智能小車畢業(yè)設計報告

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計</p><p>　　題目: 智能循跡小車 </p><p>　　填寫日期：2013年01月18日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文論述了基于單片機的智能循跡小車的控制過程。智能循跡是基于自動引導機器人系

2、統(tǒng)用以實現(xiàn)小車自動識別路線以及選擇正確的路線。智能循跡小車是運用傳感器、單片機、電機驅動及自動控制等技術來實現(xiàn)按照預先設定的模式下不用人來控制的能夠達到自動在跑道上尋跡使小車行走。循跡導航的高新科技。該技術已經應用于無人駕駛機動車無人工廠倉庫服務機器人等多種領域。 </p><p>　　本設計采用STC12C5A60S2單片機作為小車的控制核心采用TCRT5000紅外光電對管的傳感作為小車的循跡模塊來識別白色

3、跑道中的黑色引導線采集信號并將信號轉換為能被單片機識別的數(shù)字信號，同時由單片機進行PWM控制小車的轉速，采用驅動芯片L298N構成雙H橋控制直流電機中，軟件系統(tǒng)采用C語言程序，設計的電路結構簡單容易實現(xiàn)可靠性高。</p><p><b>　　采用的技術主要有：</b></p><p>　　通過編程來控制小車的速度；</p><p><b

4、>　　傳感器的有效應用；</b></p><p>　　電機驅動L298N的采用.</p><p>　　關鍵詞：智能小車 STC89C52單片機 紅外光電對管 L298N</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 引言1</b>&

5、lt;/p><p>　　1.1 研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 研究目的和意義1</p><p>　　1.3 研究內容2</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設計要求及設計方案2</p><p>　　2.1 智能小車的設計要求2</p><p>　　2.1.2任務內容2

6、</p><p>　　2.1.2功能要求3</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設計整體思路3</p><p>　　第3章 主要電路模塊的實現(xiàn)方案比較和選擇4</p><p>　　3.1 循跡模塊4</p><p>　　3.1.1 采用簡易光電傳感器4</p><p>　　3.1.2采用

7、10對紅外光電對管4</p><p>　　3.1.3采用7對紅外對管4</p><p>　　3.1.4尋跡模塊最終選定方案5</p><p>　　3.2 主控系統(tǒng)5</p><p>　　3.2.1采用CPLD5</p><p>　　3.2.2采用單片機5</p><p>　　3.2.

8、3主控系統(tǒng)最終選定方案6</p><p>　　3.3電機驅動模塊6</p><p>　　3.3.1采用繼電器6</p><p>　　3.3.2采用電阻網(wǎng)絡或數(shù)字電位器6</p><p>　　3.3.3采用功率三極管6</p><p>　　3.3.4電機驅動模塊最終選定方案7</p><p

9、>　　3.4 電機模塊7</p><p>　　3.4.1采用直流減速電機7</p><p>　　3.4.2采用步進電機7</p><p>　　3.4.3電機模塊最終選定方案8</p><p><b>　　3.5電源模塊8</b></p><p>　　3.5.1采用4支AAA電池供電

10、8</p><p>　　3.5.2采用6支AA電池供電8</p><p>　　3.5.3電源模塊最終選定方案8</p><p>　　第4章 系統(tǒng)電路圖8</p><p>　　4.1 循跡模塊8</p><p><b>　　4.2復位電路9</b></p><p&g

11、t;　　4.3 時鐘電路10</p><p>　　4.4直流電動機驅動電路10</p><p>　　4.5電路原理圖11</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的軟件設計12</p><p>　　5.1 主程序設計12</p><p>　　5.2 判別X、Y路口程序設計14</p><p&g

12、t;　　5.3 左拐子程序設計15</p><p>　　5.4 右拐子程序設計16</p><p>　　5.5 定時中斷程序設計17</p><p>　　第6章 畢業(yè)設計遇到的主要問題以及解決辦法18</p><p>　　第7章 結論19</p><p><b>　　參考文獻20</b&

13、gt;</p><p><b>　　致謝21</b></p><p>　　附錄A 元件使用清單22</p><p>　　附錄B X、Y路口前后兩排光電對管示意圖22</p><p>　　附錄C 小車行走到路口示意圖23</p><p><b>　　第1章 引言</b

14、></p><p>　　1.1 研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著電子技術、計算機技術、智能控制技術的飛速發(fā)展，產品的智能化和小型化越來越成為人們關注的熱點。各種智能小車在智能化玩具中占了很大的比例。近年來，傳統(tǒng)玩具的市場逐步縮水，高科技智能化的電子類玩具則逐步成為市場的主流。因此，自動智能化小車的研究是非常有意義的，具有很大潛在市場價值。 </p><

15、;p>　　智能小車，也被稱之為輪式機器人。我們知道，機器人技術的發(fā)展是一個國家高科技水平和工業(yè)自動化程度的重要標志和體現(xiàn)。機器人由于具有高度的靈活性、可以幫助人們提高生產率、改進產品質量和改善勞動條件等優(yōu)點，在世界各地的生產生活領域得到了廣泛的應用。智能小車正是模仿機器人的一種嘗試。它是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制，模式識別，電子、電氣、單片機、機械等多學科的科技創(chuàng)新性設計，一般主要由路徑識別、速度采集、角度控制以及車速控制等組

16、成。這種智能小車能夠自動搜尋前進路線和判別路口，體現(xiàn)出智能化和人性化的一面。 </p><p>　　1.2 研究目的和意義 </p><p>　　隨著人們物質文化生活水平的不斷提高，智能化的電子玩具深受人們的喜愛，尤其是各種智能小車，由于這類玩具具有較好的交互性，可控性，能夠給人們帶來很好的娛樂以及參與其中的體驗，高科技智能化的電子類玩具逐漸成為市場的主流。與此同時，智能小車可以應用于考古

17、、機器人、醫(yī)療器械等許多方面，尤其在足球機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景。因此，智能化小車的研究不僅具有很大的現(xiàn)實意義，還具有極為廣闊的應用前景和市場價值。</p><p>　　通過構建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設計并實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的能力。在實踐過程中，熟悉以單片機為核心控制芯片，設計小車的檢測、驅動等外圍電路，實</p><p>　　現(xiàn)小車的智能循跡。靈活應用應電等相關學科的理論知識，聯(lián)系實際

18、電路設計的具體實現(xiàn)方法，達到理論與實踐的統(tǒng)一。在此過程中，加深對控制理論的理解和認識。</p><p><b>　　1.3 研究內容</b></p><p>　　本設計的智能電動小車具有自動尋跡功能，可用過PWM編碼控制行駛速度。整體設計可以分為如下幾個模塊，控制核心STC89C52單片機芯片，循跡是通過紅外光電對管采集信號實現(xiàn)的，利用紅外光電對管檢測跑道上的黑色軌跡

19、，時刻調整車體位置使車不離開軌道。整個系統(tǒng)具有自動尋跡和路口判別功能。直流電機啟動通過L298N驅動芯片來驅動，同時利用單片機對PWM方式進行直流電機的調速控制。軟件中主要用到紅外光電管對黑色軌跡采集到信號來進行判別。整個系統(tǒng)的電路結構較簡單，可靠性能高。實驗測試結果滿足要求。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設計要求及設計方案</p><p>　　2.1 智能小車的設計要求</p

20、><p><b>　　2.1.2任務內容</b></p><p>　　圖2.1 小車結構示意圖</p><p>　　圖2.2 場地示意圖</p><p>　?。?） 設計并制作一個智能小車。兩輪驅動、一輪為萬向輪，如圖2.1。</p><p>　　（2） 基于51單片機C程序來設計智能小車，在設計

21、中采用Keil軟件來完成小車的單道尋跡、Y口尋跡、X口尋跡和單雙循環(huán)尋跡的程序設計。其中場地示意圖如圖2.2。</p><p>　　2.1.2功能要求 </p><p>　?。?）萬向輪在前，可沿引導線逆時針方向運行一周，全程時間不超過3分鐘；</p><p>　　（2）萬向輪在前，可沿引導線逆時針方向運行兩周，并且每周E到F必須經過不同的S形路徑；</p&g

22、t;<p>　　(3) 萬向輪在前，小車每一圈行駛的S形路線要與上一圈行駛的路線不同。 </p><p>　　2.2 系統(tǒng)設計整體思路</p><p>　　圖2.3 系統(tǒng)總體設計</p><p>　　本系統(tǒng)由十對紅外光電對管（TCRT5000）檢測模塊、單片機STC89C52、直流電機驅動電路模塊、電源模塊和直流電機等部分組成（如圖2.3）。利用紅外

23、光電對管對黑線進行檢測，再利用單片機對紅外光電管所反饋的信號進行處理及判斷是否接收到黑線軌跡，從而識別當前的路線情況。經由單片機對路線進行判斷后，再利用單片機產生PWM信號對電機驅動電路進行控制，使得兩路直流電動機可獨立實現(xiàn)正轉、快慢轉、停轉，從而使小車能夠實現(xiàn)直走、左拐、右拐功能。</p><p>　　第3章 主要電路模塊的實現(xiàn)方案比較和選擇</p><p><b>　　3.

24、1 循跡模塊</b></p><p>　　3.1.1 采用簡易光電傳感器</p><p>　　采用簡易光電傳感器結合外圍電路探測，實際效果并不理想，小車對行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質影響。在使用過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因為該部件造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。</p><p>　　3.1.2采用10對紅外

25、光電對管</p><p>　　采用10對紅外光電對管（如圖3.1），4對紅外光電對管作尋路置于小車萬向輪后面（2只夾線），6對紅外光電對管作判斷置于小車萬向輪前，根據(jù)10對光電對管接受到白線與黑線的情況來控制小車轉向來調整車向，測試表明，只要合理安裝好10對光電對管的位置就可以很好的實現(xiàn)循跡的功能。</p><p>　　圖3.1 紅外電對管</p><p>　　3

26、.1.3采用7對紅外對管</p><p>　　采用7對紅外對管（如圖3.2），3對紅外對管作尋路置于小車萬向輪后（1只在線中間）， 4對紅外對管作判斷置于小車萬向輪前。當小車脫離軌道時，即當置于中間的一只光對管脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑線后，做出相應的轉向調整，直到中間的光電開關重新檢測到黑線（即回到軌道）再恢復正</p><p>　　向行駛?，F(xiàn)場實測表明，小車在尋跡過程中有一定的

27、左右搖擺不定，雖然可以正確的循跡但其穩(wěn)定性都次于第二種方案。</p><p>　　圖3.2 循跡模塊比較</p><p>　　3.1.4尋跡模塊最終選定方案</p><p>　　通過比較，對于方案一與方案三來說，容易導致小車的不穩(wěn)定，容易偏離跑道，而方案二可以通過紅外光電對管采集回來的信號通過單片機可以實現(xiàn)小車自我調整，到達一定穩(wěn)定性，故選取方案二來實現(xiàn)循跡。&l

28、t;/p><p><b>　　3.2 主控系統(tǒng)</b></p><p>　　3.2.1采用CPLD</p><p>　　選用一片CPLD（可編程邏輯器件如EPM7128LC84-15）作為系統(tǒng)的核心部件，實現(xiàn)控制與處理的功能。CPLD具有速度快、編程容易、資源豐富、開發(fā)周期短等優(yōu)點，可利用VHDL語言進行編寫開發(fā)。但CPLD在控制上較單片機有較大的

29、劣勢。同時，CPLD的處理速度非常快，而小車的行進速度不可能太高，那么對系統(tǒng)處理信息的要求也就不會太高，在這一點上，MCU就已經可以勝任了。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。為此，我們不采用該種方案，進而提出了第二種設想。</p><p>　　3.2.2采用單片機</p><p>　　采用單片機作為整個系統(tǒng)的核心，用其控制行進中的小車，以實現(xiàn)其既定的性能指標。充分分析

30、我們的系統(tǒng)，其關鍵在于實現(xiàn)小車的自動控制，而在這一點上，單片機就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢——控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點。因此，這種方案是一種較為理想的方案。</p><p>　　3.2.3主控系統(tǒng)最終選定方案</p><p>　　通過上述的對比選定了STC89C52單片機作為本設計的主控裝置，因為此單片機具

31、有功能強大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達8K，對于此設計也綽綽有余，更可貴的是此單片機價格非常低廉，同時自己手上剛好有這片芯片，節(jié)省資源，同時綜合考慮了傳感器、兩部電機的驅動等諸多因素后，我們決定采用STC89C52單片機作為主控電路。</p><p><b>　　3.3電機驅動模塊</b></p><p>　　3.3.1采用繼電器</p>

32、;<p>　　采用繼電器對電動機的開或關進行控制,通過開關的切換對小車的速度進行調整.此方案的優(yōu)點是電路較為簡單,缺點是繼電器的響應時間慢、易損壞、壽命較短、可靠性不高。</p><p>　　3.3.2采用電阻網(wǎng)絡或數(shù)字電位器</p><p>　　采用電阻網(wǎng)絡或數(shù)字電位器調節(jié)電動機的分壓，從而達到分壓的目的。但電阻網(wǎng)絡只能實現(xiàn)有級調速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴。更主要的

33、問題在于一般的電動機電阻很小，但電流很大，分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。</p><p>　　3.3.3采用功率三極管</p><p>　　采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。線性型驅動的電路結構和原理簡單，加速能力強，采用由達林頓管組成的 H型橋式電路(如圖4.4)。用單片機控制達林頓管使之工作在占空比可調的開關狀態(tài)下，精確調整電動機轉速。這種電路由于工作在管子的飽和截

34、止模式下，效率非常高，H型橋式電路保證了簡單的實現(xiàn)轉速和方向的控制，電子管的開關速度很快，穩(wěn)定性也極強，</p><p>　　是一種廣泛采用的 PWM調速技術。現(xiàn)市面上有很多此種芯片，方便購買。</p><p>　　3.3.4電機驅動模塊最終選定方案</p><p>　　圖3.4 L298N</p><p>　　通過上述的對比，選用了L29

35、8N(如圖3.4)，因為這種調速方式有調速特性優(yōu)良、調整平滑、調速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉等優(yōu)點。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。</p><p><b>　　3.4 電機模塊</b></p><p>　　3.4.1采用直流減速電機</p><p>　　采用直

36、流減速電機，配合L298N驅動芯片組合。由于其內部由高速電動機提供原始動力,帶動變速(減速)齒輪組,可以產生較大扭力，外加額定直流電壓時，轉速幾乎相等。</p><p>　　3.4.2采用步進電機</p><p>　　采用步進電機，配合L298N驅動芯片組合。其轉過的角度可以精確的定位,可以實現(xiàn)小車前進路程和位置的精確定位。</p><p>　　3.4.3電機模塊最

37、終選定方案</p><p>　　綜上所述，我們采取了方案一，因為優(yōu)點在于硬件電路的設計簡單，轉速幾乎相等，并且能夠較好的滿足系統(tǒng)要求，而方案二優(yōu)點較多,但步進電機的輸出力矩較低,隨轉速的升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,其轉速較低,不能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求，故我們選擇方案一。</p><p><b>　　3.5電源模塊</b></p><p&

38、gt;　　3.5.1采用4支AAA電池供電</p><p>　　采用4支AAA電池單電源供電，但由于4支串聯(lián)后的電壓太小不能同時給單片機和電機供電。</p><p>　　3.5.2采用6支AA電池供電</p><p>　　采用6支AA電池供電，通過6支AA電池串接成7.2V電源后分別對單片機和直流電機進行供電。</p><p>　　3.5.3

39、電源模塊最終選定方案</p><p>　　綜上所述，方案一的方式可見是有比較不好的缺點，但采用方案二可以解決方案一的問題，讓小車更好的完成其功能。故選擇了方案二來實現(xiàn)供電。</p><p>　　第4章 系統(tǒng)電路圖</p><p><b>　　4.1 循跡模塊</b></p><p>　　小車循跡原理是小車在貼有黑線的白

40、紙 “跑道”上行駛，由于黑線和白紙對光線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路”。在該模塊中利用了簡單而又普遍的檢測方法——紅外探測法。</p><p>　　此電路由5對紅外光電對管組成如圖4.1（注：原10對紅外對管是由兩塊5對紅外對管電路板構成的）， LED發(fā)光二極管用于指示是否檢測到“黑道”，與它們相連接的電阻為限流電阻。其中兩個集成芯片為LM324，共有8路比較器。</p>

41、<p>　　在比較器的正向端設置一個參考電壓，反向端與光電接收管連接。當光電接收管沒有接收到紅外光信號時，同向端電壓大于反向端電壓，使得比較器輸出高電平，指示燈熄滅。當光電接收管有接收到紅外光信號時，反向端電壓大于同向端電壓，使得比較器輸出低電平，指示燈發(fā)亮。由此高低電平作為單片機的輸入信號（注：低電平為有效信號），使得單片機能夠對信號進行采集與處理。</p><p>　　圖4.1 光電管電路圖<

42、;/p><p><b>　　4.2復位電路</b></p><p>　　按鍵按下系統(tǒng)復位時，電容處于放電狀態(tài)，此時MCU的9腳為高電平。本復位電路參數(shù)采用1k的電阻，22uf的電容（只要參數(shù)選取應保證復位高電平持續(xù)時間大于兩個機器周期以上的時間即可）。計算時間可以用t=R×C來粗略計算，（t的單位是秒，R的單位是歐姆，C的單位是法拉。）復位電路如圖4.2所示。&

43、lt;/p><p>　　圖4.2 復位電路</p><p><b>　　4.3 時鐘電路</b></p><p>　　時鐘電路是晶體振蕩器和兩個微調電路組成的在單片機芯片內部有一個高增益方向放大器，其輸入端為引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。只需要在片外通過XTAL1和XTAL2引腳跨接晶體振蕩器或在引腳與地之間加接微調電容，形成反饋電路

44、，震蕩即可工作。由于此電路晶振使用的為12MHz的晶體，因此它的時鐘周期是0.083us，機器周期為1us（一個機器周期由6個狀態(tài)周期構成，每個狀態(tài)周期包括兩個時鐘脈沖）。時鐘電路如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 時鐘電路</p><p>　　4.4直流電動機驅動電路</p><p>　　圖4.4 H橋式電路</p><p>

45、;　　該驅動芯片（L298N）有兩路H型PWM電路(如圖4.4)， In1為高電平，In2為低電平，ENA為高電平時，電機向正方向轉。In1為低電平，In2為高電平，ENA為高電平，電機向相反方向轉。In1、In2同時為高電平或低電平，電機會快速停轉。如果ENA端為低電平，整個H型PWM電路關閉，電機停止。</p><p>　　通過單片機的I/O控制L298N的四個輸入端(如圖4.5)，分別實現(xiàn)對電機正反轉、加減

46、速的控制。并且通過控制使能端（EN）或PWM輸入端，控制電機的停止與轉動，也用于PWM控制調速。</p><p>　　圖4.5 直流電機驅動電路</p><p><b>　　4.5電路原理圖</b></p><p>　　根據(jù)各模塊方案分析后，確定最后的電路圖（如圖4.6）。采用7.2V電源驅動L298N，利用7805穩(wěn)壓管輸出5V電源供給單片

47、機和兩塊循跡電路。通過循跡模塊的光電對管藍色管檢測，黑色管接收信號，，讓相對應的LED亮，來判斷出小車所在的位置，用主控單片機來檢測LED的狀態(tài)，將信號傳送到單片的I/O口，與我們設定的信號相比較，如果與我們的設定信號相等，輸出相對應的命令到L298N，從而控制電機驅動模塊，改變兩個直流電機的速度，從而控制小車位置,其中器件清單件附錄A。</p><p>　　圖4.6 電路原理圖</p><

48、p>　　第5章 系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　整個軟件采用模塊化設計,由主程序、XY路口判斷子程序、左拐子程序、右拐子程序等模塊程序組成。系統(tǒng)軟件主要完成路口判斷、控制小車直走、左拐、右拐等功能。中斷子程序是用定時中斷來產生一定頻率的PWM脈沖信號，從而提高小車運動的速度。</p><p><b>　　5.1 主程序設計</b></p>&

49、lt;p>　　主程序先對中斷定時初值進行初始化，接著判斷萬向輪前6只光電對管接收到的信號與P2口設定好的信號相比，如果相等小車遇到X、Y路口，將繼續(xù)判斷萬向輪后4只光電管是否接收到這兩個路口的信號，檢測到讓小車執(zhí)行相對應X、Y路口命令。例如：小車從起點逆時針行駛， 4只光電對管接收到信號為“1001”小車直走、“1011”小車左拐、“1101”小車右拐，當前一排6只光電對管接收到信號為“100011”時，則小車遇到Y路口，在等后一

50、排4只光電對管接收到信號為 “0001”時，如果是奇數(shù)圈命令小車左拐，偶數(shù)圈命令小車右拐，使上下兩圈在EF之間實現(xiàn)S型路線行駛不一致。其主程序流程圖如5.1。</p><p>　　圖5.1 主程序流程圖</p><p>　　5.2 判別X、Y路口程序設計</p><p>　　當小車在行駛中遇到X、Y路口，讓小車做出相應的判斷。利用光電對管所反饋的信號進行分析和處理

51、，對小車當前所在的路線情況進行判斷并輸出相應的控制信號，使小車能夠在分叉路口里實現(xiàn)直走、左拐、右拐功能。被判斷的路口情況可以分為X路口、Y路口，由實驗測得小車經過這兩個路口時6只光電對管能采集到相同的信號，小車行駛一圈光電對管采集到這種信號共4次，因此可通過對經過的路口進行計數(shù)，來判別小車此時在某兩個路口之間，這樣我們就可以很好的控制小車在規(guī)定路線上實現(xiàn)S路線行駛。其中小車行駛一圈分別經過的X、Y路口前后兩排光電管的示意圖見附錄B。&

52、lt;/p><p>　　小車行駛每一圈所要經過的S路線要與上一圈的不同。當小車從起點行駛一圈回到起點，所經過的最后一個Y路口時，我們對圈數(shù)進行計數(shù)一次（m++），同時分叉路口信號計數(shù)清除，在新的一圈里從新計數(shù)（n=1）。就這樣判別小車行駛在奇數(shù)圈還是偶數(shù)圈，并在所經過的X、Y路口給以相應命令，使之兩次行駛的S路線不同。</p><p>　　例如：當小車開始從起點來到第一個分叉路口時，萬向輪前并

53、排的6只光電對管先經過分岔路口，并會接收回來一個分叉路口的信號為“100011”并將這個信號記錄下來，等到萬向輪后的一排做尋跡的紅外對管也到分叉路口時，4個紅外對管檢測到黑線信號為“0001”，我們就讓小車執(zhí)行左大拐命令，并在1s后路口計數(shù)（此時n+1=2，n初值為1）。接著來到三個分岔口，前后兩排光電管也得到相同信號，同樣執(zhí)行左拐命令，它們分別是左微調、左大拐、左小拐，實現(xiàn)S路線行駛。其程序流程圖如圖5.3。 </p>

54、<p>　　圖 5.3 判別X、Y路口程序流程圖</p><p>　　5.3 左拐子程序設計</p><p>　　左拐子程序主要用于控制小車進行左拐彎的程序。其主要設計原理是利用一個光電對管傳感器作為一個標記點，來判斷小車是否旋轉到了目標角度。也就是此時這個光電管在黑線上，小車左拐。同時，此光電對管從黑線移動到白紙區(qū)域中，這樣重復，最終完成左拐的任務。如果信號為：1011、01

55、11、0011變化為1001結束左拐。其流程圖如5.4。</p><p>　　圖5.4 左拐子程序流程圖</p><p>　　5.4 右拐子程序設計</p><p>　　右拐子程序的設計原理與左拐子程序基本原理是一樣的。該程序與左拐子程序利用相對稱一個光電管傳感器進行判斷是否進行右拐，執(zhí)行此程序時，小車會一直進行右拐彎，直到此光電管從黑線移動到白紙區(qū)域中，最后小車

56、停止右拐彎。如果信號為：如果信號為：1101、1110、1100變化為1001結束左拐。其程序流程圖如圖5.5。</p><p>　　圖5.5 右拐子程序流程圖</p><p>　　5.5 定時中斷程序設計</p><p>　　定時中斷程序主要用于產生占空比可調的PWM脈寬，不同的占空比直接影響著小車行走的速度。該程序先定義兩個變量用于控制使能端的高低電平的時間，

57、每次中斷進入后，兩個變量自動加1，當兩個變量分別滿足一定值的時候，改變使能端的值，使能端實現(xiàn)高低電平，控制兩個電機的行駛。例如：兩個電機占空比為：3：3小車直走、5：3小車左微調、3：5小車右微調。其中定時中斷程序流程圖如圖5.6。</p><p>　　圖 5.6 定時中斷程序流程</p><p>　　第6章 畢業(yè)設計遇到的主要問題以及解決辦法</p><p>

58、　　問題一：紅外對管的安裝，如果沒有合理的安裝紅外對管將會對小車行駛的路線不穩(wěn)定，就容易偏出跑道；</p><p>　　解決一：通過幾種不同的方案分別對紅外對管安裝，并在實踐運行中進行比較，最后確定最合理的安裝方案。</p><p>　　問題二：場地不過平坦，小車跑道紙張有些鄒，這兩點紅外對管的干擾很嚴重，影響小車的正常行駛；</p><p>　　解決二：通過改變紅

59、外對管與跑道紙張的距離，提高紅外對管的靈敏度；通過重做跑道，并且找一塊平坦的場地對跑道進行固定。</p><p>　　問題三：小車X、Y口計數(shù)時出現(xiàn)計數(shù)紊亂，根本達不到我們想要的結果。</p><p>　　解決三：小車當遇到X、Y口采集回來的信號時先不計數(shù)等待一秒后計數(shù)。</p><p><b>　　第7章 結論</b></p>

60、<p>　　本次設計在同學及老師的指導下，完成了課題的基本要求。此設計實現(xiàn)了利用單片機STC89C52為核心，光電傳感器以及L298N直流電機控制電路作為輔助電路，使小車能夠在黑線上實現(xiàn)直走、左拐、右拐等功能，小車行走狀態(tài)見附錄C。</p><p>　　其中兩個附加功能，我完成了小車自動識別分岔路口。在行駛到分叉路口時，通過作判斷的紅外光電對管在經過分岔路口的瞬間產生了一個唯一的信號會與我們采集的信號

61、相同，并將其記錄起來。同時尋路的紅外光電對管也到了分岔路口，并且在這一瞬間也產生了一個不同的信號，這時我們就命令小車執(zhí)行我們的指令。因此，小車先開始走哪一條S路線，可通過我們編程，令小車執(zhí)行直走或左拐。另一個附加功能是：當小車遇到X路口時，會根據(jù)我們前面分岔路口所行駛的路線決定它的在X路口所要行駛的路線。同樣我采用了小車經過分岔路口的判斷方法，但由于小車行駛在X路口時，出現(xiàn)了太多的不定狀態(tài)，采集回來的信號與我們想要的信號時有不一致，所以

62、這過程中，我采取將確定不可能出現(xiàn)的信號給排除，將剩余的信號都作為有用信號，雖然信號多了，但小車行駛到X路口時，小車能更準確判別出信號，小車更穩(wěn)定的行走S路線了。</p><p>　　我認為，本課題是非常具有理論聯(lián)系實踐的意義。因此，在今后我會不斷的實踐本課題，我想終究會讓我找到理想中的信號的，我會繼續(xù)努力的，我會做到的，我相信。</p><p><b>　　參考文獻</b&

63、gt;</p><p>　　[1] 張義和，王敏男，許宏昌，等.人民郵電出版社，2010-6</p><p>　　[2]高吉祥主編.全國大學生電子設計競賽培訓系列教程.北京：電子工業(yè)出版社，2007.6</p><p>　　[3]譚浩強著.C語言程序設計（第三版）.北京：清華大學出版社，2005.7</p><p>　　[4]黃智偉編著.全國

64、大學生電子設計競賽制作實訓.北京：北京航天航空大學出版社，2007.2</p><p>　　[5]郭天祥編著.51單片機C語言程序教程.北京：電子工業(yè)出版社，2009.12</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　歷時三個月的畢業(yè)設計已經告一段落。經過自己不斷的搜索努力以及楊老師的耐心指導和熱情幫助，本設計已經基本完成。在

65、這段時間里，楊老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和熱忱的工作作風令我十分欽佩，他的指導使我受益非淺。同時學校實訓樓的開放也為我的設計提供了實習場地。在此對楊俊鳴老師和林龍森老師表示深深的感謝。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，使我深刻地認識到學好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了大學三年的學習成果。雖然在這次設計中對于知識的運用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學習中繼續(xù)努力、不斷完善。這三個月

66、的設計是對過去所學知識的系統(tǒng)提高和擴充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎。</p><p>　　由于自身水平有限，設計中一定存在很多不足之處，敬請各位老師批評指正。</p><p>　　附錄A 元件使用清單</p><p>　　附錄B X、Y路口前后兩排光電對管示意圖</p><p>　　附錄C 小車行走到路口示意圖</p>