單片機智能循跡小車教學研究

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【摘要】現(xiàn)在是個計算機和信息技術(shù)都在高速發(fā)展的時代，而且越來越受到重視的智能技術(shù)的開發(fā)的速度也在加快增長。計算機的智能化程度在不斷的發(fā)展，應用范圍也從原先的相對單一到后來的多元化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能循跡小車；硬件結(jié)構(gòu)；教學研究

現(xiàn)在迅速發(fā)展的科學，應用領(lǐng)域較多的機器人技術(shù)的發(fā)展勢頭十分迅猛，其中的一個應用的典范就是技能循跡小車，它是機器人技術(shù)與智能控制技術(shù)的結(jié)合。除此之外的系統(tǒng)控制和智能機器人相比較為簡單，但是出行速度的配合比較嚴格，小車需要通過傳感器來獲取目標道路信息，然后結(jié)合智能車的狀態(tài)做出決策，這樣對于行車速度的調(diào)整，可以更加精準的跟蹤道路。

1.智能尋跡小車總體簡介

1.1關(guān)于智能循跡小車總體硬件結(jié)構(gòu)。智能循跡小車的構(gòu)造相對復雜，其中包含著必不可少的主控制模塊，以及起著決定作用的是循跡模塊，充當驅(qū)動作用的電動驅(qū)動模塊和外圍電路模塊。這樣是的循跡模塊殘陽的是外光電傳感器，方法是模塊化設(shè)計，如果想要給各個模塊能夠供電穩(wěn)定，就要把輸出的電影穩(wěn)定在+5V。

1.2智能小車的工作原理簡介。將黑線放置在白色的地板上，并且空出兩厘米的間隙。這樣發(fā)射管發(fā)出紅外線，接受則是結(jié)束管。這樣，電信號由物理信息號轉(zhuǎn)化，然后又由放大電路處理。在循跡過程中，因為黑色和白色的反射系數(shù)不一樣，所以在小車行駛的過程中可以通過判斷三極管的強弱來決定小車的走向。本來設(shè)計是三隊紅外傳感器，一字型分分布方式。后來是因為接受不到反射回來的紅外線，只有兩邊左右的傳感器能夠接受，這樣小車偏離黑色軌道，小車向右偏轉(zhuǎn)，同理則向左偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動循跡。

2.關(guān)于智能循跡小車的芯片簡介

2.1主控模塊STCC89C52的簡介。整個設(shè)計的大腦，傳感器的輸出端SEN1，SEN2，SEN3強洗腦輸入到單片機，處理后，輸出給L293D引腳，完成對小車控制，這樣的電路有外圍電路的組成部分。其中對完成電信號的輸入，這樣的引腳相連，可以完成單片機過的信號輸入給電機驅(qū)動電路。

2.2TCRT5000傳感器模塊簡介。TCRT5000型號的紅外光傳感器有三對。一字型分布的三對傳感器，可以簡單的檢測出陳旭的控制算法，讓小車變得很穩(wěn)定。但是這種方法并不合適彎道信號的才氣準確性。高發(fā)射功率的紅外光電二極管是其中的一個紅外光傳感器，另一個則是接受紅外線的高度靈敏的廣電三極管租車。這其中的藍白電位器和一個滑動變阻器組成，這樣可以調(diào)整整個R3的組織然后達到反射光的靈敏度。還有一個是發(fā)射二極管的不斷發(fā)射紅外吸納，這樣紅外線強度足夠大的時候，也就是反射回家的時候，飽和的光敏三極管，模塊的輸出為高電平；低電平則是沒有反射回來的時候。光敏三極管有光信號轉(zhuǎn)成電信號的功能，也有對電信號放的的功能。

2.3放大模塊的電信號。傳感器中的電信號比較薄弱，不能為作為單片機的輸入，這樣則要接一個放大電路進行處理。其中SN74HCO4N芯片以及外圍電路的的放大電路。這個電路不同于其它電路的地方就是它有六組相同的反相器。所以說，當電信號給傳感器的時候，電平會呈現(xiàn)負極。這樣紅外傳感器的輸入則可以是其接口。施密特觸發(fā)器的重要特點是可以能夠把緩慢的輸入整形成演變陡峭的矩形的脈沖。

3.智能循跡小車的軟件設(shè)計

智能小車想要能夠自動控制，就必須要執(zhí)行相應的軟件。

3.1主要的程序函數(shù)。在程序開始的時候便是進入了主函數(shù)，這樣延遲函數(shù)達到了穩(wěn)定的狀態(tài)。后倆的軟禁進行斷點運行，這樣在晶振下可以延遲100ms，后來進入while循環(huán)，一些列過程后，三個傳感器中，右邊的傳感器輸出的的是高電壓，左邊和中間的傳感器輸出的低電壓，多以小車進行右拐。

3.2小車前進子程序模塊。這個程序中，L293D芯片能一直保持高電平。小車如果想要行進，就必須要用到小車前進子程序模塊。

3.3小車的左轉(zhuǎn)子程序模塊。小車左轉(zhuǎn)子程序模塊的目的是讓EN1和EN2保持相當高的電平。在實現(xiàn)小車的左轉(zhuǎn)時，要保證左邊的電機不動，然后左輪不轉(zhuǎn)動的情況下右輪轉(zhuǎn)動。

3.4小車右轉(zhuǎn)子的程序模塊。小車右轉(zhuǎn)子程序模塊的目的是讓右邊電機停止不轉(zhuǎn)動，后來的右輪不動左輪轉(zhuǎn)動，這樣就實現(xiàn)了小車的右轉(zhuǎn)。

3.5延時子程序的模塊。系統(tǒng)的初始化想要達到最佳的狀態(tài)就必須要用到延時子程序的模塊，由KELL軟件的斷電測試，11.0592Mhz的晶振頻率，N=10的情況，就可以延時100ms。

3.6人臉識別功能的實現(xiàn)。在人臉識別模塊方面，機器人的人體頭部會安裝一個針孔攝像頭，目的是為了能夠采集站在攝像頭對面的信息，客觀世界中出現(xiàn)的人臉和機器人系統(tǒng)中出現(xiàn)的資料進行對比，如果能夠匹配成功，觸發(fā)了語言模塊和機械模塊，就能夠?qū)崿F(xiàn)與此人握手和對話等等互動。

4總結(jié)

大量的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成這個機器人系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括機器人載體和機械運動，系統(tǒng)的軟件部分人臉識別的控制功能，并調(diào)用人臉識別模塊和語音模塊等進行人機交互。人、單個的人臉識別功能和多人的人臉識別功能都通過這個人臉識別模塊得以實現(xiàn)。

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作者：張馨月 夏歡 單位：西藏大學