1、研究意义研究意义 机器人可以代替人类完成机器人可以代替人类完成许多工作，从而解放大量的生许多工作，从而解放大量的生产力，也可代替人类完成那些产力，也可代替人类完成那些在恶劣环境中，甚至是危险致在恶劣环境中，甚至是危险致命环境中的特殊工作。命环境中的特殊工作。本人完成的工作本人完成的工作u首先查阅相关资料，了解相关知识，从首先查阅相关资料，了解相关知识，从而认清本系统用到的理论知识以及所用而认清本系统用到的理论知识以及所用到的硬件组成。到的硬件组成。u其次对硬件电路进行设计，完成对系统其次对硬件电路进行设计，完成对系统硬件电路的设计。硬件电路的设计。u再次对软件部分进行设计。再次对软件部分进行设
2、计。u最后对系统进行调试后完成本课题的设最后对系统进行调试后完成本课题的设计要求计要求系统结构框图循迹模块测距模块控制模块电机驱动模块电源模块电机驱动模块电机驱动模块 小车需要完成小车需要完成“前进前进”、“左转左转”、“右转右转”和和“停止停止”基本动作，这些都需要由电机基本动作，这些都需要由电机驱动模块来实现，同时它还为电机提供足驱动模块来实现，同时它还为电机提供足够的工作电流。够的工作电流。L298N电路原理图 通过输入脉冲的占空比控制直流电机的速度循迹传感器循迹传感器 传感器好比小车的传感器好比小车的“眼睛眼睛”，小车，小车在沿轨迹引导线行驶过程中可能会在沿轨迹引导线行驶过程中可能会正
3、常行驶、向右偏离轨道和向左偏正常行驶、向右偏离轨道和向左偏离轨道等几种状态。在不同的状态离轨道等几种状态。在不同的状态下需做出不同的下一步动作。所以下需做出不同的下一步动作。所以要准确探测到轨道，使小车沿着轨要准确探测到轨道，使小车沿着轨迹运动到停止处。迹运动到停止处。u检测到白色，输出检测到白色，输出1。u检测到黑色，输出检测到黑色，输出0。红外线信号被黑色吸收红外线信号被黑色吸收,被白色反射。被白色反射。避障原理避障原理u根据超声波测距原理，当传感器测的与根据超声波测距原理，当传感器测的与障碍物的距离小于安全距离时，给单片障碍物的距离小于安全距离时，给单片机一个中断，然后停车报警。机一个中
4、断，然后停车报警。测距传感器测距传感器 超声波检测仪超声波检测仪 超声波传感器时序图超声波传感器时序图需要提供10us的脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测得距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。报警模块报警模块 利用单片机电路板上自带的蜂鸣器作为利用单片机电路板上自带的蜂鸣器作为报警模块。报警模块。系统流程图系统流程图是启动（开始前进）初始化程序I/O口扫描I/O口是否有变化进入程序判断，输出相应的信号控制电机终止否是否是开始单片机初始化寻线前进是否检测到障碍物声光提示停车
5、是否检测到黑线停车结束否左轮右轮万向滑轮左减速电机前方右减速电机LA LBRA RB电机驱动电路单片机单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P0.2 P0.1 P0.00 1 0 1 前进 1 0 11 0 1 0 后退1 1 0 1 左转弯 1 1 00 1 1 1 右转弯 0 1 10 0 0 0 停车 程序设计(如果中间探测头P01测到黑线，则小车前进)if(P01=0&P00=1&P02=1)P13=0;P12=1;P11=0;P10=1P0.0 P0.1P0.2P13 P12P13 P12注:检测到黑线输出低电平左轮右轮万向滑轮左减速电机前方右
6、减速电机LA LBRA RB电机驱动电路单片机单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P0.2 P0.1 P0.00 1 0 1 前进 1 0 11 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 1 1 00 1 1 1 右转弯 0 1 10 0 0 0 停车程序设计(如果右边探测头P02测到黑线，则小车向左偏了，小车右转弯)if(P02=0&P01=1&P00=1)P13=0;P12=1;P11=1;P10=1P0.0 P0.1P0.2P13 P12P13 P12注:检测到黑线输出低电平左轮右轮万向滑轮左减速电机前方右减速电机LA LBRA RB电机驱动电路
7、单片机单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P0.2 P0.1 P0.00 1 0 1 前进 1 0 11 0 1 0 后退1 1 0 1 左转弯 0 1 10 1 1 1 右转弯 1 1 00 0 0 0 停车程序设计(如果左边探测头P00测到黑线，则小车偏了，小车左转弯)if(P02=1&P01=1&P00=0)P13=1;P12=1;P11=0;P10=1P0.0 P0.1P0.2P13 P12P13 P12作业答案注:检测到黑线输出低电平系统调试系统调试调试过程中遇到了诸多问题，调试过程中遇到了诸多问题，不过最终都解决了，小车预期不过最终都解决了，小车预期的基本功能都已实现，但软件的基本功能都已实现，但软件优化还有待提高。优化还有待提高。u小车最终效果图小车最终效果图小车制作总结小车制作总结查资料了解设计安装调试
