基于单片机控制的自主寻迹电动小车的设计

电子工程师 2019-05-17 3629

电子说

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描述

直道检测

在小车的中部平行装有两个色标传感器，采用查询检测的方法对黑线进行检测。89C51在检测到黑线信号后，通过89C51的PI.5和Pl.6口得知是哪一个传感器检测到黑线，以此作为调整小车方向的基准。在程序方面，我们采用了差补控制算法。在校正服务程序中通过检测PI.5和Pl.6口的状态，运用差补算法，精确调节左右前轮的方向，达到使小车稳定沿黑线行走的目的。
为了保证程序的准确性，服务程序中设置了2重黑线检测，有效的防止了小车冲出跑道。在直道上的铁片，我们使用金属探测传感器来检测。通过计算小车开始检测到铁片与离开铁片时的圈数之差，乘以车轮的周长，我们可以得到铁片的长度以及铁片一半的长度，由此可以得到起跑线到铁片中央的距离。
当车轮转动时，安装在轮胎上的磁钢使霍尔元件产生电平变化。因此只需记录电平变化的次数，便能得到实际转速。为了提高准确度，减少误差，我们安装了两块磁钢。

转弯检测

为了防止小车冲出跑道以及按照黑线转弯，需要在进人弯道之前降低速度。因此我们采用了高效的H型PWM电路调节转速。在进人转弯之前，我们通过提前减速程序使小车降低速度。通过跟随黑线行驶和检测最后一片铁片的位置，我们可以得到准确的停车位置和车头方向。在铁片上停留55的期间，驱动声光报警系统，发出声光报警信号;同时，由累计脉冲的总数便可得到全程行驶的时间。

障碍检测

首先我们通过寻找Zoow灯泡的光源，来校正小车的方向。然后通过超声波对障碍物进行距离检测，以此为基准，绕过障碍物。再通过检测光源找到小车与车库之间的距离，并由此引导小车准确进入车库。

结束语

从测试结果来看，PWM技术能够极大地提高电动机的驱动效率;双色标传感器解决了小车严格按照轨迹(黑线)运行的问题;超声波传感器能够精确测量小车与障碍物之间的距离，为躲避障碍物提供了较好的测量方法;霍尔传感器可精确测量运行中的转速。从运行情况看，采用本方案设计制作的智能小车，系统可靠性较高，运行稳定，定位准确，达到了设计要求。

单片机

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