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红外智能寻线测距小车

高工
2014-03-17 15:26:19    评分

作者:山东理工大学 李嘉琪 胥朋

指导老师:刘万强

 

作品简介:

 

 

平台选型说明:

  本设计使用本届大赛指定的单片机开发板(以IAP15F2K61S2为控制核心)

 

设计说明:

  一、设计原理:

  1利用红外对管把黑白线信号转换为高低电平,传递给单片机,单片机根据左中右电路的电平高低,控制电机的停转,从而实现循迹功能。

  2用超声波模块发出超声波,根据返回声音的长短,确定距离,并把距离

  二、系统硬件电路设计

  1单片机最小系统

  STC15F2K61S2的管脚图如下图所示:

 

  2红外寻线模块

  此模块是为智能小车、机器人等自动化机械装置提供一种多用途的红外线探

  测系统的解决方案。该传感器模块对环境光线适应能力强,其具有一对红外线发

  射与接收管,发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇到障碍物(反射面)

  时,红外线反射回来被接收管接收,经过比较器电路处理之后,同时信号输出接

  口输出数字信号(一个低电平信号),可通过电位器旋钮调节检测距离,有效距

  离范围2~60cm,工作电压为3.3V-5V。该传感器的探测距离可以通过电位器调

  节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点,可以广泛应用

  黑白线循迹等众多场合。模块需要用lm339,说一下LM339 的工作原理,我们以第一路来简单说明一下:IN1-为定位器调节的电压输入端,IN+为探头输出的电压(就是探头OUT 与GND 的电压),当IN1-电压>IN1+电压时,对应的OU1输出的电平电压接近0v,此时,对应的LED灯会亮;当IN1-电压< IN1+电压时,对应的OU1输出的电平电压接近5v,此时,对应的LED灯会点亮。这个就是整个电路工作的核心。我们根据这个原理,就可以简单的进行一个测试了,调节第一路的电位器,

  使IN-的电压为2.5v 左右,然后根据上面的原理,分别对IN1 接0V 和5V 电压,然后根据上面的原理,就会发现,接OV 时,LED 灯亮;接5v 时,LED 灯灭。联机测试:按照要求将探头与中控板连接好,移开探头前面所有物体,且探头不要指向有阳光的地方(光线对探头有较大干扰),调节每一路的电位器,直到灯刚灭掉,然后用白纸遮挡探头,会发现led 会点亮,这样就算测试成功了,然后我们就可以将中控板的输出信号传入单片机进行高低电平检测了。

                                                         图(3)

 

  3电机驱动模块

 

  L298N的恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N说明及应用

  L298是SGS公司的产品,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机,或一个两相步进电机。L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单,使用比较方便。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7 V电压。4脚VS接电源电压,VS电压范围VIH为+2.5~46 V。输出电流可达2.5 A,可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动一台电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。EnA,EnB接控制使能端,控制电机的停转。

  电机直径:12mm,机身不含轴长度:26mm

  输出轴长:10mm

  4超声波模块

  模块工作原理:

  (1)采用IO触发测距,给至少10us的高电平信号;

  (2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;

  (3)有信号返回,通过IO输出一高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间.测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

  5LCD0802

  液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。这里介绍的字符型液晶模块是一种用5x8点阵图形来显示字符的液晶显示器,这里以常用的2行8个字的0802液晶模块来介绍它的编程方法。

  采用标准的16脚接口,其中:

  第1脚:VSS为地电源

  第2脚:VDD接5V正电源

  第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度

  第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚:RW为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。

  第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

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关键词: 红外     智能     测距     小车    

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