低/

3、高使用D觸發(fā)器進(jìn)行邊沿檢測的傳感器電路也是讓發(fā)光管亮暗交替,但亮的時間很短,電流很大,亮度很高,把接收端門限調(diào)的很高,然后用D觸發(fā)器進(jìn)行邊沿檢測。這樣可以屏避外界一般強(qiáng)度光（可以是高頻的）的干擾，而耗電不會增加。但如果使用簡單的比較型電路，加大電流就會增大功耗，甚至燒毀發(fā)光管。下圖是一個成品光電開關(guān),就是光電管=>兩級交流放大=>CD4013檢測 這種方式的,CD4013的另一個單元D觸發(fā)器作方波振蕩源,通過驅(qū)動電路帶動LED?？梢钥闯?，LED的限流電阻是20歐，短時間通過LED的電流很大。 紅外遙控有發(fā)送和接收兩個組成部分。發(fā)送端采用單片機(jī)將待發(fā)送的二進(jìn)制信號編碼調(diào)制為一系列的脈

4、沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖。為了減少干擾，采用的是價格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(HS0038， 它接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26s) 接收紅外信號，它同時對信號進(jìn)行放大、檢波、整形得到TTL 電平的編碼信號，再送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行去控制相關(guān)對象。紅外接收頭輸出的原始遙控數(shù)據(jù)信號,正好和發(fā)射端倒向.也就是以前發(fā)射端原始信號是高電平,那接收頭輸出的就是低電平,反之.三、實驗步驟（記錄實驗流程，提煉關(guān)鍵步驟）1、車體設(shè)計2、電源電路3、紅外避障模塊4、小車程序設(shè)計5、避障測試與調(diào)試四、實驗結(jié)果（

5、詳細(xì)列出實驗數(shù)據(jù)、protel實際電路圖和結(jié)論分析）1、車體選用本設(shè)計采用的小車為履帶式車輪，經(jīng)實驗證明，該方式使小車運(yùn)動平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向靈活，可以繞自身中軸線回轉(zhuǎn)，可以原地轉(zhuǎn)向從而順利躲避障礙物。我們設(shè)計的履帶由驅(qū)動輪、承重輪、緊張輪和履帶組成。移動時是由驅(qū)動輪驅(qū)動履帶向前或轉(zhuǎn)向運(yùn)動的。在行進(jìn)過程中，當(dāng)小車需要直行時，兩個電機(jī)以相同速度同時轉(zhuǎn)動，小車沿直線行駛；當(dāng)需要小車向右轉(zhuǎn)向時，使右邊電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，左邊電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則小車右轉(zhuǎn)，若電機(jī)一直保持這種狀態(tài)，小車原地打轉(zhuǎn)。左轉(zhuǎn)方式原理與右轉(zhuǎn)相同。如圖3為小車履帶示意圖：2、用STC8052做主芯片，用L298N做主控電路采用一般的單片機(jī)系統(tǒng)控制電路，

6、主要由：電源電路、晶振電路、復(fù)位電路，及外部中斷輸入電路組成，電路結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，是單片機(jī)系統(tǒng)控制普遍采用的硬件電路。為使小車運(yùn)行更加靈活可靠，我們采用了后輪用兩個直流電機(jī)分別驅(qū)動，前輪采用自制的萬向輪的驅(qū)動方式，采用L298雙通道直流電機(jī)驅(qū)動芯片作為主控電路，將紅外傳感器采集的信號，經(jīng)單片機(jī)處理后 ，控制驅(qū)動電機(jī)的PWM的占空比和方向。3、電源模塊采用3節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共12.6V給直流電機(jī)供電，經(jīng)過7812的電壓變換后給支流電機(jī)供電，然后將12V電壓經(jīng)7805再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用。4、紅外避障部分1）啟動部分

7、遙控器原理利用發(fā)射芯片產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)，經(jīng)高頻載波通過紅外線發(fā)射LED發(fā)射出去。接收部分由一個紅外線接收模塊接收數(shù)據(jù)經(jīng)電容濾掉高頻載波后，送單片機(jī)，與單片機(jī)中預(yù)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如相同而啟動主程序運(yùn)行。運(yùn)行原理如圖2、3所示。8051單片機(jī)38KHZ載波信號AND門信號放大紅外線發(fā)射二極管發(fā)射紅外線信號圖2 紅外線發(fā)射器工作方塊圖紅外線接收模塊單片機(jī)8051控制紅外線信號接收圖3 紅外線接收工作方塊圖5、小車避障程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>sbit P1_4=P14;sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sb

8、it P1_7=P17;sbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_3=P13;#define LeftIR P1_4#define RightIR P1_5#define LeftLaunch P1_6#define RightLaunch P1_7#define M1Anode P1_0#define M1Cathode P1_1#define M2Anode P1_2#define M2Cathode P1_3void delay_nms(unsigned int a)unsigned int i;for(i=0;i<a;a+

9、);void IRLaunch(unsigned char IR)int counter;if(IR='L')for(counter=0;counter<38;counter+)LeftLaunch=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LeftLaunch=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(

10、);_nop_();_nop_();if(IR='R')for(counter=0;counter<38;counter+)RightLaunch=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();RightLaunch=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); void F

11、orward(void)M1Anode=0;M2Anode=0;M1Cathode=1;M2Cathode=1;delay_nms(1);void Left_Turn(void)M1Anode=0;M2Anode=1;M1Cathode=1;M2Cathode=0;delay_nms(1);void Right_Turn(void)M1Anode=1;M2Anode=0;M1Cathode=0;M2Cathode=1;delay_nms(1);void Backward(void)M1Anode=1;M2Anode=1;M1Cathode=0;M2Cathode=0;delay_nms(1);

12、void Stop(void)M1Anode=0;M2Anode=0;M1Cathode=0;M2Cathode=0;int main()int irDetectLeft,irDetectRight;while(1)IRLaunch('R');irDetectRight=RightIR;IRLaunch('L');irDetectLeft=LeftIR;if(irDetectLeft=0)&&(irDetectRight=0)Stop();Backward();Left_Turn();Left_Turn();else if(irDetectLeft=0)Stop();Backward();Right_Turn();else if(irDetectRight