arduino循跡小車畢業(yè)論文

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1、福建船政交通學(xué)院目　錄摘要2引言21Arduino智能小車設(shè)計方案與參數(shù)31.1Arduino智能小車設(shè)計方案簡介31.1.1功能要求31.1.2基本原理31.2循跡小車參數(shù)42Arduino與51單片機(jī)的區(qū)別52.1Arduino單片機(jī)52.1.1Arduino單片機(jī)的介紹52.1.2Arduino單片機(jī)的特色52.1.3Arduino單片機(jī)的功能52.251單片機(jī)62.2.151單片機(jī)的介紹62.2.251單片機(jī)的功能62.3Arduino比51更好的地方73循跡小車設(shè)計83.1硬件設(shè)計83.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)83.1.2灰度傳感器模塊93.1.3電機(jī)驅(qū)動電路103.2軟件設(shè)計123

2、.2.1系統(tǒng)主程序133.2.2本系統(tǒng)編譯器133.3實(shí)物展示143.4部分程序展示15結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)2219福建船政交通學(xué)院Arduino循跡小車設(shè)計與實(shí)現(xiàn)摘要：循跡小車是Arduino單片機(jī)的一種典型應(yīng)用。本智能小車是由ardiuno單片機(jī)和外部電路組成，包括檢測模塊，控制模塊，電源模塊。循跡車設(shè)計采用Arduino單片機(jī)作為小車的控制核心，采用灰度傳感器作為小車的檢測模塊來識別綠色路面中央的黑色引導(dǎo)線，采集信號并將信號轉(zhuǎn)換為能被ardiuno單片機(jī)識別的數(shù)字信號；采用驅(qū)動芯片L298N構(gòu)成雙H橋控制直流電機(jī)。其中軟件系統(tǒng)采用C程序。關(guān)鍵詞：Arduino單片機(jī)，自動循跡，驅(qū)

3、動電路。引言自第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生以來，機(jī)器人的民展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領(lǐng)域。近年來機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認(rèn)識自然的過程中，制造能替代人工作的機(jī)器一直是人類的目標(biāo)。單片機(jī)是一種可通過編程控制的微處理器，雖其自身不能單獨(dú)用在某項工程或產(chǎn)品上，但當(dāng)其與外圍數(shù)字器件和模擬器件結(jié)合時便可發(fā)揮強(qiáng)大的功能，現(xiàn)在單片機(jī)已廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。例如：工業(yè)自動化，智能儀器儀表，消費(fèi)類電子產(chǎn)品，通信方面，武器裝備等。作為與自動化技術(shù)和電子密切相關(guān)的理工科學(xué)生，掌握單片機(jī)是最基礎(chǔ)的要求。為進(jìn)一步豐富和鞏固單片機(jī)知識，也為能更好的聯(lián)系

4、實(shí)際應(yīng)用，本次畢業(yè)設(shè)計選擇了基于單片機(jī)Arduino循跡車，并做出實(shí)物。鑒于電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及各種更先進(jìn)的仿真軟件的出現(xiàn)，使用高級語言如C代替匯編語言進(jìn)行編程和控制已成為現(xiàn)實(shí)，單片機(jī)C語言編程相對于MC51匯編語言編程有如下優(yōu)點(diǎn)：對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不需要有很深的理解就可以編程操作單片機(jī)。寄存器分配、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)完全由編輯器自動處理。程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)，可使程序結(jié)構(gòu)化。庫中包括許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的處理能力，使用方便。具有方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好的程序便于移植，可極大縮短開發(fā)時間，增加程序的可讀性和可維護(hù)性。19福建船政交通學(xué)院事實(shí)上，當(dāng)今

5、許多硬件的開發(fā)都已開始用C語言編程，如各種單片機(jī)、DSP、ARM等，用C語言進(jìn)行工業(yè)控制也已成為一種趨勢，為了更好的適應(yīng)當(dāng)今社會形勢，為了更好的面對挑戰(zhàn)、把握機(jī)遇，此次畢業(yè)設(shè)計決定嘗試用C語言編程完成。也希望能在進(jìn)一步熟悉單片機(jī)控制的同時，對數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、計算控制技術(shù)以及常用外圍芯片有更深層次的了解，提高自己的綜合能力。1Arduino智能小車設(shè)計方案與參數(shù)根據(jù)設(shè)計要求，Arduino智能小車要沿著山道環(huán)山跑一圈。Arduino智能小車主要由四部分組成：分別為大腦-微控制器Arduino、眼睛-灰度傳感器、軀體-電機(jī)驅(qū)動模塊和心臟-電源模塊。1.1Arduino智能小車方案簡

6、介依據(jù)所需功能的要求，設(shè)計計價器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和硬件電路，繪制出智能小車的電路圖，再繪制程序框圖，之后編程并燒錄到單片機(jī)；將各模塊組合進(jìn)行調(diào)試。1.1.1功能要求小車以Arduino為控制核心,用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用灰度傳感器對路面黑色軌跡進(jìn)行檢測,并將路面檢測信號反饋給單片機(jī)內(nèi)。單片機(jī)對采集到的信號予以分析判斷,及時控制驅(qū)動電機(jī)以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛,實(shí)現(xiàn)小車自動尋跡的目的。1.1.2基本原理智能小車系統(tǒng)主要由四部分組成：大腦-微控制器Arduino、眼睛-灰度傳感器、手腳-電機(jī)驅(qū)動模塊、能源-電源模塊,智能車循跡行駛過程是：首先灰度傳感器將檢

7、測到黑線的信號傳送給單片機(jī)最小系統(tǒng)，然后通過單片機(jī)最小系統(tǒng)的控制算法對信號進(jìn)行計算處理，將此信號在通過控制算法驅(qū)動電機(jī)，最后實(shí)現(xiàn)對智能車運(yùn)動軌跡進(jìn)行實(shí)時控制。微控制器-Arduino為內(nèi)部核心處理處理單元，將外部給予的電平信號通過以植入的c語言程序?yàn)橹鬟M(jìn)行處理?；叶葌鞲衅鳛橹悄苄≤嚨难劬Γㄟ^辨別地面的黑色線條的物理信號，灰度再將之轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能夠處理的電平信號。單片機(jī)將信號傳輸給電機(jī)驅(qū)動模塊，即我們小車結(jié)構(gòu)的手腳接受指