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基于單片機的智能尋跡小車控制系統(tǒng)_畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)

2025-08-14 18:38 本頁面

　

【文章內容簡介】質的特點，用3組光電發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。單片機就是通過接收到的高低電平為依據來確定黑線的位置和小車的行走路線。對于發(fā)射和接收紅外線的紅外探頭，可以自己制作或直接采用集成式紅外探頭。經測試，此種方法簡單可靠。經反復對比后，采用方案二。電動機驅動模塊方案一：采用傳統(tǒng)的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，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉距運行時，通過電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大。方案二：采用繼電器對電動機的開或關進行控制,缺點是繼電器的響應時間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。方案三：采用專用芯片L298N作為電機驅動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅動芯片，它相應頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。且由L298N結合單片機可實現對小車速度的精確控制。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，還可以實現頻繁的無級快速啟動、制動和反轉等優(yōu)點。對以上三個方案進行比較，出于能耗、性能和使用壽命等方面的考慮，我們選擇第三種方案，使用L298N芯片控制直流電機。總體硬件組成框圖直流12V穩(wěn)壓電源AT89C51單片機L298N芯片直流電機（兩組）紅外傳感器（3組）電壓比較器LM324圖21 總體硬件組成框圖系統(tǒng)框圖如圖21所示，系統(tǒng)主要由四大模塊組成即電源模塊、單片機系統(tǒng)模塊、自動循跡模塊、電動機驅動模塊。第3章系統(tǒng)硬件設計為使該模塊化智能循跡小車控制系統(tǒng)具有更加方便和靈活性，我們對系統(tǒng)的硬件做了精心設計。硬件電路包括穩(wěn)壓電源、單片機最小系統(tǒng)、電機驅動電路、傳感器電路等四大模塊。單片機最小系統(tǒng)在本次設計任務中，我們使用AT89C51單片機作為智能系統(tǒng)的控制核心。AT89C51單片機擁有4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。 AT89C51單片機的引腳AT89C51單片機共有四十個引腳（），其中：Vcc、Vss分別為電源引腳；PSEN、ASE、EA、RESET(即RST)為控制引腳；P0、PP2和P3為4個8位I/O口外部引腳。單片機最小系統(tǒng)本系統(tǒng)采用AT89S51單片機作為中央處理器。其主要任務是在小車行走過程中不斷讀取傳感器采集到的數據，將得到的數據進行處理后，作出反應控制小車按照指定的路線行駛。由于單片機完成的工作較為簡單，所以在最小系統(tǒng)中，我們只保留了晶振和復位電路。 AT89C51單片機引腳圖單片機最小系統(tǒng)原理圖電機驅動電路我們采用電機驅動芯片L298N作為電機驅動。 L298芯片的概述電機驅動芯片L298N是SGS公司的產品，內部包含4通道邏輯驅動電路。是一種二相和四相電機的專用驅動器，即內含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅動46V、2A以下的電機。，1腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號。L298可驅動2個電機，OUTOUT2和OUTOUT4之間分別接2個電動機。

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