寻迹避障小车原理.docx

循迹避障小车原理一） 小车功能实现禾IJ用光电传感（红外对射管，红外发射与接收二极管组成）检测黑白线，实现小车能跟 着白线（或黑线）行走，同时也可避开障碍物，即小车寻迹过程中，若遇障碍物可自行绕开， 绕开后继续寻迹二） 电路分析1. 光电传感循迹光电传感器原理，利用黑白线对红外线不同的反射能力然后通过光敏二极管或光 敏三极管，接收反射回的不同光强信号，把不同光强转换为电流信号，最后通过电阻，转换 为单片机可识别的高低电平光电传感器实现循迹的基本电路如下图所示电路解释：TC端是传感器工作控制端，为高电平时，发光二 极管不工作，传感器休眠，为低电平时，传感器启动Signal端为检测信号输 出，当遇到黑线，黑线吸收大量的红外线，反射的红外线很弱，光敏三极管不导 通，signal输出高电平，当遇到白线，与黑线相反，反射的红外线很强，使光 敏三极管导通，signal输出低电平寻迹部分调整左右传感器之间的距离，两探头距离约等于白线宽度最合适，一般白线 宽度选择范围为3 - 5厘米比较合适注意：该传感器的灵敏度是可调的，偶 尔传感器遇到白线却不能送出相应的信号，通过调节传感器上的可调电阻，适当 的增大或减小灵敏度。

另外，循迹传感器的安放也算是比较有讲究的，有两种方 法，一种是两个都是放置在白线内侧但紧贴白线边缘，第二种是都放置在白线的 外侧，同样紧贴白线边缘我们通常采用第二种方法编写程序使小车遇白线时，小车跟着白线走当小车先前前进时，如果向左 偏离了白线那么右边传感器会产生一个低电平，单片机判断这个信号，然后向 右拐回到白线后两传感器输出信号为高电平小车前进如果小车向右偏离 白线，左边传感器产生一个低电平，单片机判断这个信号，然后向左拐如此如 此，小车必不偏离白线若小车的两对光电传感器同时输出的信号为高电平（黑底）或低电平（白底），即单片机判断的都为高电平或低电平，小车向前直走, 在此过程中（直走）小车若遇白线，小车又重复上面动作跟着白线走避障部分当小车在寻迹（沿着白线走或直走）过程中遇障碍物，小车亦可自行转弯，转弯动作完成后，又继续寻迹P2.0R5vcc| IZ10也X _ 15KD6D7||-GND12T10 直555输出引卿1电疣樓感麗卫2. 电机驱动电路电机驱动芯片采用L298N,是一款承受高压大电流的全桥型直流/步进电 压驱动器，如下图电佛传感器E 输出引脚4 输出引脚£ 输入引卿4 使能端E 输恳引脚3 逻辑电湄 逻辑逊 输亦引脚2 愎能端盘 辅LX引脚1 电机电源 输出引脚2电机控制芯片L298N的引脚排列L298N引脚编号与功能引脚 编号名称功能1电流传感器A在该引脚和地之间接小阻值电阻可用来检测 电流2输出引脚1内置驱动器A的输出端1,接至电机A3输出引脚2内置驱动器A的输出端2,接至电机A4电机电源端电机供电输入端，电压可达46V5输入引脚1内置驱动器A的逻辑控制输入端16使能端A内置驱动器A的使能端7输入引脚2内置驱动器A的逻辑控制输入端28逻辑地逻辑地9逻辑电源端逻辑控制电路的电源输入端为5V10输入引脚3内置驱动器B的逻辑控制输入端111使能端B内置驱动器B的使能端12输入引脚4内置驱动器B的逻辑控制输入端213输出引脚3内置驱动器B的输出端1,接至电机B14输出引脚4内置驱动器B的输出端2,接至电机B15电流传感器B在该引脚和地之间接小阻值电阻可用来检测 电流电机驱动A/B的控制逻辑如下表所示输入信号电机运动方式使能端A/B输入引脚1/3输入引脚2/41101 1 V_LL刖进101后退111紧急停车100紧急停车0XX自由转动电机驱动A/B的工作原理电机控制逻辑如下似电机A为例，当使能端A为咼电平是，如果输入端M1 Di rection 引脚为高电平，三极管导通，输入引脚1为低电平而输入引脚2为高电平，电机A反转; 如果输入端M1 Di rection引脚为底电平，三极管截止，输入引脚1为高电平而输入引脚 2为低电平，电机A正转。

旦扎驱直电辿-"■P0.0 ■P0 1■P0.2■P0 5•P0苗■P0.7V€C P5INLVSSTX*VSIN3IN4OUT1ENAOUT2ENBOUT3OUT4GNDISEN AISENBU2L29ENGKD电机驱动原理图3. 中文液晶显示器128x64带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式， 内部含有国标一级'二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块其显示分辨率为128X64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集利用该模块灵活的接口方式和 简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面可以显示8X4行16X16点阵的 汉字，也可完成图形显示具有低电压低功耗特点由该模块构成的液晶显示方案与同类型 的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价 格也略低于相同点阵的图形液晶模块基本特性：低电源电压（VDD:++）显示分辨率：128X64点内置汉字字库，提供8192个16X16点阵汉字（简繁体可选） 内置128个16X8点阵字符2MHZ时钟频率显示方式：STN、半透、正显驱动方式:1/32DUTY, 1/5BIAS视角方向：6点背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 通讯方式：串行、并口可选内置DC-DC转换电路，无需外加负压无需片选信号，简化软件设计模块接口说明:工作温度：O°c 一 +55°C，存储温度:-20°C 一 +60°C接口定文引脚号标诅说明PIN1GND接ovPIN2VCC接 4.BV-5V~ IN3VO和WEE接可调电阻.中间抽头接至VOPIN4RSCS并行棋式：；RS=O.指令奇存器；RS-1,数据奇存器。

串行棋式=片选PINSR/W SID并行棋式=写；R/W=1 谏* 串行 棋式；数据PIN6ESCK幷行权式：允许信号*串存構式士脉冲FIN7DO幷行棋式：数摇6 串行棋式=不谨接PIN801并行模式：邀播1?串行撲式=不连接PIN9D2并行模式：串行撲式=下迪接PINI10PIN1103并行模式』数据小串行模式m不逹接D4幷行模式：敘摇4： 串行模式：不迪接PIN1205并行樸式：散据百；串行横式：不连接PIN13D6并行模武；数振5 串行橫式；平進接PI Nil 407并行模也戲据厂串行撲犬=不逵接PIN15LED+背光正极，接PIN116LED背光负极，接0V*注：1：如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上的J8和“VCC” 用焊锡短接；2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空；3：如背光和 模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接引脚控制信号应用D/1, R/W的配合选择决定控制界面的4种模式：D/IR/W功能说明LLMPU写指令到指令暂存器（IR）LH读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态HLMPU写入数据到数据暂存器（DR）HHMPU从数据暂存器（DR）中读出数据E信号操作:E状态执行动作结果高——＞低I/O缓冲——>DR配合/W进行与数据或指令高DR——>I/O缓冲配合R进行读数据或指令低/低——＞高无动作内部寄存器信号•忙标志:BFBF标志提供内部工作情况，BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部 指令和数据。

BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据利用STATUS RD指 令，可以将BF读到DB7总线，从而检验模块之工作状态•字型产生ROM (CGROM)字型产生ROM(CGROM)提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制 DFF=1为开显示(DISPLAY ON)，DDRAM的内容就显示在屏幕上,DFF=O为关显示(DISPLAY OFF) DFF的状态是指令DISPLAY ON/OFF和D/IT信号控制的•显示数据RAM (DDRAM)模块内部显示数据RAM提供64X2个位元组的空间，最多可控制4行16字(64个字) 的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显 示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选 择，由在DDRAM中写入的编码选择，在此阶段0000H—0006H的编码中(其代码分别是0000、 0002、0004、0006共4个)将选择CGRAM的自定义字型，02H—7FH的编码中将选择半角英 数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成 中文字型的编码 BIG5 (A140—D75F)，GB (A1A0-F7FFH)。

•字型产生RAM(CGRAM)字型产生RAM提供图象定义(造字)功能,可以提供四组16X16点的自定义图象空间，使 用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样 地通过DDRAM显示在屏幕中•地址计数器AC地址计数器AC地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRA M之一的地址，它可由设定指令暂存器 来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当 D/I为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6——DB0中•光标/闪烁控制电路此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或 闪烁位置指令操作模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令如下：指令表1：(RE=0：基本指令)指令孑指令码功能)D/I/W7D [6) [5) [4) [3) [2) [1) [0清 除显 示000 () 0) () () () ()将DDRAM真满'20H",并且设定DDRAM 的地址计数器(AC)到"00H"地 址归 位10300 () 0) () () () -设定DDRAM的地址计数器(AC倒 "00H"并且将游标移到开头原点位置;这 个扌指令不改变DDRAM的内容显 示状 态 开/ 关]000 () 0) ()) (: ED=1:整体显示ON3 C=1 :游标 ONB=1:游标位置反白允许进 入点 设定-000 () 0) () ()/D<指定在数据的。