循迹小车的制作

 循迹小车制作

  自从自己也真正开始动手做循迹小车之后，在逐渐摸索的过程中也积累了一些经验，希望可以与广大电子爱好者们分享！！！

模块讲解

1.控制部分

   在这里控制部分采用了15系列单片机，自己动手做了个最小系统

2.电源部分

  电源是一个小车动力的源泉，电源如果出了问题。。。。。由于是采用三节14500锂电池供电，单个电池就有3.7V，虽然感觉电源电压超过12V的机会不多，但是为了保险，依然加了个7812。，，再用L7805CV进行降压，其中12V给电机供电（当电源电压低于12V时，7812的输出低于12V），5V给单片机供电。

电源部分的原理图：图中电源部分输入电压是24V，其实没有那么高（从网上找的图，，将就着看）

实物图：

3.循迹模块

 循迹模块相当于小车的眼睛，小车行走轨迹完全靠着这几个循迹模块来支撑，所以循迹模块的选择、摆放的角度、个数和距离就成了小车是否能够完美循迹的重要决定因素！

            

  像图中一样，一开始我也是如此愚蠢的排列这些红外对管。。。。

结果当然是发现这种安装红外对管的方法相当糟糕，，，不仅有时候黑线检测不到，而且精度时好时坏，即使一直在调滑变，检测不到黑线的现象依然很严重。。至于如何解决的咱们暂且不说，先看电机驱动

4.驱动模块

  若说电机驱动，最经典且万能的当然是 L298N，但这里我使用了 TB6612FNG电机驱动模块

5.小车实物图

发现自从把循迹模块架起来之后明显灵敏的多。。好使好使！！

这里附上车的每个循迹模块的标号：

6.下面说一下程序

要想小车跑，最必须的就是 pwm，要是还不会pwm。。可以找一些现成的例程 ，如下是51单片机使用定时器0产生pwm

#include 

unsigned char pwm_left_val = 210;//左电机占空比值 取值范围0-170，0最快
unsigned char pwm_right_val = 210;//右电机占空比值取值范围0-170 ,0最快
unsigned char pwm_t;//周期


/*电机驱动IO定义*/
sbit IN1 = P2^0; //为1 左电机反转
sbit IN2 = P2^1; //为1 左电机正转
sbit IN3 = P2^2; //为1 右电机正转
sbit IN4 = P2^3; //为1 右电机反转
sbit EN1 = P2^4; //为1 左电机使能
sbit EN2 = P2^5; //为1 右电机使能
sbit STBY = P2^6;//置0电机全部停止；置1电机才可按指令转动 

/*红外对管IO定义*/
sbit L1=P1^0;
sbit L2=P1^1;
sbit zj=P1^4;
sbit R3=P1^2;
sbit R4=P1^3;



#define left_motor_en		EN1 = 1	//左电机使能
#define left_motor_stops	EN1 = 0	//左电机停止
#define right_motor_en		EN2 = 1	//右电机使能
#define right_motor_stops	EN2 = 0	//右电机停止

#define left_motor_go		IN1 = 0, IN2 = 1//左电机正传
#define left_motor_back		IN1 = 1, IN2 = 0//左电机反转
#define right_motor_go		IN3 = 1, IN4 = 0//右电机正传
#define right_motor_back	IN3 = 0, IN4 = 1//右电机反转




/*小车前进*/
void forward()
{
	left_motor_go; //左电机前进
	right_motor_go; //右电机前进
}

//定时器0中断
void timer0() interrupt 1
{
	pwm_t++;
	if(pwm_t == 255)
		pwm_t = EN1 = EN2 = 0;
	if(pwm_left_val == pwm_t)
		EN1 = 1;		
	if(pwm_right_val == pwm_t)
		EN2 = 1;			 
}
void main()
{
	TMOD |= 0x02;//8位自动重装模块
	TH0 = 220;
	TL0 = 220;//11.0592M晶振下占空比最大比值是256,输出100HZ
	TR0 = 1;//启动定时器0
	ET0 = 1;//允许定时器0中断
	EA	= 1;//总中断允许
	while(1)
	{
		forward();//前进		
	}
}

使用15系列单片机的好处就是完全可以使用硬件实现 可变频率的pwm输出，摆脱对定时器的依赖，因为如果使用定时器0产生pwm波，而将L1和R4分别设置为外部中断0和外部中断1的话，当外部中断0到来时会打断定时器0的中断，优先处理外部中断0的中断服务函数，此时看到的现象就是L1在黑线上时，小车停止移动，因为此时它的pwm没有办法产生。。当然也可以使用延时函数在外部中断0的服务函数里写一个假pwm。。。这中方法我没有试验过。。。大神们有时间的话可以尝试尝试

下面贴一下STC官网使用PCA实现 可变频率的pwm输出的历程

/* --- STC15F系列 PCA输出6/7/8位PWM举例-------------------------*/
//工作频率一般为11.0592MHz


#include "reg51.h"
#include "intrins.h"

#define FOSC    11059200L

typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int WORD;

sfr P0M1 = 0x93;
sfr P0M0 = 0x94;
sfr P1M1 = 0x91;
sfr P1M0 = 0x92;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P3M1 = 0xb1;
sfr P3M0 = 0xb2;
sfr P4M1 = 0xb3;
sfr P4M0 = 0xb4;
sfr P5M1 = 0xC9;
sfr P5M0 = 0xCA;
sfr P6M1 = 0xCB;
sfr P6M0 = 0xCC;
sfr P7M1 = 0xE1;
sfr P7M0 = 0xE2;

sfr P_SW1       = 0xA2;             //外设功能切换寄存器1

#define CCP_S0 0x10                 //P_SW1.4
#define CCP_S1 0x20                 //P_SW1.5

sfr CCON        =   0xD8;           //PCA控制寄存器
sbit CCF0       =   CCON^0;         //PCA模块0中断标志
sbit CCF1       =   CCON^1;         //PCA模块1中断标志
sbit CR         =   CCON^6;         //PCA定时器运行控制位
sbit CF         =   CCON^7;         //PCA定时器溢出标志
sfr CMOD        =   0xD9;           //PCA模式寄存器
sfr CL          =   0xE9;           //PCA定时器低字节
sfr CH          =   0xF9;           //PCA定时器高字节
sfr CCAPM0      =   0xDA;           //PCA模块0模式寄存器
sfr CCAP0L      =   0xEA;           //PCA模块0捕获寄存器 LOW
sfr CCAP0H      =   0xFA;           //PCA模块0捕获寄存器 HIGH
sfr CCAPM1      =   0xDB;           //PCA模块1模式寄存器
sfr CCAP1L      =   0xEB;           //PCA模块1捕获寄存器 LOW
sfr CCAP1H      =   0xFB;           //PCA模块1捕获寄存器 HIGH
sfr CCAPM2      =   0xDC;           //PCA模块2模式寄存器
sfr CCAP2L      =   0xEC;           //PCA模块2捕获寄存器 LOW
sfr CCAP2H      =   0xFC;           //PCA模块2捕获寄存器 HIGH
sfr PCA_PWM0    =   0xf2;           //PCA模块0的PWM寄存器
sfr PCA_PWM1    =   0xf3;           //PCA模块1的PWM寄存器
sfr PCA_PWM2    =   0xf4;           //PCA模块2的PWM寄存器

void main()
{
    P0M0 = 0x00;
    P0M1 = 0x00;
    P1M0 = 0x00;
    P1M1 = 0x00;
    P2M0 = 0x00;
    P2M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00;
    P3M1 = 0x00;
    P4M0 = 0x00;
    P4M1 = 0x00;
    P5M0 = 0x00;
    P5M1 = 0x00;
    P6M0 = 0x00;
    P6M1 = 0x00;
    P7M0 = 0x00;
    P7M1 = 0x00;

    ACC = P_SW1;
    ACC &= ~(CCP_S0 | CCP_S1);      //CCP_S0=0 CCP_S1=0
    P_SW1 = ACC;                    //(P1.2/ECI, P1.1/CCP0, P1.0/CCP1, P3.7/CCP2)
    
//  ACC = P_SW1;
//  ACC &= ~(CCP_S0 | CCP_S1);      //CCP_S0=1 CCP_S1=0
//  ACC |= CCP_S0;                  //(P3.4/ECI_2, P3.5/CCP0_2, P3.6/CCP1_2, P3.7/CCP2_2)
//  P_SW1 = ACC;  
//  
//  ACC = P_SW1;
//  ACC &= ~(CCP_S0 | CCP_S1);      //CCP_S0=0 CCP_S1=1
//  ACC |= CCP_S1;                  //(P2.4/ECI_3, P2.5/CCP0_3, P2.6/CCP1_3, P2.7/CCP2_3)
//  P_SW1 = ACC;  

    CCON = 0;                       //初始化PCA控制寄存器
                                    //PCA定时器停止
                                    //清除CF标志
                                    //清除模块中断标志
    CL = 0;                         //复位PCA寄存器
    CH = 0;
    CMOD = 0x02;                    //设置PCA时钟源
                                    //禁止PCA定时器溢出中断
    PCA_PWM0 = 0x00;                //PCA模块0工作于8位PWM
    CCAP0H = CCAP0L = 0x20;         //PWM0的占空比为87.5% ((100H-20H)/100H)
    CCAPM0 = 0x42;                  //PCA模块0为8位PWM模式

    PCA_PWM1 = 0x40;                //PCA模块1工作于7位PWM
    CCAP1H = CCAP1L = 0x20;         //PWM1的占空比为75% ((80H-20H)/80H)
    CCAPM1 = 0x42;                  //PCA模块1为7位PWM模式

    PCA_PWM2 = 0x80;                //PCA模块2工作于6位PWM
    CCAP2H = CCAP2L = 0x20;         //PWM2的占空比为50% ((40H-20H)/40H)
    CCAPM2 = 0x42;                  //PCA模块2为6位PWM模式

    CR = 1;                         //PCA定时器开始工作

    while (1);
}

其实这里只是用 模块0和模块1就好，调节成自己想要的 工作位数及 占空比即可！占空比控制着车的速度，占空比越高小车速度越快，占空比越低小车速度越慢。

循迹模块L1,R4,L2,R3分别定义为外部中断0、外部中断1、外部中断2、外部中断3，采集到黑线即进入中断服务函数里面，在中断服务函数里进行处理。中断的申明也可以直接使用stc官网的例程，这里不再一一列举。

中断服务函数里面控制小车的左转还是右转；

//-----------------------------------------
//中断服务程序
void exint0() interrupt 0       //INT0中断入口
{
   while(zj==0)
   {
   	right_motor_go;
    IN1 = 1;IN2 = 1;
   }
}

当 L1检测到黑线时，小车偏离黑线靠右，进入中断服务函数左转，，中断服务函数里面使用一个 while结构，当标号为 zj的循迹模块检测到黑线时，立即跳出中断服务函数，while函数里面即为定义的左转函数！！

根据线路合理摆放循迹模块之间的距离，调好循迹模块的灵敏度，小车就可以在直角、锐角的跑道上畅通无阻啦

基本上到这里小车就已经可以做出来了，简单总结一下这辆循迹小车的特点就是这是一台 完全靠中断跑的暴躁的小车！！！！  哈哈~~

后期再改。。