标题: 51红外循迹小车 [打印本页]
作者: 5ey6y 时间: 2018-6-4 11:05
标题: 51红外循迹小车
项目分工：
1、领料、焊接、板子的成型。
2、板子的装接、调试。
3、程序的编写与仿真
4、资料的收集与整理、实验报告总结。
一、课题具体安排与实施实训时间：第十六周到第十九周；
第十六周收集材料，板子成型；
第十七周写程序；
第十八周调试、写实验报告；
第十九周答辩。
二、课题目标：1、掌握基于C51单片机、FPGA模数混合硬件系统设计和程序设计；
2、学会智能电子产品的功能设计与任务分析，能进行小型电子产品方案的设计；
3、通过智能循迹小车软件系统设计，整机调试，设计、软件性能并仿真调试；
4、培养团队合作能力、沟通能力、创新能力以及组织能力。
三、课题要求： 1.基本要求
（1）输入电源：12V；
（2）具有前进、左转、右转、自动停车的功能；
（3）能根据提供的8字循迹路线进行寻迹。
2.发挥部分
（1）按键启动；
（2）转向提示；
（3）鸣号提示；
摘要：本循迹小车是AT89C51单片机为控制核心，加以直流电机，电源电路以及其他电路构成。系统AT89C51通过I/O控制小车前进及转向。寻迹由光敏电阻组成光敏探测器完成。
四、小车循迹原理： 本智能循迹小车以AT89C51单片机为核心控制系统，用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线反射强烈，光线照射到黑线上面时，光线反射较弱。因此光敏在白线和黑线上面上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。经单片机处理后，输出控制信号给电机驱动电路，来控制电机的驱动。所以整个过程不需要人来控制，当不同的光敏电阻检测到黑线时，电机会有不同的转动方向。从而实现了简单的智能控制。
五、硬件设计1、总体设计
电路原理方框图
2、单片机控制系统模块设计
我们采用AT89C52片机最小系统电路为整个系统的控制系统，它负责控制小车的运动状态。
（1）启动小车
小车在接收到FPGA送过来的启动指令后，读取寻迹信号，根据寻迹信号确定小车的运行状态，将小车的运行状态送至FPGA，同时根据相应算法，驱动小车的左右电机前进。
（2）正常前进
当寻迹板中间两个传感器检测到黑线（任意一个检测到黑线或两个同时检测到黑线），小车都正常前进。
（3） 左拐弯
当最左端的传感器检测到黑线，右端3个传感器检测到白色时，小车应左拐弯。
（4） 右拐弯
当最右端的传感器检测到黑线，左端3个传感器检测到白色时，小车应右拐弯。
（5）后退
当4个传感器都检测到白色，小车后退。
（6） 停车
当4个传感器同时连续多次检测到黑线（如连续3次），小车停车。小车停车后，发出一个停车标志信号送给FPGA。
3、寻迹模块的设计
寻迹板送过来的4路检测信号送到FPGA板，FPGA将此4路信号送出至4个LED灯显示状态（检测至黑线亮，否则灭）；同时将此4路信号送到单片机。
4、显示模块的设计
我们采用的是数码管显示。
（1） 小车启动
小车启动时，显示“1”。
（2）小车左拐
小车左拐时，显示“2”。
（3） 小车右拐
小车右拐时，显示“3”。
（4）小车前进
小车前进时，显示“4”。
（5） 小车后退
小车后退时，显示“5”。
（6） 停车
小车停车时，显示“6”。
5、提示音模块的设计
(1) 小车启动
小车启动前发出3声“嘟、嘟、嘟”的声音，提示音结束后，FPGA发出一个启动信号给单片机，从而启动小车。
(2) 停车
小车停车时，FPGA播放一首音乐，音乐播放结束即表示小车完成了任务。
6、FPGA模块的设计
（1） 寻迹信号处理
寻迹板过来的信号一方面送到LED灯显示寻迹状态，另一方面要将此信号送到单片机去处理。
（2） 小车状态显示
将小车的运行状态用数码管显示出来。
（3） 提示音
小车启动前，发出3声提示音。小车停车后播放一首音乐。
（4） 小车启动
小车在发出3声提示音后，FPGA发出一个开始指令给单片机，从而启动小车前进。
（5） 小车停车
小车停车后，FPGA接收到单片机的停车指令，开始播放音乐，直到一首音乐播放完毕。
7、电机驱动模块设计
我们选用电机驱动芯片L298N。L298N为单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，可直接是对电机进行控制，无需隔离电路，通过单片机的I/O输入改变控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照上表，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。下表是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。
六、软件设计 智能小车的控制使用ATMEL公司的AT89C51单片机。程序设计上，通过对检测信号的采集、分析数据，判断出小车的运行状态，进而控制小车沿黑线行驶。
主程序流程图
七、程序设计：1、单片机C语言程序设计：
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char w0=0;
unsigned char w1=0;
unsigned char t=0;
sbit RT1=P1^0;
sbit RT2=P1^1;
sbit LT1=P1^2;
sbit LT2=P1^3;
sbit IN1=P0^0;
sbit IN2=P0^1;
sbit IN3=P0^2;
sbit IN4=P0^3;
sbit ENA=P0^4;
sbit ENB=P0^5;
void delay(int z)
{
while(z--);
}
void init()
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
void time0()interrupt 1
{
if(t<w0)
ENA=1;
else
ENA=0;
if(t<w1)
ENB=1;
else
ENB=0;
t++;
if(t>=100)
{t=0;}
}
void qianjin()
{
w0=30;
w1=30;
}
void turn_left1()
{w0=0;
w1=50;
}
void turn_left2()
{w0=0;
w1=60;
}
void turn_right1()
{w0=50;
w1=0;
}
void turn_right2()
{w0=60;
w1=0;
}
void xunji()
{
uchar flag;
if((RT1==1)&&(RT2==1)&&(LT1==1)&&(LT2==1))
{flag=0;}//直行
else if((RT1==0)&&(RT2==1)&&(LT1==1)&&(LT2==1))
{flag=1;}//右转1
else if((RT1==0)&&(RT2==0)&&(LT1==1)&&(LT2==1))
{flag=2;}//2
else if((RT1=＝1)&&(RT2==1)&&(LT1==0)&&(LT2==1))
{flag=3;}//左转1
else if((RT1==1)&&(RT2==1)&&(LT1==0)&&(LT2==0))
{flag=4;}//2
switch(flag)
{ case0:qianjin();
break;
case1:turn_righ1t();
break;
case2:turn_right2();
break;
case3:turn_left1();
break;
case4:turn_left2();
break;
}
}
void main()
{init();
w0=30;
w1=30;
while(1)
{
IN1=1;
IN2=0;
IN3=1;
IN4=0;
ENA=1;
ENB=1;
while(1)
{xunji();
}
}
}
2、循迹程序设计：
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uint tt=0,flag=0,flag1=0,flag2=0,num=0;
sbit in1=P2^0;
sbit in2=P2^1;
sbit in3=P2^2;
sbit in4=P2^3;
sbit a=P0^0;
sbit b=P0^1;
sbit c=P0^2;
sbit d=P0^3;
sbit ENA=P2^4;
sbit ENB=P2^5;
sbit control=P1^0;
sbit FPGA1=P1^1;
sbit FPGA2=P1^2;
sbit FPGA3=P1^3;
sbit FPGA4=P1^4;
sbit buzzer=P1^5;
void init_time();
void delay(unsigned int z);
void Turn_left()
{
in1=0;
in2=0;
in3=1;
in4=0;
}
void Turn_right()
{
in1=1;
in2=0;
in3=0;
in4=0;
}
void Go()
{
in1=1;
in2=0;
in3=1;
in4=0;
}
void Back()
{
in1=0;
in2=1;
in3=0;
in4=1;
}
void Stop()
{
in1=1;
in2=1;
in3=1;
in4=1;
}
void Go_left_right()
{
in1=1;
in2=0;
in3=0;
in4=1;
}
/*void Go_right()
{
in1=0;
in2=1;
in3=0;
in4=0;
}*/
void FPGA_display()
{
FPGA1=a;
FPGA2=b;
FPGA3=c;
FPGA4=d;
}
void FPGA_display1()
{
FPGA1=a&0;
FPGA2=b|1;
FPGA3=c|1;
FPGA4=d&0;
}
void main()
{
uint i=10;
init_time();
delay(2);
control=0;
buzzer=1;
//P0=0xff;
//P1=0xff;
//delay(2000);
//delay(2000);
//Go();
//delay(100);
while(!control)
{
delay(2);
FPGA_display1();
//delay(200);
//delay(200);
}
if(control==1)
{
delay(300);
Go();
delay(100);
Go();
delay(100);
while(2)
{
if((a==0&&b==0&&c==1&&d==1)||(a==0&&b==0&&c==0&&d==1)||(a==0&&b==0&&c==1&&d==0))
Turn_right();FPGA_display();
delay(30);
if((a==1&&b==1&&c==0&&d==0)||(a==1&&b==0&&c==0&&d==0)||(a==0&&b==1&&c==0&&d==0))
Turn_left();FPGA_display();
delay(30);
if(a==0&&b==1&&c==1&&d==0)
Go();FPGA_display();
delay(9);
if(a==0&&b==0&&c==0&&d==0)
{
Back();FPGA_display();
delay(10);
Back();
delay(10);
Back();
flag1++;
flag2++;
if(flag2==13)
flag2=0;
if(flag1==8)
flag1=0;
}
if(flag1==7)
{
flag1=0;
Go();
delay(60);
Go();
delay(60);
Go();
delay(60);
Go();
delay(60);
}
delay(5);
if(a==1&&b==1&&c==1&&d==1)
{
flag++;
if(flag==12)
flag=4;
}
if(flag==1||flag==2||flag==3)
{
Stop();
//Turn_right();
delay(100);
Stop();
delay(100);
Back();
delay(100);
Back();
delay(100);
Back();
delay(300);
Back();
delay(300);
Turn_right();
delay(500);
Turn_right();
delay(500);
Turn_right();
delay(500);
//Back();
//delay(200);
//Turn_left();
Turn_right();
delay(500);
//Turn_left();
Turn_right();
delay(400);
//Turn_left();
Turn_right();
delay(300);
//Turn_left();
Turn_right();
delay(200);
flag=4;
Go();
delay(10);
}
//if(flag>=2)
//{
// Go();
// delay(50);
//}
//Go();
//Back();
}
}
}
void delay(unsigned int z)
{
unsigned int i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void init_time()
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-25000)/256;
TL0=(65536-25000)%256;
EA=1;
TR0=1;
ET0=1;
}
void time_0(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-20000)/256;
TL0=(65536-20000)%256;
tt++;
num++;
if(num==500)
{
num=0;
buzzer=0;
}
//delay(1);
if(tt>=9)
tt=0;
if(tt<=4)
{
ENA=1;
ENB=1;
}
else
{
ENA=0;
ENB=0;
}
}
作者: 梦萦蓝宝 时间: 2018-12-16 21:07
如果配上备注的话那就是锦上添花了，谢谢楼主提供程序
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