课设报告基于Arduino单片机的实物设计Word格式文档下载.docx
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6.L298N电机驱动板1个；
7.ARDUINOUNO328控制板1个；
8.ARDUINO传感器扩展板1个；
9.云台1个；
10.舵机1个；
11.超声波模块1个；
12.三组寻线模块；
13.红外接收传感器；
14.单片机遥控器；
15.2000MA18650充电电池2节；
16.18650电池盒一个；
17.18650充电器一个。
3.2硬件设计说明
结合实际、根据需要，将系统分为四个模块，即电机驱动模块，循迹模块，避碰模块，红外模块，分开做，自后将其综合起来。
3.3电机驱动模块
3.3.1L298N说明
L298N是一个驱动模块，就是单片机的驱动电流太小无法驱动电动机，因此L298N其起到一个放大器作用。
通过控制L298NI1I2I3I4接口，控制电机的正转，反转，转弯和停顿。
3.3.2L298N连接图
如以下图所示：
3.4循迹模块
3.4.1寻线功能
使小车沿着黑线走，根据黑线的位置选着行走的状态。
3.4.2寻线传感器与实验连接图
TCRT5000红外对管的工作原理是利用红外线对颜色的反射率不一样，将反射信号的强弱转化成电流信号。
黑白寻迹模块在检测到黑色高电平有效，检测到白色是为低电平有效，检测高度为0—3cm。
使用方法
1.传感器接口有3根排针，分别是GND，VCC，OUT。
VCC和GND为供电端，OUT是信号输出端。
2.检测到物体，信号端输出低电平；
未检测到物体，信号端输出高电平。
3.主要判断信号输出端是0或者1，就能判断物体是否存在。
性能参数：
1：
检测距离，检测白纸时约为2厘米。
视颜色的不同距离有所不同，白色最远。
2.供电电压：
2.5V~12V,不要超过12V。
（注意：
最好用低电压供电，供电电压太高传感器的寿命会变短。
5V供电为佳。
）3.工作电流，5V时18~20ma。
经大量测试，传感器硬件设置为18~20ma工作电流时性能最佳，主要表现在抗干扰能力上。
4.检测到物体，信号端输出低电平；
5.传感器输出TTL电平，能直接与3.3V或者5V单片机IO口相连。
黑线或者白线检测原理1.利用黑色对光线的反射率小这个特点，当平面的颜色不是黑色时，传感器发射出去的红外光被大局部反射回来。
于是传感器输出低电平0。
2.当平面有一黑线，传感器在黑线上方时，因黑色的反射能力很弱，反射回来的红外光很少，达不到传感器动作的水平，所以传感器还输出1。
3.我们只要用单片机判断传感器的输出端是0或者是1，就能检测黑线。
4.检测白线的原理和检测黑线的原理一样，检测白线时，白线周边的颜色也要比较接近黑色，然后调节红外传感器上面的可调电阻，将灵敏度调低，一直调到刚好周边的颜色检测不到为止，那样就能检测白线了。
连接参考图如下：
3.5避碰模块
3.5.1超声波模块
超声波智能避障实现方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能到达实用的要求,因此成为常用的避障方法。
3.5.2实验连接图
3.6红外模块
3.6.1红外模块说明
实验前须知：
1.先把IRremote函式库资料夹放进Arduinolibraries目录底下
2.开启IrReceive.pde测得自己的红外线遥控的码〔在SerialMonitor可显示IRcode〕，再将IRcode记录下来，然后到程式里面修改成自己的红外线码即可。
3.6.2实物图
四、模块软件设计
4.1循迹模块程序
intMotorRight1=8;
//IN1
intMotorRight2=9;
//IN2
intMotorLeft1=7;
//IN4
intMotorLeft2=6;
//IN3
intspeedpin=11;
//定义EA（PWM调速）
intspeedpin1=10;
//定义EB（PWM调速）接口
constintSensorLeft=5;
//左感測器輸入腳
constintSensorMiddle=4;
//中感測器輸入腳
constintSensorRight=3;
//右感測器輸入腳
intSL;
//左感測器狀態
intSM;
//中感測器狀態
intSR;
//右感測器狀態
voidadvance（inta）//前进
{digitalWrite（MotorRight1,LOW）;
digitalWrite（MotorRight2,HIGH）;
digitalWrite（MotorLeft1,LOW）;
digitalWrite（MotorLeft2,HIGH）;
delay（a*50）;
}
voidleft（inti）//左转
digitalWrite（MotorLeft2,LOW）;
delay（i*30）;
voidright（intc）//右转
digitalWrite（MotorRight2,LOW）;
delay（c*30）;
voidstopp（intd）//停顿
{
digitalWrite（MotorRight1,LOW）;
delay（d*10）;
voidback（intg）//后退
{digitalWrite（MotorRight1,HIGH）;
digitalWrite（MotorLeft1,HIGH）;
delay（g*100）;
voidre（intx）//右大转
delay（x*25）;
voidle（inth）//左打转
delay（h*25）;
voidsetup（）
{Serial.begin（9600）;
pinMode（MotorRight1,OUTPUT）;
//腳位8（PWM）
pinMode（MotorRight2,OUTPUT）;
//腳位9（PWM）
pinMode（MotorLeft1,OUTPUT）;
//腳位7（PWM）
pinMode（MotorLeft2,OUTPUT）;
//腳位6（PWM）
pinMode（speedpin,OUTPUT）;
pinMode（speedpin1,OUTPUT）;
pinMode（SensorLeft,INPUT）;
//左感測器
pinMode（SensorMiddle,INPUT）;
//中感測器
pinMode（SensorRight,INPUT）;
//右感測器
}
voidloop（）
SL=digitalRead（SensorLeft）;
SM=digitalRead（SensorMiddle）;
SR=digitalRead（SensorRight）;
SL=digitalRead（SensorLeft）;
if（SM==HIGH）{
if（SR==LOW&
SL==HIGH）//向左
{left
（1）;
stopp
（2）;
}elseif（SL==LOW&
SR==HIGH）
{right
（1）;
stopp
（2）;
elseif（SL==HIGH&
SR==HIGH）
{if（count<
des-1）
{advance
（1）;
stopp（50）;
count=count+1;
if（count==des-1）
{le（12）；
SM=digitalRead（SensorMiddle）;
SR=digitalRead（SensorRight）;
}elseif（count>
=des）{digitalWrite（MotorRight1,LOW）;
delay（50000）;
}elseadvance
（2）;
else//直進
}}
if（SM==LOW）
{if（SR==LOW&
SL==HIGH）
}elseif（SL==LOW&
SR==HIGH）
{right
（1）;
if（（SL==LOW&
SR==LOW&
SM==LOW））
{
le
（1）;
}}}
4.2红外模块程序
longadvence=0x00FF629D;
longback=0x00FFA857;
longstopp=0x00FF02FD;
longleft=0x00FF22DD;
longright=0x00FFC23D;
IRrecvirrecv（RECV_PIN）;
decode_resultsresults;
voiddump（decode_results
*results）
{intcount=
results->
rawlen;
if（results->
decode_type==UNKNOWN）{Serial.println（"
Couldnotdecodemessage"
）;
else{if（results->
decod_type==NEC）Serial.print（"
DecodedNEC:
"
}elseif（results->
decode_type==SONY）{Serial.print（"
DecodedSONY:
}elseif（results->
decode_type==RC5）{Serial.print（"
DecodedRC5:
decode_type==RC6）{Serial.print（"
DecodedRC6:
Serial.print（results->
value,HEX）Serial.print（"
（"
Serial.print（resuls->
bits,DEC）;
Serial.println（"
bits）"
}Serial.print（"
Raw（"
Serial.print（count,DEC）;
Serial.print（"
）:
for（inti=0;
i<
count;
i++）{if（（i%2）==1）Serial.print（results->
rawbuf[i]*USECPERTICK,DEC）;
}else{Serial.print（-（int）results->
rawbuf[i]*USECPERTICK,DEC）;
}Serial.print（"
}Serial.println（"
"
{Serial.begin（9600）;
irrecv.enableIRIn（）;
//Startthereceiver
}inton=0;
unsignedlonglast=millis（）;
void（loop）
{i（irrecv.decode（&
results））}
if（millis（）-last>
250）{on=!
on;
digitalWrite（13,on?
HIGH:
LOW）;
dump（&
result）
if（results.value==?
）{}
}}
4.3避碰模块程序
主程序
{myservo.write（90）;
//测量
detection（）;
//测量角度
if（directionn==2）//假设directionn（方向）=2（倒車）
{back（5）;
//倒退
stopp（）;
//停顿
while
（1）;
}if（directionn==8）
{advance
（2）;
}}
五、综合设计与调试
5.1流程图
红外信号
障碍物
路径1
路径2
终点
开场
5.2软件设计
#include<
IRremote.h>
#include<
Servo.h>
intRECV_PIN=12;
intMotorRight1=8;
constintSensorLeft=2;
constintSensorRight=5;
intSM;
intinputPin=A0;
intoutputPin=A1；
intFspeedd=0;
intdirectionn=0;
Servomyservo;
intdelay_time=250;
intFgo=8;
intBgo=2;
intcount=0;
intdes=0;
intf=0;
//******红外控制局部********
longb=0x00FFA857;
longs=0x00FF02FD;
longl=0x00FF22DD;
longr=0x00FFC23D;
voiddump（decode_results*results）
{intcount=results->
decode_type==UNKNOWN）
{Serial.println（"
else{if（results->
decode_type==NEC）{Serial.print（"
decode_type==SONY）
{Serial.print（"
}elseifresults->
decode_type==RC5）
{Serial.print（"
}elseif（results->
decode_type==RC6）{
Serial.print（"
}Serial.print（results->
value,HEX）;
Serial.print（results->
Serial.println（"
bits）"
Raw（"
for（inti=0;
i++）
{if（（i%2）==1）
{Serial.print（results->
else{Serial.print（-（int）results->
inton=0;
pinMode（SensorMiddle,INPUT）；
pinMode（speedpin1,OUTPUT）;
Serial.begin（9600）;
pinMode（inputPin,INPUT）;
pinMode（outputPin,OUTPUT）;
myservo.attach（3）;
voiddetection（）
{intdelay_time=250;
ask_pin_F（）;
if（Fspeedd<
3）
{directionn=Bgo;
else{directionn=Fgo;
voidask_pin_F（）
{myservo.write（90）;
digitalWrite（outputPin,LOW）;
delayMicroseconds
（2）;
digitalWrite（outputPin,HIGH）;
delayMicroseconds（10）;
floatFdistance=pulseIn（inputPin,HIGH）;
Fdistance=distance/5.8/10;
Fspeedd=Fdistance;
voidadvance（inta）
{digitalWrite（MotorRight1,LOW）;
digitalWrite（MotorRight2,HIGH）;
digitalWrite（MotorLeft1,LOW）;
digitalWrite（MotorLeft2,HIGH）;
delay（a*50）;
voidleft（inti）
digitalWrite（MotorLeft2,LOW）;
}voidright（intc）
digitalWrite（MotorRight2,LOW）;
voidstopp（intd）
}voidback（intg）
{digitalWrite（MotorR
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