低成本8位單片機(jī)控制的光電尋跡智能車
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2．1 最小系統(tǒng)及主板
系統(tǒng)采用的常規(guī)使用的最小系統(tǒng)板，以MC9S08AC16為核心的單片機(jī)系統(tǒng)的最小系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：時(shí)鐘電路(外接的8 MHz的石英晶振)、電源電路(提供5 V直流電源)、復(fù)位電路、BDM接口(通過(guò)BDM頭向單片機(jī)下載和調(diào)試程序)。
主板上有組成本系統(tǒng)的主要電路，具體包括：
電源穩(wěn)壓電路 7．2 V的電池電源將會(huì)通過(guò)3個(gè)集成穩(wěn)壓電路處理成兩個(gè)5 V、一個(gè)約5～7．2 V的可調(diào)直流輸出，其中一個(gè)5 V直流電源供單片機(jī)和相關(guān)外設(shè)工作，另外一個(gè)5V直流單獨(dú)供激光傳感器工作，可調(diào)直流輸出供舵機(jī)工作，采用這種電源設(shè)計(jì)方式，可以提供所需不同大小的電源，同時(shí)在舵機(jī)、激光傳感器工作時(shí)不會(huì)影響單片機(jī)的工作電源。
接口電路 包括舵機(jī)接口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口、電源接口、調(diào)試用人機(jī)界面電路接口、單片機(jī)最小系統(tǒng)插座。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)板作為一個(gè)獨(dú)立的單元制作的直流電機(jī)“H”型雙極性驅(qū)動(dòng)電路。
2．2 傳感器模塊
采用14個(gè)發(fā)射，7個(gè)接收，兩個(gè)發(fā)射一個(gè)接收為一組一字排開(kāi)。每次選中不相鄰兩個(gè)發(fā)射管發(fā)射，由兩個(gè)接收譬分別接受。AC16單片機(jī)的IO端口進(jìn)行控制，由74LD164驅(qū)動(dòng)選擇要發(fā)射的傳感器，由一個(gè)555芯片發(fā)出100 kHz的頻率震蕩波，激光管發(fā)光。接受部分有一個(gè)相匹配的100 kHz的接收管接收返回的光，7路接收管的接收信號(hào)直接進(jìn)單片機(jī)。傳感器原理如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/172183.htm
3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 軟件設(shè)計(jì)概要
系統(tǒng)的主函數(shù)將執(zhí)行圖4所示流程圖對(duì)應(yīng)的程序。調(diào)試程序可以完成的功能有：檢驗(yàn)傳感器故障、調(diào)試速度控制參數(shù)、舵機(jī)中點(diǎn)設(shè)置、舵機(jī)轉(zhuǎn)角參數(shù)控制等。傳感器數(shù)據(jù)的讀取特指激光傳感器的讀取，在定時(shí)器程序中，每5 ms開(kāi)始新的一輪激光掃描，每125μs更換1組激光發(fā)射管，每組發(fā)射兩個(gè)不相鄰的激光信號(hào)，所有激光發(fā)射5遍之后，3次以上檢測(cè)到賽道軌跡信號(hào)才確認(rèn)有效，此時(shí)才會(huì)設(shè)置傳感器數(shù)據(jù)讀取完成標(biāo)志，所以系統(tǒng)每5 ms進(jìn)入后續(xù)程序執(zhí)行。小車舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制、速度控制稍后詳細(xì)論述。對(duì)于小車馬達(dá)速度控制則為閉環(huán)控制，采用bang-bang控制與P算法控制相結(jié)合，小車的速度讀取采用了輸入捕捉功能完成，車子運(yùn)動(dòng)時(shí)，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過(guò)1／5圈，紅外傳感器就會(huì)輸出一個(gè)完整的脈沖周期，通過(guò)讀取紅外傳感器的輸出脈沖頻率確定小車的速度。
評(píng)論