智能小车 黑白线识别 寻光 寻迹 电机驱动原理分析 3路寻迹算法分析 含原理图和程序

本页介绍了寻迹电路、寻光电路、电机驱 动电路的工作原理，并进行了电路分析。 希望给爱好者有所帮助
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寻光电路分析
V2
V2的电压计算公式
VCC VCC R6 VCC V2 R6 R1 R6 R1 R6 R1 1 R6
1
1
1
1
1 右转弯
1停车 0 0 0
P13 P12
P13 P12
万向滑轮
程序设计(如果三个探测头全部测 到黑线，则小车到达终点，停 车) if(P0==0x04) { P1=0X07 }
红外传感器探测头
P02 P01 P00 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1
小车状况
电机驱动控制电机引脚
测3点电压
V2变小 假设V2=3.2V V3电压不变还是 4V V2<V3 同向端大于反向端 参考 模电课程 运放作为比较器部分 则OUT5输出为高电平1给单片机 识别，单片机通过if来扫描out5 给的引脚
如果V3不介于 V2最大值和最 小值之间，请调 节104电位器
寻迹电路分析
一、没有检测到黑线，则 H4发光到白纸光反射到H4 接收端，H4接收端导通， 导通则T1接地=0（提问会 不会等于0，哪位有测试） 二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸 收，H4接收端，没有收到 任何信号，因为H4不导通 （截止），则T1=VCC （提问T1会不会等于5V， 哪位有测试）
特殊情况3 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 1 0 1 0 1 0 1 前进 0 后退 1 左转弯 P0.2 P0.1 P0.0
前方 1
LA LB RA RB
1
左 轮
左 减 速 电 机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮 1
寻迹电路分析
当OUT1=0时候发光二极管亮，起指示作用 接单片机5个引脚，单片机通过if语 句识别到0，为测到有黑线
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5V电源电路
5V
VCC>5V 一般6-12V
不加滤波电容 后的5V输出
起缓冲作用
5V
起滤波作用 加滤波电容后 的5V输出
单片机 控制信 号输入
输出给 电机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮
1
1
1 右转弯
P13 P12
P13 P12
万向滑轮
程序设计(如果中间和右边探测头 P02测到黑线，则小车偏了， 小车左转弯) if(P0==0x01) { P1=0X0D }
注:检测到黑 线输出低电平 P0.0 P0.1
特殊情况2 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 1 0 1 0 1 0 1 前进 0 后退 1 左转弯 1 0 0 P0.2 P0.1 P0.0
小Байду номын сангаас结构
前方
直流电机 小家电 小车 步进电机 空调 门 伺服电机 舵机 机械手 轮胎 2个 减速箱+电机 2套 万向滑轮 1个 黄色底盘 PCB敷铜板 亚克力板 螺丝 卡簧 固定片
左 轮
左 减 速 电 机
右 减 速 电 机
右 轮
万向滑轮
小车寻迹算法 以3路探测为例
前方
LA LB RA RB
左电机 P1.3 P1.2 右 轮
R6不变 有光照1R1变小 则V2变大 无光照R1变大 则V2变小
一、有光照情况
寻光电路分析
光敏电阻R1变小 V2变大 假设V2=4.6VT V3电压 4V V2>V3 反向端大于同向端 参考模电课程 运放作为比较 器部分 则OUT5输出低电平为低0给 单片机识别，单片机通过if来 扫描out5给的引脚 一、无光照情况 光敏电阻R1变大 V2变小 假设V2=3.2V V3电压不变还是 4V V2<V3 同向端大于反向端 参考 模电课程 运放作为比较器部分 则OUT5输出为高电平1给单片机 识别，单片机通过if来扫描out5 给的引脚
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮
1
1
1 右转弯
程序设计 if(P00==0) {
P13 P12
P13 P12
P1=0X0A
}
万向滑轮
else { P1=0X05
注:检测到黑 线输出低电平
}
注:检测到黑 线输出低电平 P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 前方 1 1 0 1 0 1 0 1 前进 0 后退 1 左转弯 0 1 1 P0.2 P0.1 P0.0 1 0 1
注:检测到黑 特殊情况1 线输出低电平 P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 前方 1 1 0 1 0 1 0 1 前进 0 后退 1 左转弯 0 0 1 P0.2 P0.1 P0.0
LA LB
RA RB
1
左 轮
左 减 速 电 机
右电机 P1.1 P1.0
左 轮
左 减 速 电 机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机
单片机
LA
0 0
LB
0 不转 1 前转
RA
0 0
RB
0 不转 1 前转
1
1
0 后转
1 不转
1
1
0 后转
1 不转
万向滑轮
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.3 P1.2 0 1 0 1 前进
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 前方 1 1 0 1 0 1 0 1 前进 0 后退 1 左转弯 0 1 1 P0.2 P0.1 P0.0 1 0 1
LA LB
RA RB
1
左 轮
左 减 速 电 机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮
P13 P14 P11 P10 1 1 1 1 1 0 1 全部停止 1 左转弯
电机动作
0 到终点 1 偏右倾向 0 不能存在 1 偏右倾向 0 偏左倾向 1 中间行驶 0 偏左倾向
0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06
0x0f 0x0d
1 0 0 0
1 1 1 1
0 1 0 1
LA LB
RA RB
1
左 轮
左 减 速 电 机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮
1
1
1 右转弯
程序设计(如果中间探测头P01右 测到黑线，则小车前进) if(P0==0x05) {
P13 P12
P13 P12
万向滑轮
P1=0X05 }
注:检测到黑 线输出低电平 P0.0 P0.1 P0.2
前方 1
LA LB RA RB
1
左 轮
左 减 速 电 机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮
1
1
1 右转弯
P13 P12
P13 P12
万向滑轮
程序设计(如果中间和左边探测头 P02测到黑线，则小车偏了， 小车右转弯) if(P0==0x04) { P1=0X07 }
注:检测到黑 线输出低电平 P0.0 P0.1
寻迹电路分析
检测到白纸有接收到反射光 LM324 2脚比较器反向端T1=0V 3脚比较器同向端=3V 同向端大于反向端则OUT1输出1
检测到黑线没接收到反射光了 LM324 2脚比较器反向端T1=5V
调试方法，黑色物体 遮挡传感器检测T1脚 电压变化是否正常
调节电位器R13,使得3 3脚比较器同向端=3V 脚电压介于（2脚） 反向端大于同向端则OUT1输出0 T1电压的最大和最小 值之间
• （3）电动车在光源的引导下，通过障碍区 进入停车区并到达车库。电动车必须在两 个障碍物之间通过且不得与其接触。 • （4）电动车完成上述任务后应立即停车， 但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间 达到90秒时必须立即自动停车。
• 2、发挥部分 • （1）电动车在“直道区”行驶过程中，存储并显 示每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。 • （2）电动车进入停车区域后，能进一步准确驶入 车库中，要求电动车的车身完全进入车库。 • （3）停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。 • （4）其它。
作业 答案 1
P0.2 P0.1 P0.0 1 0
LA LB
RA RB
1
左 轮
左 减 速 电 机
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
0
右 轮
1
1
1 右转弯
1
1
0
P13 P12
P13 P12
万向滑轮
程序设计(如果左边探测头P00测 到黑线，则小车偏了，小车右 转弯) if(P0==0x06) { P1=0X07 }
前言
本资料介绍了有海创电子开发的寻迹电路、 寻光电路、电机驱 动电路的工作原理，并 进行了电路和调试点的分析。后面还提供 了基于51单片机控制的智能小车3路黑白线 探测寻迹算法，希望对您有所帮助。 本资料为福建泉州海创电子版权所有，未 经允许不得转载和传播，请朋友注意尊重 知识产权。
一、智能小车 传感器与电机驱动电路
使能端5V有效 工作
注;这里的 VCC为大电压 是给电机提供 电源
电机驱动模块介绍
二、寻迹小车3路寻迹算法
• 本PPT介绍了小车结构（如是RP5履带坦 克车就不需要万向轮，工作原理完全相 同）
• 介绍了3路寻迹的编程方法，旨在给初学 者提供编程思路，仅供参考，朋友一定 要根据自己实际电路和CPU进行编程。 • 福建泉州海创电子 客服 • 旗舰店http://17mcu.taobao.com • 一分店http://mcufans.taobao.com • 二分店http://51robot.taobao.com
1
1
1 右转弯
P13 P12
P13 P12
万向滑轮
程序设计(如果右边探测头P02测 到黑线，则小车偏了，小车左 转弯) if(P0==0x03) { P1=0X0D }
注:检测到黑 线输出低电平 P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 0 前方 1 1 0 1 0 1 0 1 前进 0 后退 1 左转弯 0 1 1
1 左转弯 1 右转弯 1 前行 1 右转弯
按照最后一次检测运行
0x0d 0x07 0x05 0x07
1
1
1 跑偏
0x07
根据上述的分析编写出寻迹核心程序
• • • • • • • • • • • • •
X=P0&0XFF; switch(X) { case 0x00:P1=0x0f； break； case 0x01:P1=0x0d； break； case 0x02:； break； case 0x03:P1=0x0d； break； case 0x04:P1=0x07； break； case 0x05:P1=0x05； break； case 0x06:P1=0x07； break； case 0x07:； break； default: break; }
发 射
接 收
寻迹电路分析
一、没有检测到黑线，则 H4发光到白纸光反射到H4接收 端，H4接收端导通，导通则T1 接地=0（提问会不会等于0，哪 位有测试）
发 射
接 收
二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸收， H4接收端，没有收到任何信号， 因为H4不导通（截止），则 T1=VCC（提问T1会不会等于5V， 哪位有测试）
V2
寻光电路测试方法
测试光敏 电阻阻值 测2点电 压 接单 片机
一、有光照情况 光敏电阻R1变小 V2变大 假设V2=4.6V V3电压 4V V2>V3 反向端大于同向端 参考模电课程 运放作为比较 器部分 则OUT5输出低电平为低0给 单片机识别，单片机通过if来 扫描out5给的引脚
V2
一、无光照情况 光敏电阻R1变大
1
1 0
0
1 1
1
0 1
0 后退
1 左转弯 1 右转弯
障碍物30cm
障碍实验
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P0.0（0有障碍） 1 0
探测
0 前方 1 1
1 0 1
0 1 0
1 前进 0 后退 1 左转弯
LA LB
RA RB
左 轮
左 减 速 电 机
2001年全国大学生电子设计竞赛国赛题
• 二、要求 • 1、基本要求 • （1）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑 线），沿引导线到达B点。在“直道区”铺设的 白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不 等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时需立即发出 声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区” 检测到的薄铁片数目。 • （2）电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆 弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C 点）。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片， 要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车 5秒，停车期间发出断续的声光信息。