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基于51單片機的自動巡線避障小車word格式(編輯修改稿)

2025-12-22 20:52 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】位及時鐘電路分別見圖 2和圖 3，單片機引腳電路見附錄 1 、 L7805穩(wěn)壓器 L7805是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片，本設計中采用 7節(jié) 5號干電池進行供電，電容 C C3 對輸入到 L7805前的直流電進行濾波，之后輸入到 L7805，經(jīng)其穩(wěn)壓后輸出 5V直流電，給單片機供電。如圖 4 圖 2 復位電路圖 3 時鐘電路 6 、 MAX232芯片簡介 MAX232芯片是美信（ MAXIM）公司專門為 RS232標準串口設計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5v單電源供電；TTL/CMOS數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN輸入，轉(zhuǎn)換成 RS232數(shù)據(jù) 后從 T1OUT、 T2OUT送到電腦 DB9插頭； DB9插頭的 RS232數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT輸入到單片機的 RXD、 TXD口；此處 MAX232主要在下載程序時對由串口發(fā)出來的信號進行轉(zhuǎn)換。其電路如圖 5 、八路紅外傳感器模塊紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì) ，所以我們可以利用紅外對管對黑線及障礙物進行檢測；此模塊擁有兩個 LM324放大器和兩個 74HC14D，當紅外線在不同顏色物體上的反射光被接收管接收到時會產(chǎn)生不同幅度的電壓，經(jīng)由模塊的 LM324芯片進行信號放大，之后輸入到 74HC14D進行高低電平的轉(zhuǎn)換。小車在行駛過程中紅外管不斷地向外發(fā)射紅外線，當紅外光遇到白色地面時發(fā)生漫發(fā)射，反射光被接收管接收，模塊輸出低電平；如果遇到黑線則紅外線被吸收，接收管接收不到信號，此時模塊輸出高電平；單片機通過程序控制不斷檢測模塊輸出引腳的高低電平從而實現(xiàn)信號的檢測。小車的避障原理與此類似，當紅外管不斷發(fā)出紅外線，而在距小車前方 6cm無障礙物時，紅外線不發(fā)生反射，此時接收管接收不到反射光，模塊輸出低電平；當小車前方 6cm內(nèi)有障礙物時，紅外管發(fā)出的紅外線將會被反射回來，接收管接受到反射光，模塊輸出高電平。、 LM324簡介 LM324內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)倪\算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用 , 也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。、 74HC14D簡介 74HC14D是 6路施密特觸發(fā)器件，內(nèi)含 6個獨立的出發(fā)倒相器，在正邏輯中它們執(zhí)行波形整形和倒相功能；它也是 5V電源供電且不需要外圍元件。圖 4 穩(wěn)壓電路 7 、 L298N 電機驅(qū)動模塊該模塊采用了 L298N雙 H橋直流電機驅(qū)動芯片，驅(qū)動電機部分 VIN采用 +9V直流電源供電，同時模塊上安裝了 L78M05穩(wěn)壓器對 vin的輸入進行穩(wěn)壓，邏輯部分 VCC采用 +5V供電，小車運行時通過單片機向該模塊 4腳輸入控制信息來控制小車電機的轉(zhuǎn)速。其電路如圖 6 、 8 圖 5 TTL 轉(zhuǎn)換電路圖 6 電機控制電路 [7] 8 、 L298N簡介 L298N內(nèi)部包含 4通道邏輯驅(qū)動電路。可以方便的驅(qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進電機。輸出電壓最高可達 50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；用單片機的 IO口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。 L298N可接受標準 TTL邏輯電平信號 VSS， VSS可接 4． 5～ 7 V電壓。 4腳 VS接電源電壓， VS電壓范圍 VIH為＋ 2． 5～46 V。輸出電流可達 2 A，可驅(qū)動電感性負載。 1腳和 15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。 L298可驅(qū)動 2個電動機， OUT1， OUT2和 OUT3， OUT4之間可分別接電動機。控制邏輯見表2[8] 電機旋轉(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 B M1 正轉(zhuǎn) 1 0 / / 1 / 反轉(zhuǎn) 0 1 / / 1 / 停止 0 0 / / 1 / M2 正轉(zhuǎn) / / 1 0 / 1 反轉(zhuǎn) / / 0 1 / 1 停止 0 0 / / / 1 圖 7 穩(wěn)壓電路圖 8 接口電路 9 、機械部分小車采用了四個直流電機為其提供動力，這使其具有較大動力，可以在較大的坡道上行駛；同時，小車的四輪底盤設計，使得小車的直線行駛性能較強，不會出現(xiàn)方向跑偏的現(xiàn)象，同時轉(zhuǎn)向時的方向感較好；小車的電路部分均用銅柱及螺絲固定在底盤上，使其具有很好的穩(wěn)定性；除此之外，在接線方面，各模塊之間均采用杜邦線進行連接，主控板上焊接了單片機插座，這些為小車提供了充足的再開發(fā)空間。第四章軟件系統(tǒng)設計、程序流程圖如圖 9 、程序設計方案本系統(tǒng)編程部分采用 C語言編寫完成，應用模塊化的設計方法，各子程序做為實現(xiàn)各部分功能和過程，通過主程序不斷對子程序的調(diào)用完成 PWM脈寬控制、延時以及電機轉(zhuǎn)動方向控制等部分的設計。單片機資源分配如下表 3：表 3 EN1 左下方傳感器左電機端口 2 右電機端口 2 右前方傳感器 EN2 右下方傳感器左電機端口 1 右電機端口 1 左前方傳感器開始設置初始值啟動電機避障停止 Y N Y N 避線圖 9 程序流程圖檢測到障礙物？檢測到黑線？ 10 ①

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