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《arduino循跡小車畢業(yè)論文設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、目 錄摘要2引言21Arduino智能小車設(shè)計(jì)方案與參數(shù)31.1Arduino智能小車設(shè)計(jì)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(jì)83.1硬件設(shè)計(jì)83.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)
2、83.1.2灰度傳感器模塊93.1.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路103.2軟件設(shè)計(jì)123.2.1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)22Arduino循跡小車設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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ar
3、diuno單片機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號;采用驅(qū)動(dòng)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(dòng)循跡,驅(qū)動(dòng)電路。引言自第一臺(tái)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(shí)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(xiàng)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(shí)便可
4、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(dòng)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(dòng)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(shí),也為能更好的聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)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
5、就可以編程操作單片機(jī)。寄存器分配、不同存儲(chǔ)器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)完全由編輯器自動(dòng)處理。程序有規(guī)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(shí)間,增加程序的可讀性和可維護(hù)性。事實(shí)上,當(dāng)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(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(huì)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(jì)決定嘗試用C語言編程完成。也
6、希望能在進(jìn)一步熟悉單片機(jī)控制的同時(shí),對數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、計(jì)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(jì)方案與參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)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(dòng)模塊和心臟-電源模塊。1.1Arduino智能小車方案簡介依據(jù)所需功能的要求,設(shè)計(jì)計(jì)價(jià)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
7、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)。單片機(jī)對采集到的信號予以分析判斷,及時(shí)控制驅(qū)動(dòng)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(dòng)行駛,實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)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(dòng)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(jī)
8、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(jì)算處理,將此信號在通過控制算法驅(qū)動(dòng)電機(jī),最后實(shí)現(xiàn)對智能車運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。微控制器-Arduino為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。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(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(dòng)模塊,即我們小車結(jié)構(gòu)的手腳接受指令運(yùn)行。智能車總體模塊設(shè)計(jì)圖如圖1-1所示。L298N驅(qū)動(dòng)模塊