智能尋跡小車

軟件控制單元

　　單片機(jī)選型及程序流程
　　此部分是整個小車運(yùn)行的核心部件，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用?？刂品椒ㄓ泻芏啵蟛糠侄疾捎脝纹瑱C(jī)控制。由于51單片機(jī)具有價格低廉是使用簡單的特點，這里選擇了ATMEL公司的AT89S51作為控制核心部件，其程序控制方框圖如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)的程序流程圖

　　小車進(jìn)入循跡模式后，即開始不停地掃描與探測器連接的單片機(jī)I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號變化，程序就進(jìn)入判斷程序，把相應(yīng)的信號發(fā)送給電動機(jī)從而糾正小車的狀態(tài)。

　　車速的控制
　　車速調(diào)節(jié)的方法有兩種：一是用步進(jìn)電機(jī)代替小車上原有的直流電機(jī)；二是在原有直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，采用PWM調(diào)速法進(jìn)行調(diào)速?？紤]到機(jī)械裝置不便于修改等因素，這里選擇后者，利用單片機(jī)輸出端輸出高電平的脈寬及其占空比的大小來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制小車的速度。經(jīng)過多次試驗，最終確定合適的脈寬和占空比，基本能保證小車在所需要的速度范圍內(nèi)平穩(wěn)前行。

　　電機(jī)驅(qū)動單元
　　從單片機(jī)輸出的信號功率很弱，即使在沒有其它外在負(fù)載時也無法帶動電機(jī)，所以在實際電路中我們加入了電機(jī)驅(qū)動芯片提高輸入電機(jī)信號的功率，從而能夠根據(jù)需要控制電機(jī)轉(zhuǎn)動。根據(jù)驅(qū)動功率大小以及連接電路的簡化要求選擇L298N，其外形、管腳分布如圖5所示。

圖5 L298N管腳分布圖

　　從圖中可以知道，一塊L298N芯片能夠驅(qū)動兩個電機(jī)轉(zhuǎn)動，它的使能端可以外接高低電平，也可以利用單片機(jī)進(jìn)行軟件控制，極大地滿足各種復(fù)雜電路需要。另外，L298N的驅(qū)動功率較大，能夠根據(jù)輸入電壓的大小輸出不同的電壓和功率，解決了負(fù)載能力不夠這個問題。

結(jié)語

　　此方案選擇的器件比較簡單，實際中也很容易實現(xiàn)。經(jīng)過多次測試，結(jié)果表明在一定的弧度范圍內(nèi)，小車能夠沿著黑線軌跡行進(jìn)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。不足之處，由于小車采用直流電機(jī)，其速度控制不夠精確和穩(wěn)定，不能實現(xiàn)急轉(zhuǎn)和大弧度的拐彎。

參考文獻(xiàn)：

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　　3.  王曉明，電動機(jī)的單片機(jī)控制，北京航空航天大學(xué)出版社，2002