电磁循迹.docx
《电磁循迹.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁循迹.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电磁循迹
基
于
电
磁
感
应
的
循
迹
小
车
的
设
计作者：
陈
一、硬件设计
1、传感器模块由10mh的电感与6.8nf电容并联组成谐振电路用于检测轨道中的电线产生的交变磁场。
由于传感器转换得到的电信号为交流信号且较为微弱，难以被AD模块采集利用，所以需经过检波运放电路处理后输入AD模块再给单片机。
因为其信号频率为20kHz，因此可以采取包络检波将其峰值转换为直流信号，再经过LM358运算放大器进行电压放大（采用电压反馈放大）。
2、此次单片机选用51单片机，型号为stc89c52，其操作简单，价格低廉，性能也足以满足设计所需，但由于其片内资源有限，无自带AD模块，所以外加一个16位4路AD模块ADS1115。
3、电机驱动模块采用常见的LM298N用于驱动直流电机，并且给其12V供电可引出5v给单片机供电，解决电源问题。
检波放大电路图如下：
单片机与AD模块连接图如下：
二、软件设计
是
即A1-A2<设定值
设定值需根据实际
调试测得否
是
否是
..\参考资料\ADS1115中文资料.pdf
主要通过IIC时序读取返回值，需要配置三个寄存器，
详见参考资料。
三、调试
数码管显示返回数值，在跑道上纪录直道，左右转各自的数值范围，用于程序调试最终适应相关跑道。
（因完成的比较仓促，并未运用PID算法，在低速下足以循迹）
四、附录
电路仿真图：
实物图：
参考程序：
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitpwm_r=P2^0;
sbitpwm_l=P2^1;
sbitSDA=P1^0;
sbitSCL=P1^1;
sbitDU=P2^6;//数码管段选
sbitWE=P2^7;//数码管位选
uintwidthL=39;
uintwidthR=37;
uintfre=40;
inta;
ucharcodetable[]={
//012345678
0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,
//9ABCDEF-.关显示
0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x40,0x80,0x00
};
/*====================================
数码管位选码
====================================*/
//第1位2位3位4位5位6位7位8位
ucharcodeT_COM[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//数码管位码
/*5us延时*/
voiddelay_5us（）
{
_nop_（）;
}
/*1Ms延时*/
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=114;y>0;y--）;
}
voidDisplay（uintValue）
{
//------------------------------
DU=1;
P0=table[Value/10000];
DU=0;
P0=0xff;
WE=1;
P0=T_COM[0];
WE=0;
delay（3）;
//-------------------------------
DU=1;
P0=table[Value%10000/1000];
DU=0;
P0=0xff;
WE=1;
P0=T_COM[1];
WE=0;
delay（3）;
//-------------------------------
DU=1;
P0=table[Value%10000%1000/100];
DU=0;
P0=0xff;
WE=1;
P0=T_COM[2];
WE=0;
delay（3）;
//-------------------------------
DU=1;
P0=table[Value%10000%1000%100/10];
DU=0;
P0=0xff;
WE=1;
P0=T_COM[3];
WE=0;
delay（3）;
//-------------------------------
DU=1;
P0=table[Value%10000%1000%100%10];
DU=0;
P0=0xff;
WE=1;
P0=T_COM[4];
WE=0;
delay（3）;
}
/*1Ms延时*/
/*voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=114;y>0;y--）;
}*/
/*****************I2C部分********************/
/*I2C初始化*/
voidI2C_init（）
{
SDA=1;
_nop_（）;
SCL=1;
_nop_（）;
}
/*I2C起始信号*/
voidI2C_Start（）
{
SCL=1;
_nop_（）;
SDA=1;
delay_5us（）;
SDA=0;
delay_5us（）;
}
/*I2C终止信号*/
voidI2C_Stop（）
{
SDA=0;
_nop_（）;
SCL=1;
delay_5us（）;
SDA=1;
delay_5us（）;
}
voidrespons（）
{
SCL=1;
_nop_（）;
SDA=0;
_nop_（）;
SCL=0;
_nop_（）;
}
voidnorespons（）
{
SCL=1;
_nop_（）;
SDA=1;
_nop_（）;
}
/*发送一个字节*/
voidI2C_send_byte（ucharbyte）
{
uchari;
for（i=0;i<8;i++）
{
SCL=0;
_nop_（）;
if（byte&0x80）
{
SDA=1;
_nop_（）;
}
else
{
SDA=0;
_nop_（）;
}
SCL=1;
_nop_（）;
byte<<=1;//01010100B
}
SCL=0;
_nop_（）;
SDA=1;
_nop_（）;
}
/*I2C读一字节*/
ucharI2C_read_byte（）
{
uchardat,i;
SDA=1;
_nop_（）;
SCL=0;
_nop_（）;
for（i=0;i<8;i++）
{
SCL=1;
_nop_（）;
if（SDA）
dat|=0x01;
if（i<7）
dat<<=1;
SCL=0;
_nop_（）;
}
returndat;
}
/*****************AD模块部分********************/
/*ADS1115写入数据*/
voidconfige_write（）
{
I2C_Start（）;
I2C_send_byte（0x90）;
respons（）;
I2C_send_byte（0x01）;
respons（）;
I2C_send_byte（0x82）;
respons（）;
I2C_send_byte（0xe3）;
respons（）;
I2C_Stop（）;
}
voidpointer（）
{
I2C_Start（）;
I2C_send_byte（0x90）;
respons（）;
I2C_send_byte（0x00）;
respons（）;
I2C_Stop（）;
}
/*ADS1115读取数据*/
uintconversion_read（）
{
ucharresulth,resultl;
uintresult;
I2C_Start（）;
I2C_send_byte（0x91）;
respons（）;
resulth=I2C_read_byte（）;
norespons（）;
resultl=I2C_read_byte（）;
norespons（）;
result=resulth<<8|resultl;
returnresult;
}
uintget_ad（）
{
uintvalue;
confige_write（）;
delay_5us（）;
pointer（）;
delay_5us（）;
value=conversion_read（）;
returnvalue;
}
/*****************初始化********************/
voidinit（）//2ms/40=0.05ms
{
TMOD=0x02;
TH0=210;
TL0=210;
ET0=1;//开定时器0中断
TR0=1;//启动定时器0
EA=1;//开总中断
}
/*****************主函数********************/
voidmain（）
{
init（）;
I2C_init（）;
while
（1）
{
a=get_ad（）;
if（~a>3000&&~a<30000）
{
widthL=0;
widthR=18;
}
elseif（a>3000&&a<30000）
{
widthL=19;
widthR=0;
}
else{
widthL=25;
widthR=24;
}
}
}
/*****************定时器0中断，产生pwm********************/
voidt0_int（）interrupt1
{
staticintcount;
count++;
if（count>widthL）
pwm_l=0;
if（count>widthR）
pwm_r=0;
if（count==fre）
{
count=0;
pwm_r=pwm_l=1;
}
}
升级会员 