单片机的智能小车的设计方案与制作

1、基于Atmegal6L单片机的智能小车的设计与制作O引言自工业革命以随着电气El发展，人类进入文明If新阶段。机器人已经广泛于工业、农业、服务业、军事、机械、交通、航天航空等领域。智能机器人水平不断提壬，片片提亍.劳动效率，减轻劳动强度。机器人人类并肩作战，征服自然，改造自然地过程发挥着重荽作+1。智能 车芽集理论力学、机械结构、数字电路、模拟电路、传感器、单片机、控 制理论凡算法等门学科体111综合系统，其容涵盖机械、电子、自动控制原理、计算机、传感技术等 个学科领域。本文设计门基于ATmagel6L|l智能车就二叽求其从起跑线出发，然 通过自身 自动调整向角耘车速，使其自动沿着条黑色引|二

2、线行驶。1智能车硬设计方案本智能 车控制系统川结构如图1所示。其friAtmegal6L单片机亍智能 车I" 控制模块，二二二性能、匚功耗Fi 8位AVR微处理器，采厲先进戸RISC结构，具有16K 字节丨''.I系统丨编程Flash诃512字节".lEEPROM工作于16 MHz时，其性能F达16 MIPS,并具有32个巨"编程通1一1 /0 口匸二于边界扫描VIJTAG接口，基本都能够满足设计 黑-求。电路稳压模块输入 12 V电压。经过稳压电路匚二得到9 V、5 V两种电压，其二9 V电压昭于电机驱动模块 W工作电压，5 V电压则昭于单片机&

3、amp;工作。图2所示RPR220 光电传感模块 芥电路图，光电传感.孑由10个RPR220型光电 管组成。RPR220口种 体 化反射型光电探测器，其发射器區一个砷化镓红 外发光二极管，而接收器则 杲一个高灵敏 度W硅平面光电三极管。L298N”INPUT、OUTPUTS端口田于提供稳定If电压以使电机转 动。光电探头检测车速检测左轮电机右轮电机光电传馬模块* AtmgealG单片汇 电机驱动模块电游稳压模块图I智能小车控制系统结构查看原图L_图）1. 1光电传感模块图2所示亍本系统叩光电传感模块 电路图。寻线路径般亍刻在白色平面3 cm 黑线， 车沿着黑线循径，当检测 罕I白线，即二极管发

4、出 光被白线反射回 逑时， 光电 管三极管 通，比较器6号端口输入 代丄电平，经过比较器 ，7号端口输出电平。当检测口黑线时，光被吸收，光强度减弱，光电管三极管不通，比较器6号端输入电平，7号端输出电平。通过PC端口电平（I口0>反馈给单片机，经单片机处理.-:|于调整车头转向，以使黑线刚好匡110个光电探头f".|i间，从而使“卜车平稳进。 7号端串尸个0. 1卩F|电容再接地，这样，经过滤波进入舅单片机呻|''.1方波就非常完美。冋这个光电管码盘相连，通过光电管不断扫描码盘格数，这样，当码盘转动且转速较时，6号端ri信号就 变 频率转速应ri方波。但一，当码

5、盘速度快时，6号端信号二变 频率转速 .吋应 弦信号。放U器LM324二L-W作比较器，-I 心6号端处十弦信号基准电压进行比较，然.二匸7号端产生频率 转速心应W方波，单片机采集此信号 三，即巨D根据公式计算出直流电机li各个参数，从而精确地控制小车II转向Li位移。1. 2电机驱动模块图3所示L298N驱动模块电路连接图。L298N作:打电机驱动芯片，款电 压 电流全桥驱动芯片， 匸丁频率F ,控制两个直流电机，而且具有控制使能端，工作电压可通过4、9引脚分别输入9 V、5 V电压。ENA ENB引脚杲两个使能端口，而INT、 OUT则电机驱动引脚，通过改变 OUT端逻辑电平巨J控制电机忙

6、1丁.、反、停止状态，表1所列一直流电机控制逻辑。L298N 5、6、7、10、II、12六个引脚 直接Li单片机|".IPD 端口相连，而通过 单片机I"编程则 以实现直流电机 PWM调速。查看原图 < 图）I . 3单片机控制模块采用Atmel公司 Atmegal6L单片机J车进行控制，该单片机具有 32个功能 强=一$编程I / O接口尤4个PWMI道，并具有八路十位ADC,车进行实时控制。该单片机PC0- PC7八个端口 ” 光电传感模块八个光电探头相连。设探头检测斤逻辑实际值Jp 假定值N,车轮芥运动状态分别J iforward-move、right-mov

7、e、 leftmove、hard-right-move 、hard-left-move ，通过 H实际值 P 假定值 N（0b0011- 1100>Ll比较，得出如表2所列".IAtmegal6L单片机III控制模块参数表，其 呻x 无关项。设计时，-iAtmegal6LPDA PD3分别连接带码盘丨“两个光电匮管，以用于精确测量车轮时转向与位移；PD帝PD河分别连在I电机驱动模块1的使能端EN诵1ENB PDl、 PD0 PD6iPD7分别于电机驱动模块 ".I INl、IN2、IN3、IN4相连，INI、IN2 口 般二于 PWM输入，以便利 XpwM调速法，即由

8、单片机输出系列频率固定 甘方波，并通过功率放器 驱动电机，再通过单片机编程改变输出方波Fl占空比，这样就改变加立电机If平均电压，从而改变电机 门转速。U5SENBOUT4OUT3IN4 FNBINB VSSfl5V) GXDIN2 ENAINIVSSOUT2 OUTlSENAL298H 一MOTORS iRVO131211 】0 _ '9_*876图3L298N驱动模块电路连接图2智能车宀软设计方案基于AVR单片机：nc语言编程庠系统软 流程图如图4所示。«2 AtmlbL单片机的控制摸块卷数表按头检测値F逻田Jt累远算符蜡臬小车狀态ntnsOOOOKXObOOOOOOOO

9、furwardixlavt«bsxO()lOLOOOOJOOOrighl-moveobKOIOOxxNMN 訂 LXXXJcbxxOOl Ixx&UbOULLllOO*(M4MXWI10Cright-mnvpII OOxxohm ii ooucleftmuveObCOOOOlOOhard. -ri|dt-moveobxx0肿 ooooohani-lsfl- mavR查看原图 亠图）3结束语本文着重讨论 亠光电传感器、单片机控制 诃稳压器原理及这几个模块六I间巴相互 沟通耳协调关系，本系统采 二便宜I''红. 'L管，并以具有强 刁功能圧ATmagel6

10、L单片机 主控制器，同时以 L298N驱动芯片通过 C语言程序编三调试软弓，从而完成一；能够智能 循迹、自动避障、结构模块化、抗干扰能力强智能 车門设计。该系统通过八I车門调试，能够使 车成功平稳地 左任意给定L黑线 行驶，而且循迹效果好，运行十分平稳，同时速度小申快，而且庄拐弯处不因速度 而产生离心现象。智能 车 军事、民 、科研、航天探测领域已得广泛应田，尸丁发展 自动控制、单片机丁我、控制算法 优化帀微机存储处理速度有着密切 r关系，氐值得进| | 步w研究探索。Whe n you are old and grey and full of sleep,And nodding by the

11、 fire, take dow n this book,And slowly read, and dream of the soft lookYour eyes had on ce, and of their shadows deep;How many loved your mome nts of glad grace,And loved your beauty with love false or true,But one man loved the pilgrim soul in you,And loved the sorrows of your cha nging face;And be

12、nding dow n beside the glow ing bars,Murmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of stars.The furthest dista nee in the worldIs not betwee n life and deathBut whe n I sta nd in front of youYet you don't know thatI love you.The furthest dista nee in the worldIs not whe n I sta nd in front of youYet you can't see my loveBut whe n un doubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest dista nee in the worldIs not being apart while being in loveBut whe n I pla inly cannot resist the year ningYet prete nd