智能循迹避障小车_论文

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1、赛摘要本系统是通过红外检测器和光电传感器采集信号，并将采集到的信号传送给以AVRAtmegal6单片机为控制核心的控制系统，与L298-起驱动空载转速为300r/min直流减速电机，使智能小车在跑道中智能的进行寻迹行走和越过障碍物，采用MG995旋转角度为180度的金属舵机辅助机械臂进行抓罐。小车在整本系统的模块主要有：红外循迹模块、光电传感器模块、单片机最小系统模块（控制器模块）、电源模块、L298芯片驱动电机模块。关键词：红外检测器光电传感器AVRAtmegal6单片机L298芯片舵机目录摘要11系统方案31.1电源模块的论证与选择31.2控制模块的论证和选择31.3电机

2、驱动模块31.4I•字线检测模块的比较与论证31.5机械骨模块的比较与论证32电路设计42.1电源电路42.2主控电路42.3红外探头循迹电路42.4L298N电机驱动电路53程序设计63.1整体流程图63.2小车循迹流程图64总结7参考书籍7附录程序91系统方案小车主要由电源模块，单片机控制模块，L298驱动电机模块，红外探头循迹模块，十字线边界检测模块和机械杵模块组成。下面分别论证这儿个模块的选择。1.1电源模块的论证与选择方案一：选择一块12v直流线性锂电源直接给电机供电，经过LM7805三端稳压芯片输出5v直流电源给红外循迹模块，检测十字线和障碍物的光电传感器，单片机

3、舵机供电。方案二：选择用两块12v锂电原，一块电源经7805降压后给红外循迹模块和光电传感器和单片机供电，另一块电源给直流电机，电机驱动L298和负责抓罐了•的舵机供电。考虑到电路的功耗较大且金属舵机所需电流较大，一块电源负荷太大，所以选择方案二1.2控制模块的论证和选择方案一：采用传统的51单片机。传统的51单片机为8位机，价格便宜，控制简单，但是控制速度慢，片内资源和存储容量较少，计算精度不高，增加了外伟I电路的不可靠性。方案二：采用AVRmegell6单片•机。16单片•机片内资源较丰富，处理速度较快，有多路PWM输出口，便于电机的调速和舵机的旋转角度的控制。考虑到系统

4、的精确性，快速性和简便性，选择方案二。1.3电机驱动模块方案一：采用分立组件组成的平衡式驱动电路，可以由单片机岂接对其进行控制，但由于分立组件占空间较大，考虑到电机的体积问题，还需要继电器，此方案不够理想。方案二：采用L298N电机驱动模块。此模块工作较稳定，且编程简单，体积小，内部集成了两个H桥，可以同时控制两个电机。硬件实现较简单。考虑到软硬件的控制的简便性，采用方案二。1.4十字线检测模块的比较与论证方案一：采用红外探头传感器进行检测是否走到十字线，此方案直接利用四路循迹红外传感器的最外侧的两路，如果最外血的两侧的传感器都检测到黑线则会给输岀端在高电平。这种方案可以检测

5、到I•字线，但rti于受速度和跑道环境的影响，状态不是很稳定。方案二：采用一个光电开关传感器安装在小车两侧的任意一侧的外侧，光电开关传感器是一种集发射器和接收辭于一体的传感器，当检测到十字线吋，会将光电发射的足够的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。此种方法没有利用循迹的传感器，便于程序的编写。经实际编程的需耍，采用方案二1.5机械臂模块的比较与论证方案一：采用磁铁片附在机械臂上进行吸合罐子。此种方法控制简单，且速度快，失谋率低，但是其到终点时无法放下罐子，不能满足赛题的要求。方案二：米用舵机进行抓罐了，舵机可以旋转180度，可以利用PWM输出控制舵旋转角度从而将

6、罐了抓起，到达终点可以将其放下。舵机易于控制，价格不是很贵。考虑到实际情况，采用方案二。2电路设计2.1电源电路系统釆用两路12V的锂电池经LM7805三端稳压芯片输出5V电压，由于LM7805输出并不是很稳定，所以须加以合适的保护措施电路。电路图如图一。图_dPWR2.5_±ci147OUFO.1UFVR?1)1VinVoutGNl〉t7PLIF().1UFGND2.2主控电路系统采用ATmegell6单片机为主控电路，此电路简单并几具有良好的可靠性，电路图如图二图二1W(XCK/TO)PB1(Tl)PB2(A1NTVINT2)PB3(AlNl/g))PB4(SS)PBS(

7、MOST)PB6(MISO)PB7(SCK)PAD(AIXTO)RAI(ADC1)PA2(ADC2)PA3(ADC3)PA4(ADC'4)PA5(ADCS)BA6(ADC6)PA7(ADC7)PW)(RXD)PCO(SCL)PD1(TXD)PCI(SDA)PD2(1X1*0)PC2(TCK)PD3(IXTI)PC3(TVfS)PL>4(OC'IB)ivi(nx)iH)5(OC'IA)K5(TDI)PD6(ICP)PC6(TOSC1)PD7(OC2)PC7(TOSC2)RESETvccAVCCXTAL2X