智能小车 黑白线识别 寻光 寻迹 电机驱动原理分析 3路寻迹算法分析 含原理图和程序.ppt

1、前言,本资料介绍了有海创电子开发的寻迹电路、寻光电路、电机驱 动电路的工作原理，并进行了电路和调试点的分析。后面还提供了基于51单片机控制的智能小车3路黑白线探测寻迹算法，希望对您有所帮助。 本资料为福建泉州海创电子版权所有，未经允许不得转载和传播，请朋友注意尊重知识产权。,一、智能小车 传感器与电机驱动电路,本页介绍了寻迹电路、寻光电路、电机驱动电路的工作原理，并进行了电路分析。希望给爱好者有所帮助福建泉州海创电子 陈工 旗舰店http:/ 加盟店http:/,V2,V2的电压计算公式,R6不变有光照1R1变小 则V2变大 无光照R1变大 则V2变小,寻光电路分析,一、有光照情况 光敏电阻R

2、1变小V2变大 假设V2=4.6VT V3电压 4V V2V3 反向端大于同向端 参考模电课程 运放作为比较器部分 则OUT5输出低电平为低0给单片机识别，单片机通过if来扫描out5给的引脚,V2,一、无光照情况 光敏电阻R1变大V2变小 假设V2=3.2V V3电压不变还是 4V V2V3 同向端大于反向端 参考模电课程 运放作为比较器部分 则OUT5输出为高电平1给单片机识别，单片机通过if来扫描out5给的引脚,寻光电路分析,一、有光照情况 光敏电阻R1变小V2变大 假设V2=4.6V V3电压 4V V2V3 反向端大于同向端 参考模电课程 运放作为比较器部分 则OUT5输出低电平为

3、低0给单片机识别，单片机通过if来扫描out5给的引脚,V2,一、无光照情况 光敏电阻R1变大V2变小 假设V2=3.2V V3电压不变还是 4V V2V3 同向端大于反向端 参考模电课程 运放作为比较器部分 则OUT5输出为高电平1给单片机识别，单片机通过if来扫描out5给的引脚,寻光电路测试方法,接单片机,测试光敏电阻阻值,测2点电压,测3点电压 如果V3不介于V2最大值和最小值之间，请调节104电位器,寻迹电路分析,一、没有检测到黑线，则 H4发光到白纸光反射到H4接收端，H4接收端导通，导通则T1接地=0（提问会不会等于0，哪位有测试）二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸收

4、，H4接收端，没有收到任何信号，因为H4不导通（截止），则T1=VCC（提问T1会不会等于5V，哪位有测试）,发射,接收,寻迹电路分析,一、没有检测到黑线，则 H4发光到白纸光反射到H4接收端，H4接收端导通，导通则T1接地=0（提问会不会等于0，哪位有测试）二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸收，H4接收端，没有收到任何信号，因为H4不导通（截止），则T1=VCC（提问T1会不会等于5V，哪位有测试）,发射,接收,寻迹电路分析,检测到黑线没接收到反射光了 LM324 2脚比较器反向端T1=5V 3脚比较器同向端=3V 反向端大于同向端则OUT1输出0,检测到白纸有接收到反射光 LM

5、324 2脚比较器反向端T1=0V 3脚比较器同向端=3V 同向端大于反向端则OUT1输出1,调试方法，黑色物体遮挡传感器检测T1脚电压变化是否正常 调节电位器R13,使得3脚电压介于（2脚）T1电压的最大和最小值之间,寻迹电路分析,当OUT1=0时候发光二极管亮，起指示作用,接单片机5个引脚，单片机通过if语句识别到0，为测到有黑线,百度下载福强电子的,5V电源电路,VCC5V 一般6-12V,起缓冲作用,起滤波作用,加滤波电容后的5V输出,不加滤波电容后的5V输出,注;这里的VCC为大电压是给电机提供电源,单片机控制信号输入,输出给电机,使能端5V有效工作,电机驱动模块介绍,二、寻迹小车3

6、路寻迹算法,本PPT介绍了小车结构（如是RP5履带坦克车就不需要万向轮，工作原理完全相同）介绍了3路寻迹的编程方法，旨在给初学者提供编程思路，仅供参考，朋友一定要根据自己实际电路和CPU进行编程。 福建泉州海创电子 客服 旗舰店http:/ 一分店http:/ 二分店http:/,小车结构,左 轮,右 轮,万向滑轮,左 减 速 电 机,前方,直流电机 小家电 小车 步进电机 空调 门 伺服电机 舵机 机械手,轮胎 2个 减速箱+电机 2套 万向滑轮 1个 黄色底盘 PCB敷铜板 亚克力板 螺丝 卡簧 固定片,右 减 速 电 机,左 轮,右 轮,万向滑轮,左 减 速 电 机,前方,右 减 速 电

7、 机,左电机 P1.3 P1.2 LA LB 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转 1 1 不转,LA LB,RA RB,电机 驱动 电路,单片机,右电机 P1.1 P1.0 RA RB 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转 1 1 不转,单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.3 P1.2 0 1 0 1 前进 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 0 1 1 1 右转弯,小车寻迹算法 以3路探测为例,左 轮,右 轮,万向滑轮,左 减 速 电 机,前方,右 减 速 电 机,LA LB,RA RB,电机 驱动 电路,单片机,单片机通过电机驱动电路控制小

8、车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P0.0（0有障碍） 0 1 0 1 前进 1 1 0 1 0 后退 0 1 1 0 1 左转弯 0 1 1 1 右转弯,探测,障碍物30cm,程序设计 if(P00=0) P1=0X0A else P1=0X05 ,障碍实验,P13 P12,P13 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 LB,RA 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 P0.0 0 1 0 1 前进 1 0

9、1 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 0 1 1 0 1 1 1 右转弯,程序设计(如果中间探测头P01右测到黑线，则小车前进) if(P0=0x05) P1=0X05 ,P0.0,P0.1,P0.2,P13 P12,P13 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 LB,RA 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 P0.0 0 1 0 1 前进 1 0 1 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 0 1 1 0

10、1 1 1 右转弯,程序设计(如果右边探测头P02测到黑线，则小车偏了，小车左转弯) if(P0=0x03) P1=0X0D ,P0.0,P0.1,P0.2,P13 P12,P13 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 LB,RA 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 P0.0 0 1 0 1 前进 1 0 1 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 0 1 1 0 1 1 1 右转弯 1 1 0,程序设计(如果左边探测头

11、P00测到黑线，则小车偏了，小车右转弯) if(P0=0x06) P1=0X07 ,P0.0,P0.1,P0.2,P13 P12,P13 P12,作业答案,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 LB,RA 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 P0.0 0 1 0 1 前进 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 0 0 1 0 1 1 1 右转弯,程序设计(如果中间和右边探测头P02测到黑线，则小车偏了，小车左转弯) if(P0

12、=0x01) P1=0X0D ,P0.0,P0.1,P0.2,P13 P12,P13 P12,特殊情况1,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 LB,RA 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 P0.0 0 1 0 1 前进 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 1 0 0 0 1 1 1 右转弯,程序设计(如果中间和左边探测头P02测到黑线，则小车偏了，小车右转弯) if(P0=0x04) P1=0X07 ,P0.0,P0.1

13、,P0.2,P13 P12,P13 P12,特殊情况2,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 LB,RA 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 P0.0 0 1 0 1 前进 1 0 1 0 后退 1 1 0 1 左转弯 0 1 1 1 右转弯 1 1 1 1停车 0 0 0,程序设计(如果三个探测头全部测到黑线，则小车到达终点，停车) if(P0=0x04) P1=0X07 ,P0.0,P0.1,P0.2,P13 P12,P13 P1

14、2,特殊情况3,注:检测到黑线输出低电平,X=P0 ,根据上述的分析编写出寻迹核心程序,2001年全国大学生电子设计竞赛国赛题,二、要求 1、基本要求 （1）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），沿引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有13块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 （2）电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。,

15、（3）电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。 （4）电动车完成上述任务后应立即停车，但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。,2、发挥部分 （1）电动车在“直道区”行驶过程中，存储并显示每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。 （2）电动车进入停车区域后，能进一步准确驶入车库中，要求电动车的车身完全进入车库。 （3）停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。 （4）其它。,系统构成,寻黑白线传感器 IO端口扫描,金属检测传感器 P32 INT0中断,障碍物传感器 IO端口扫描,光敏传感器 IO端口扫描,单片机系统,定时器,延迟函数,电机控制 IO端口输出,显示 IO端口输出,