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[原创] 【mk_欣驰】自动循迹壁障智能车原创教程,以及自己2年来搜集到的经典资料分享给大家

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发表于 2014-8-9 19:54:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 mk_欣驰 于 2014-8-11 17:03 编辑

   上次弄了一下午,结果还是没搞好,没图没附件!
这次吸取教训,在家里写好了才敢来发帖,有图有真相!!!
   好吧,晕死了!好几个网吧爆满,终于等到机子了。

    如题,由于暑假期间自己也正在做一个 基于STM32的自动停泊智能车,
会用到最小系统,电源模块,L298电机驱动,超声波,光电管循迹电路
等模块,以及单片机编程,c语言,PID算法,简单的控制原理等知识,
综合性灰常高。
    本人就是学会了51之后就一直在搞智能车(学校的一个比赛),这个
过程对自己之后的道路确实是受益匪浅。以前学51就只是看视频,然后
将别人的程序自己照着再写一边,然后下载到板子上看现象,很无味。
当你有过自己完成一项作品的经历的时候,你就会明白学习本节知识
在实际项目中会有什么用处,能干些什么。这样你可以有选择性的根
据需要,量力去学习。
    好了,不罗嗦了,开始步入正题
一、电源模块
   对于电源模块,建议将最小系统电源和其他传感器等模块的分开,也就是单片机独用一个电源。一般是5V
  1.单片机电源
    这里采用LM2940稳压芯片。原因是LM2940是低压差的线性稳压集成电路,芯片输入输出之间的损耗(也就是压损)比较小,电路相对简单,且精度高,纹波系数小,适合于对电压要求比较高的精密电源。作为单片机以及其他数字芯片供电再合适不过了。
    但其缺点是效率很低,且输出电流比较小(相对开关电源)
2940.PNG
  2.其他传感器电源(5v
    对于其他传感器我们选用LM2596稳压芯片。lm2596属于开关电源,他相对于线性稳压芯片输出电流要大一些,效率要高。所以很适合驱动一些精度要求不高,但效率相对要高点的传感器驱动电路。但缺点是精度低,电路复杂。
2596.PNG
3.转向舵机电源(6v
    这里的转向舵机用6v原因是,提高响应速度。因为转向舵机在转向过程中会受到许多阻力,比如车轮摩擦力,当车子很重时,这个摩擦力会更大。
这将严重影响车子的转向速度,那么提高电压不失为一种方便快捷的补偿措施。
    这里采用常见的7806稳压芯片
7806.PNG
二、循迹模块
     采用一个lm324比较器和四个tcrt5000光电管可以组成4路循迹模块
tcrt5000.png 寻机电路分析.PNG

                                             这里的图可能不尽清楚,
                                           自己花了个整体图,下次补上
循迹 proteus.PNG
                                                        proteus画的  够完整吧

三、L298步进电机驱动模块
L298驱动两台直流减速电机的电路。引脚611可用于PWM控制速度。如果智能车只要求直行前进,则可将510712两对引脚分别接高电平和低电平,仅用单片机的两个端口,两电机即可同时全速行进
给出611PWM信号,即可通过占空比控制速度,从而实现直行、转弯、加减速等动作。
l298.png

l298 proteus.PNG
                                                           Proteus画的
四、软件
             见4楼
晕死,电脑又又重启,简直无语。
好吧,我承认自己还是没有做好充分准备!!!
更多精彩,下次继续。

下面是自己一些进展图:
IMG_20140808_105927.jpg
                                                          lm2940 电源模块
IMG_20140808_105939.jpg
                                                            反面  惨不忍睹啊
IMG_20140808_110454.jpg
                                                             整体效果
IMG_20140808_110824.jpg
                                                    l298电机驱动模块
IMG_20140808_110901.jpg
                                                      反面  更惨!!!
IMG_20140719_195134.jpg
                             4路循迹模块      为求模块化,结果后期接线有些多,打算重焊个
IMG_20140808_113951.jpg
                                                            反面
IMG_20140718_200101.jpg
                                         车模套件 花了40大洋
IMG_20140723_095152.jpg
                                           装配图   两只大眼睛  
             IMG_20140808_123203.jpg
                                                         调试超声波
                  IMG_20140808_161111.jpg
                                                    显示效果
IMG_20140728_104843.jpg
                                          总算走起来了

版主好快,帖子还在更新当中!

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                                                                                                                                                                  qq  2452679951
IMG_20140808_161111.jpg
IMG_20140808_161134.jpg
IMG_20140718_200101.jpg
IMG_20140719_195134.jpg
循迹算法2.PNG
IMG_20140723_095152.jpg
循迹算法.PNG
循迹.PNG
l298.PNG
IMG_20140808_161134.jpg
IMG_20140808_113219.jpg

欣驰_智能车教程.rar

1.26 MB, 下载次数: 879

本帖被以下淘专辑推荐:

乐于分享,勇于质疑!
发表于 2014-8-9 23:05:32 | 显示全部楼层
期待后续更加精彩的内容。
乐于分享,勇于质疑!
发表于 2014-8-10 22:31:51 | 显示全部楼层
你的照片怎么看不到了,请重新发帖,可能是我前几天重装论坛的时候把照片搞丢了。
乐于分享,勇于质疑!
 楼主| 发表于 2014-8-11 16:56:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 mk_欣驰 于 2014-8-11 16:58 编辑

四、软件部分

1、智能车超声波避障参考程序

/**********************智能车超声波避障参考程序************************
*  平台:Keil U4 + STC12C5A60S2芯片
*  日期:2014-8-11
*   QQ : 2452679951
*  晶振:11.0592MHZ
******************************************************************/
#include <at89x51.h>   
#include <intrins.h>
#include "LCD1602display.h"
#include "STC12C5A60S2_PWM.h"
#define  TX  P2_0
#define  RX  P2_1
sbit DU = P2^6;
sbit WE = P2^7;
#define Forward_L_DATA  180//当前进不能走直线的时候,请调节这两个参数,理想的时候是100,100,最大256,最小00的时候最慢,256的时候最快
#define Forward_R_DATA  180   //例如小车前进的时候有点向左拐,说明右边马达转速过快,那可以取一个值大一点,另外一个值小一点,例如 200  190
                            //直流电机因为制造上的误差,同一个脉宽下也不一定速度一致的,需要自己手动调节
sbit P4_0=0xc0;     //P4口地址
/*****按照原图接线定义******/
sbit L298_IN1=P1^7;
sbit L298_IN2=P1^6;
sbit L298_IN3=P1^4;
sbit L298_IN4=P1^5;
sbit L298_EN1=P1^3;
sbit L298_EN2=P1^2;
sbit BUZZ=P2^3;
void cmg88()//关数码管,点阵函数
{
DU=1;  
P0=0X00;
DU=0;
}
void Delay400Ms(void);//延时400毫秒函数
unsigned char code Range[] ="==Range Finder==";//LCD1602显示格式
unsigned char code ASCII[13] = "0123456789.-M";
unsigned char code table[]="Distance:000.0cm";
unsigned char code table1[]="!!! Out of range";
unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0};//用于分别存放距离的值0.1mmmmcmm的值
void Count(void);//距离计算函数
                       
unsigned int  time=0;//用于存放定时器时间值
unsigned long S=0;//用于存放距离的值
bit  flag =0; //量程溢出标志位
bit  turn_right_flag;
//=========================================================================================================================
void Forward(unsigned char Speed_Right,unsigned char Speed_Left)//Speed_Right,Speed_Left0-255之间,255最快,0最慢。
{
        L298_IN1=1;
        L298_IN2=0;
        L298_IN3=1;
        L298_IN4=0;
     PWM_Set(255-Speed_Right,255-Speed_Left);
}
void Stop(void)      //刹车
{
   L298_IN1=0;
        L298_IN2=0;
        L298_IN3=0;
        L298_IN4=0;
        PWM_Set(0,0);
}
void Turn_Right(unsigned char Speed_Right,unsigned char Speed_Left)
{
    L298_IN1=0;
       L298_IN2=1;
       L298_IN3=1;
       L298_IN4=0;
       PWM_Set(255-Speed_Right,255-Speed_Left);
}
//=========================================================================================================================
/********距离计算程序***************/
    void Conut(void)
       {
        time=TH1*256+TL1;
        TH1=0;
        TL1=0;
      
        //此时time的时间单位决定于晶振的速度,外接晶振为22.1184MHZ时,
                   //time的值为0.54us*time,单位为微秒
                            //那么1us声波能走多远的距离呢?1s=1000ms=1000000us
                            // 340/1000000=0.00034
                            //0.00034/1000=0.34毫米  也就是1us能走0.34毫米
                            //但是,我们现在计算的是从超声波发射到反射接收的双路程,
                            //所以我们将计算的结果除以2才是实际的路程
       S=time*1;//先算出一共的时间是多少微秒。           HL-1学习板配套晶振11.0592M
     S=S*0.17;//此时计算到的结果为毫米,并且是精确到毫米的后两位了,有两个小数点
        if(S<=300)   //
        {   
           if(turn_right_flag!=1)
              {
                  Stop();
                  Delay1ms(50);//发现小车自动复位的时候,可以稍微延长一点这个延时,减少电机反向电压对电路板的冲击。
              }
              turn_right_flag=1;
              P2_3=0;
              Delay1ms(50);
              P2_3=1;
           Turn_Right(120,120);
        }
        else
        {
           turn_right_flag=0;
           Forward(Forward_R_DATA,Forward_L_DATA);
        }
        //=======================================
        if((S>=5000)||flag==1) //超出测量范围
        {   
         flag=0;
      DisplayListChar(0, 1, table1);
        }
        else
        {
      disbuff[0]=S%10;
         disbuff[1]=S/10%10;
         disbuff[2]=S/100%10;
         disbuff[3]=S/1000;
         DisplayListChar(0, 1, table);
         DisplayOneChar(9, 1, ASCII[disbuff[3]]);
         DisplayOneChar(10, 1, ASCII[disbuff[2]]);     
         DisplayOneChar(11, 1, ASCII[disbuff[1]]);
      DisplayOneChar(12, 1, ASCII[10]);
         DisplayOneChar(13, 1, ASCII[disbuff[0]]);
        }
       }
/********************************************************/
     void zd0() interrupt 3         //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围
  {
    flag=1;                  //中断溢出标志
       RX=0;
  }
/********超声波高电平脉冲宽度计算程序***************/
void Timer_Count(void)
{
               TR1=1;                    //开启计数
            while(RX);                 //RX1计数并等待
            TR1=0;                       //关闭计数
         Conut();                     //计算
}
/********************************************************/
   void  StartModule()                      //启动模块
  {
         TX=1;                                    //启动一次模块
      Delay10us(2);
         TX=0;
  }
/********************************************************/
/*************主程序********************/
void main(void)
{
    unsigned char i;
       unsigned int a;
       cmg88();//关数码管
       Delay1ms(400); //启动等待,等LCM讲入工作状态
       LCMInit(); //LCM初始化
       Delay1ms(5);//延时片刻
       DisplayListChar(0, 0, Range);
       DisplayListChar(0, 1, table);
    TMOD=TMOD|0x10;//T0为方式1GATE=1
    EA=1;
    TH1=0;
    TL1=0;         
    ET1=1;             //允许T0中断
                               //开启总中断
       //===============================
       PWM_ini();
       //===============================
       turn_right_flag=0;
       //=================================
B:           for(i=0;i<50;i++) //判断K4是否按下
              {
                 Delay1ms(1);    //1ms内判断50次,如果其中有一次被判断到K4没按下,便重新检测
                 if(P3_7!=0 )//K4按下时,启动小车
                 goto B; //跳转到标号B,重新检测
              }
       //蜂鸣器响一声
       BUZZ=0; //50次检测K4确认是按下之后,蜂鸣器发出“滴”声响,然后启动小车。
       Delay1ms(50);
       BUZZ=1;//50ms后关闭蜂鸣器
//=======================================================================================================================                     
      while(1)
         {
              RX=1;
           StartModule();
        for(a=9510;a>0;a--)
           {
                 
              if(RX==1)
                 {
           Timer_Count();
                 }
            }
     }
}

                                                                                       ————欣驰 为你奉献
                                                                                                    qq  2452679951
乐于分享,勇于质疑!
 楼主| 发表于 2014-8-11 16:59:44 | 显示全部楼层
2、智能车寻黑线参考程序

/*************智能车寻黑线参考程序*************************
*  平台:Keil uVision4 + STC89C52/AT89S52
*  日期:2014-8-11
*   QQ : 2452679951
*  晶振:11.0592MHZ
启动键为K3
停止键为K4
*************************************************/
#include <at89x52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void motor_r_z(void);//右边电动机正转
void motor_l_z(void);//左边电动机正转
void motor_r_f(void);//右边电动机反转
void motor_l_f(void);//左边电动机反转
void go(uchar,uchar);//小车前进
void stop(void);//小车停止
sbit IN1=P1^1;//L293D的IN1接到P1.1
sbit IN2=P1^0;//L293D的IN2接到P1.0
sbit IN3=P1^5;//L293D的IN3接到P1.5
sbit IN4=P1^4;//L293D的IN4接到P1.4
sbit ENA=P1^3;//L293D的ENA接到P1.3
sbit ENB=P1^2;//L293D的ENB接到P1.2
sbit left_k=P3^4;//小车左转信号输入端为P3.4,P3.4为1时说明已经检测到黑线
sbit right_k=P3^5;//小车左转信号输入端为P3.5,P3.5为1时说明已经检测到黑线
sbit start_k=P3^6;//启动按键为K3
sbit stop_k=P3^7;//停止按键为K4
sbit sound=P2^3;//蜂鸣器接到了P2.3上,P2.3为低电平的时候,蜂鸣器响。
uchar data t_0;//每产生一次T0定时器中断的时候t_0加1
uchar data motor_r;//motor_r用于存放右边电机转速和转向的数据
uchar data motor_l;//motor_l用于存放左边电机转速和转向的数据
uchar data Speed_Parameters;
//**延时子程序**///
void delay_1ms(uint n)
{
       uint i,j;
       for(j=n;j>0;j--)
       for(i=20;i>0;i--);
}
/*******初始化函数***********/
void ini(void)
{
////T0初始化///
TMOD=0x01; //T0工作在方式1
TH0=0xff; //装入T0初值
TL0=0xf6;
TR0=1;//开T0中断
ET0=1;//T0允许中断
EA=1;
//////////////////////
t_0=0;
/////////////////////
P1=0x00;
sound=0;
delay_1ms(100);//蜂鸣器响100ms
sound=1;
}
///蜂鸣器响///
void Sound(void)
{
sound=0;
delay_1ms(60);
sound=1;
}
/****启动处理函数****/
void start(void)
{
   uchar a;
aa:while(start_k);//防抖程序
   for(a=0;a<50;a++)
   {
   delay_1ms(1);
   while(start_k)
   goto aa;
   }
   Sound();//调用蜂鸣器发音程序
   go(0x40,0x40);//全速直行
}
void go(uchar left_motor,uchar right_motor)//直行
{
Speed_Parameters=right_motor;//给速度参数赋值
motor_r_z();//调用右边电机正转函数
Speed_Parameters=left_motor;
motor_l_z();//调用左边电机正转函数
}
void motor_r_z(void)//右边电动机正转
{
  motor_r=0x64+Speed_Parameters;
  ENA=1;
}
void motor_l_z(void)//左边电动机正转
{
  motor_l=0x64-Speed_Parameters;
  ENB=1;
}
void stop(void)
{
ENB=0;
ENA=0;
}
/*********T0中断服务程序*****************/
/*********PWM产生***********************/
void time0(void) interrupt 1 using 2
{
TR0=0;//停止T0计数
TH0=0xff;//当晶振频率是12M时,每隔0.01ms中断一次,200次中断为PWM信号输出的周期,
TL0=0xf6;//PWM信号的频率=1000/(200*0.01ms)=500HZ
++t_0;//产生一次中断t_0加1
ACC=t_0;//将t_0的值赋值给ACC
CY=0;//清零CY
ACC-=motor_r;//用ACC减去右边电动机的参数(此参数决定了右边电机的转向和速度)
   if(CY==1)//判断CY是否置1,如果为1,说明ACC-motor_r已经为负数,置位了CY
  {
   IN1=1;//IN1由原来的0变成了1
   IN2=0;//IN2由原来的1变成了0
   goto PWM_2;
  }
IN1=0;//如果CY不等于1,IN1=0,IN2=1
IN2=1;
PWM_2:
ACC=t_0;//重新将t_0的值赋值给ACC
CY=0;//清零CY
ACC-=motor_l;//用ACC减去左边电动机的参数(此参数决定了左边电机的转向和速度)
  if(CY==1)//判断CY是否置1,如果为1,说明ACC-motor_l已经为负数,置位了CY
  {
   IN3=1;//IN3由原来的0变成了1
   IN4=0;//IN4由原来的1变成了0
   goto HIGHT;
  }
  IN3=0;//如果CY不等于1,IN3=0,IN4=1
  IN4=1;
HIGHT:
//ACC=t_0; //重新将t_0的值赋值给ACC
if(t_0!=0xc8)//判断t_0的值是否不等于200
goto EXIT;//如果不等于200,程序指针指向EXIT执行程序  
ACC=0;//如果t_0的值等于200,清零ACC和t_0
t_0=ACC;
EXIT:
TR0=1;//打开TO计数
}  
void main(void)
{
uchar a;
ini();//调用初始化函数
start();//调用启动处理函数
////判断左传感器状态////
while(1)
{
aa:
         while(left_k)//判断左边传感器的值是否为0
         goto bb;//如果是0,程序指针指向标号bb,执行程序
               P2_0=0;//如果是1,点亮P1.0上连接的发光二极管
              // Sound();
               while(!left_k)//如果left_k的值一直为1,不断的循环执行 go(0x00,0x64);小车左转 直到left_k的值为0为止。
         go(0x00,0x45);//0x00,0x64分别代表左右电动机的转速,两个值的取值为0x00到0x64之间,0x00最慢。0x64最快
                            //0x00,0x64这两个值不一样代表两个电机向前转的速度不同,小车将拐弯
         go(0x40,0x40);//执行到这句说明left_k已经为1,说明左传感器已经离开了黑线。小车直线前进
                             //0x40,0x40这连个值同表示小车执行这个函数时将向前走,用户可以自任意修改这些数值,达到小车走黑线
                             //最稳定的效果,建议不要取得太大(十六进制0x64是最大,其实也就是十进制数的100),也就是速度等级
                                      //为0到100个等级。
               P2_0=1;//关闭LED指示灯
////判断右传感器状态////
bb:
        while(right_k)//判断右传感器的值是否为0                       !
        goto cc;//如果是0,程序指针指向标号cc,执行程序
               P2_1=0;//如果是1,点亮P1.1上连接的发光二极管
        // Sound();
               while(!right_k)//如果right_k的值一直为1,不断的循环执行go(0x64,0x0);;小车右转 直到right_k的值为0为止
         go(0x45,0x0);
         go(0x40,0x40);//执行到这句说明right_k已经为1,说明左传感器已经离开了黑线。小车直线前进
               P2_1=1;//关闭LED指示灯
///判断是否按下停止按钮//////
cc:   
       while(stop_k)//判断停止键是否按下,按下的时候stop_k为1
       goto aa;////如果是1,程序指针指向标号aa,执行程序
        for(a=0;a<20;a++)//如果是0,进入防抖程序
        {
          delay_1ms(1);
          while(stop_k)//判断20次stop_k是否为1
          goto cc;//如果是1,程序指针指向标号cc,执行程序
        }
          stop();//20次判断之后stop_k都是0,立马停止两个电动机
          start();//跳到启动处理函数,执行程序。
}
}
                                                                                                                                             
                                                                                       ————欣驰 为你奉献
                                                                                                    qq  2452679951
            
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 楼主| 发表于 2014-8-11 17:15:40 | 显示全部楼层
朱兆祺 发表于 2014-8-10 09:35
非常好,再接再厉。在控制类如果遇到问题,第一时间找朱老师我,我会给你解决。

嗯,会的。谢谢老师
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发表于 2014-8-12 18:48:22 | 显示全部楼层
楼主高手,楼主好人,求教学
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发表于 2014-8-13 10:07:00 | 显示全部楼层
点赞,非常好啊。
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发表于 2014-8-13 21:56:54 | 显示全部楼层
好强大的资料啊,最近我也在做小车,有时间一块交流下
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 楼主| 发表于 2014-8-14 11:36:49 来自手机 | 显示全部楼层
重庆-风雪 发表于 2014-8-12 18:48
楼主高手,楼主好人,求教学

呵呵,抬举啦。恰巧做过,只是把自己会的东西分享出来而已。
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 楼主| 发表于 2014-8-14 11:40:01 来自手机 | 显示全部楼层
看花开花落 发表于 2014-8-13 21:56
好强大的资料啊,最近我也在做小车,有时间一块交流下

必须欢迎!!!  (^_^)
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发表于 2014-8-18 19:40:19 | 显示全部楼层
楼主的动手能客强呀,必须顶起!
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