管组成。由于路面存在黑色引导线,落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的路面不同,进而在光电接收管两端产生不同的电压值,由此判断路线的走向。传感器模块将当前采集到的一组电压值传递给单片机,进而根据一定得算法对舵机进行控制,使小车自动寻线行走。
单片机模块是智能车的核心部分,主要完成对外围各个模块的管理,实现对外围模块的信号发送,以及对传感器模块的信号采集,并根据软件算法对所采集的信号进行处理,发送信号给执行模块进行任务执行,还对各种突发事件进行监控和处理,保证整个系统的正常运作。
舵机控制模块则根据检测情况经单片机处理后发出相应的PWM波对舵机进行转向的控制。
电机驱动模块采用H桥驱动,通过PWM波对电机进行控制,以实现对小车速度的调节。
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f第三章硬件电路的设计
31单片机最小系统
小车采用NXP公司的51单片机作为控制芯片,主要包括时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下:
1、时钟电路:给单片机提供一个外接的16MHz的石英晶振。2、电源电路:给单片机提供5V电源。3、复位电路:在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
32传感器电路
光电寻线方案一般由多对红外收发管组成,通过检测接收到的反射光强,
判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成,红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。
信号采集原理图:
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f信号采集电路正面:
信号采集电路反面:
33电源电路设计
模型车通过自身系统,采集赛道信息,获取自身速度信息,加以处理,由芯片给出指令控制其前进转向等动作,各部分都需要由电路支持,电源管理尤为重要。在本设计中,51单片机使用5V电源,电
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f机及舵机使用6V电源。考虑到电源为充电电池组,额定电压为72V,实际充满电后电压则为6568V,所以单片机及传感器模块采用7805稳压后的5V电源供电,舵机及电机直接由电池供电。
电源电路正面:
电源电路反面:
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f34舵机及电机驱动电路设计
舵机的驱动电路比较简单,电源直接由电池组提供,其输入信号为单片机输出的pwm波。
本系统使用的电机驱动板为一个由分立元件制作的直流电动机可逆双极型桥式驱动器,其功率元件由四支N沟道功率MOSFET管组成,由此电路,通过设置51输出的PWM波的占空比可以达到控制电机转速的效果。
H桥驱动电路原理图
H桥驱动电路实物图:
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f第四章软件系统的实现
41主程序设计
单片机系统需要接收路径识别电路的信号,采用某r