智能循跡/避障小車研究工作報(bào)告一、 智能循跡小車程序結(jié)構(gòu)框圖二、 Proteus仿真圖三、 軟件程序設(shè)計(jì) 一、 智能循跡小車程序結(jié)構(gòu)框圖經(jīng)過幾天在網(wǎng)上的查找，對智能循跡/避障小車有了大致的了解，一般有三個(gè)模塊：1、最基本的小車驅(qū)動(dòng)模塊，使用兩個(gè)二相四線步進(jìn)電機(jī)對小車的兩個(gè)后輪分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，前輪最好用萬向輪，能使小車更好地轉(zhuǎn)彎； 2、小車循跡模塊，在小車底部有三個(gè)并排安裝的紅外對管，對黑色與白色的反射信號不同，經(jīng)單片機(jī)處理后對小車進(jìn)行相應(yīng)處理；3、避障模塊，我寫的程序中對于避障模塊是用中斷來處理的（即安裝在小車車頭的紅外對管檢測到有障礙物后，就會(huì)向單片機(jī)的P3_2口輸出一個(gè)高電平或是低電平，這時(shí)中斷程序?qū)π≤囘M(jìn)行預(yù)先設(shè)定好的避障處理），但是在程序結(jié)構(gòu)框圖中，我不太會(huì)表示中斷處理方式，所以就用查詢的方式畫了。啟動(dòng)小車 開始 避障？ N Y 避障模塊 循跡模塊 停止？ N Y 停止 二、Proteus仿真圖我用Proteus大概地仿真了小車的運(yùn)行狀態(tài)。圖中的兩個(gè)二相四線步進(jìn)電機(jī)就代表小車的左右輪（假定步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)樾≤嚽斑M(jìn)方向），網(wǎng)上有很多種驅(qū)動(dòng)芯片，在仿真時(shí)我只使用L298N芯片來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。用三個(gè)單刀雙制開關(guān)模擬用于小車循跡的三個(gè)紅外對管的輸出信號，經(jīng)一個(gè)與門與三極管開關(guān)連接到P3_3口，中斷程序?qū)1_0, P1_1, P1_2三個(gè)口進(jìn)行檢測，并做出相應(yīng)處理。同時(shí)因?yàn)楸苷夏K的優(yōu)先級高于循跡模塊，所以將外部中斷0用于避障，外部中斷1用于循跡。P1_3口則用于檢測小車是否到達(dá)終點(diǎn)。1、小車驅(qū)動(dòng)模塊：使用一片298芯片驅(qū)動(dòng)一個(gè)二相四線步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)的電壓為12V。2、小車循跡模塊：左邊為三個(gè)單刀雙制開關(guān)模擬小車循跡使用的紅外對管的輸出信號，經(jīng)一個(gè)與門和三極管開關(guān)送至P3_3口，有P1_4口定時(shí)響應(yīng)中斷程序。又經(jīng)或門送至P1_3口（圖因找不到或門，所以用7411和7404代替），檢測小車是否到達(dá)終點(diǎn).3、避障模塊： （用一個(gè)開關(guān)代替車頭紅外對管的輸出信號）4、仿真結(jié)果：根據(jù)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，小車可以按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序進(jìn)行循跡（轉(zhuǎn)彎，直走），避障處理，最后停止前進(jìn)。三、軟件程序設(shè)計(jì)#include<reg52.h>#define uchar unsigned charsbit P1_2=P12; /P1口的低三位作為小車循跡的三個(gè)紅外對管與單片機(jī)的信號接口sbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_3=P13; /三個(gè)循跡的紅外對管輸出口經(jīng)或門后的結(jié)果與P1_3接，用于實(shí)時(shí)檢測sbit P1_7=P17; /控制兩個(gè)二相四線步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)與停止sbit P1_6=P16;sbit P1_4=P14; /為循跡中斷所用的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0輸出口uchar i,j,ms;uchar dianji=0x11,0x22,0x44,0x88; /電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使小車前進(jìn)uchar back=0x88,0x44,0x22,0x11; /電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使小車后退void delay(int z) /延時(shí)程序 int x,y; for(x=0;x<z;x+) for(y=0;y<500;y+);void goahead() /小車前進(jìn)程序，一個(gè)循環(huán)使小車的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周 P1_6=1; P1_7=1; for(i=0;i<4;i+) P2=dianjii; delay(50); void turnleft() /小車左轉(zhuǎn)程序，小車采用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，分別控制小車左右 兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。小車左轉(zhuǎn)時(shí)，左邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊的電機(jī) P1_6=0; 仍然轉(zhuǎn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)小車的左轉(zhuǎn)動(dòng)作；反之則是小車的右轉(zhuǎn)動(dòng)作 P1_7=1; for(i=0;i<4;i+) P2=dianjii; delay(50); void turnright() /小車右轉(zhuǎn)程序 P1_6=1; P1_7=0; for(i=0;i<4;i+) P2=dianjii; delay(50); void qianjin() /小車前進(jìn)程序，此程序是為小車遇到障礙時(shí)進(jìn)行躲避處理時(shí)小車前 進(jìn)程序，一個(gè)循環(huán)小車的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)三周 P1_6=1; P1_7=1; for(j=0;j<3;j+) for(i=0;i<4;i+) P2=dianjii; delay(50); void goback() /小車后退程序，此程序也是小車避障環(huán)節(jié)中的為小車后退的程序， 一個(gè)循環(huán)，小車的車輪向后轉(zhuǎn)動(dòng)三周 P1_6=1; P1_7=1; for(j=0;j<3;j+) for(i=0;i<4;i+) P2=backi; delay(50); void main(void) /主程序 TMOD=0x01; /為循跡中斷時(shí)，設(shè)置了一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器0，使得循跡中斷會(huì)定時(shí)被響應(yīng) TH0=(65536-50000)/256; /設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值 TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; /開啟定時(shí)/計(jì)數(shù)器0 IE=0x87; /打開T0，INT0，INT1的中斷 IT0=1; /兩個(gè)外部中斷的中斷觸發(fā)方式 IT1=1; P1_4=0; /設(shè)定初值 ms=0; while(P1_3) /場地為白紙黑線，紅外對管發(fā)射接收后，若為黑色則向單片機(jī)輸出低電 平，若為白色則輸出高電平。三個(gè)紅外對管接一個(gè)或門后到P1_3口，只 goahead(); 要有一個(gè)對管檢測到白線，小車就一直向前走。場地的終點(diǎn)為一條與循 跡線路相垂直的黑線，若三個(gè)對管都檢測到黑線，即輸出都為低電平， P1_6=0; 此時(shí)跳出循環(huán)，關(guān)閉兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，小車停止運(yùn)行。 P1_7=0;void time0() interrupt 0 /避障中斷處理程序。在小車車頭安裝一個(gè)或是兩個(gè)紅外對 管，用于檢測循跡軌道上的障礙物。若有障礙物出現(xiàn)則紅外 P1_6=0; 對管向單片機(jī)的P3_2口輸出低電平，做出相應(yīng)處理。 P1_7=0; /先關(guān)閉兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，使其正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)之間有一個(gè)緩沖時(shí)間 goback(); /后退，左轉(zhuǎn)，前進(jìn)，右轉(zhuǎn)，前進(jìn)，右轉(zhuǎn)，直走 turnleft(); qianjin(); turnright(); qianjin(); turnright(); goahead();void tt_0() interrupt 2 /循跡中斷程序。由于安裝在小車下面的三個(gè)紅外對管會(huì)長時(shí)間地保持一個(gè)電平不變，若直接將此信號經(jīng)與門連接到P3_3口時(shí)，中斷程序只執(zhí)行一次便不再繼續(xù)響應(yīng)，所以我加了一個(gè)三極管開關(guān)。這樣隔一段時(shí)間三極管導(dǎo)通，將信號傳送到P3_3口。由定時(shí)器設(shè)定每100ms導(dǎo)通三極管一次，將三個(gè)用于循跡的對管的輸出經(jīng)或門后送到P3_3口。 if(P1_0=0&&P1_2=1) /若左邊紅外管輸出為低電平，右邊的為高電平，則左轉(zhuǎn) turnleft(); if(P1_0=1&&P1_2=0) /若左邊紅外管輸出為高電平，右邊的為低電平，則右轉(zhuǎn) turnright(); if(P1_0=0&&P1_1=0&&P1_2=0) /若三個(gè)都為低電平，則關(guān)閉步進(jìn)電機(jī)，小車停止 P1_6=0; P1_7=0; void time_0() interrupt 1 /定時(shí)100ms，P1_4口反相 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; ms+; if(ms>=2) P1_4=!P1_4; ms=0;