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1、目 錄摘要2引言21Arduino智能小車設計方案與參數31.1Arduino智能小車設計方案簡介31.1.1功能要求31.1.2基本原理31.2循跡小車參數42Arduino與51單片機的區(qū)別52.1Arduino單片機52.1.1Arduino單片機的介紹52.1.2Arduino單片機的特色52.1.3Arduino單片機的功能52.251單片機62.2.151單片機的介紹62.2.251單片機的功能62.3Arduino比51更好的地方73循跡小車設計83.1硬件設計83.1.1單片機最小系統(tǒng)83.1.2灰度傳感器模塊93.1.3電機驅動電路103.2軟件設計
2、123.2.1系統(tǒng)主程序133.2.2本系統(tǒng)編譯器133.3實物展示143.4部分程序展示15結論20致謝21參考文獻22Arduino循跡小車設計與實現摘要：循跡小車是Arduino單片機的一種典型應用。本智能小車是由ardiuno單片機和外部電路組成，包括檢測模塊，控制模塊，電源模塊。循跡車設計采用Arduino單片機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線，采集信號并將信號轉換為能被ardiuno單片機識別的數字信號；采用驅動芯片L298N構成雙H橋控制直流電機。其中軟件系統(tǒng)采用C程序。關鍵詞：Arduino單片機，自動
3、循跡，驅動電路。引言自第一臺工業(yè)機器人誕生以來，機器人的民展已經遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領域。近年來機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、認識自然的過程中，制造能替代人工作的機器一直是人類的目標。單片機是一種可通過編程控制的微處理器，雖其自身不能單獨用在某項工程或產品上，但當其與外圍數字器件和模擬器件結合時便可發(fā)揮強大的功能，現在單片機已廣泛應用于眾多領域。例如：工業(yè)自動化，智能儀器儀表，消費類電子產品，通信方面，武器裝備等。作為與自動化技術和電子密切相關的理工科學生，掌握單片機是最基礎的要求。為進一步豐富和鞏
4、固單片機知識，也為能更好的聯(lián)系實際應用，本次畢業(yè)設計選擇了基于單片機Arduino循跡車，并做出實物。鑒于電子技術、計算機技術以及各種更先進的仿真軟件的出現，使用高級語言如C代替匯編語言進行編程和控制已成為現實，單片機C語言編程相對于MC51匯編語言編程有如下優(yōu)點：對單片機的指令系統(tǒng)不需要有很深的理解就可以編程操作單片機。寄存器分配、不同存儲器的尋址及數據類型等細節(jié)完全由編輯器自動處理。程序有規(guī)范的結構，可分為不同的函數，可使程序結構化。庫中包括許多標準子程序，具有較強的處理能力，使用方便。具有方便的模塊化編程技術，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
5、的可讀性和可維護性。事實上，當今許多硬件的開發(fā)都已開始用C語言編程，如各種單片機、DSP、ARM等，用C語言進行工業(yè)控制也已成為一種趨勢，為了更好的適應當今社會形勢，為了更好的面對挑戰(zhàn)、把握機遇，此次畢業(yè)設計決定嘗試用C語言編程完成。也希望能在進一步熟悉單片機控制的同時，對數字電子技術、模擬電子技術、計算控制技術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智能小車設計方案與參數根據設計要求，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-電機驅動模
6、塊和心臟-電源模塊。1.1Arduino智能小車方案簡介依據所需功能的要求，設計計價器系統(tǒng)的結構圖和硬件電路，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；將各模塊組合進行調試。1.1.1功能要求小車以Arduino為控制核心,用單片機產生PWM波，控制小車速度。利用灰度傳感器對路面黑色軌跡進行檢測,并將路面檢測信號反饋給單片機內。單片機對采集到的信號予以分析判斷,及時控制驅動電機以調整小車轉向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛,實現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、
7、手腳-電機驅動模塊、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測到黑線的信號傳送給單片機最小系統(tǒng)，然后通過單片機最小系統(tǒng)的控制算法對信號進行計算處理，將此信號在通過控制算法驅動電機，最后實現對智能車運動軌跡進行實時控制。微控制器-Arduino為內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語言程序為主進行處理。灰度傳感器為智能小車的眼睛，通過辨別地面的黑色線條的物理信號，灰度再將之轉換為單片機能夠處理的電平信號。單片機將信號傳輸給電機驅動模塊，即我們小車結構的手腳接受指令運行。智能車總體模塊設計圖如圖1-1所示。L298N驅
