低成本8位單片機控制的光電尋跡智能車(chē)
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2．1 最小系統及主板
系統采用的常規使用的最小系統板，以MC9S08AC16為核心的單片機系統的最小系統主要包括以下幾個(gè)部分：時(shí)鐘電路(外接的8 MHz的石英晶振)、電源電路(提供5 V直流電源)、復位電路、BDM接口(通過(guò)BDM頭向單片機下載和調試程序)。
主板上有組成本系統的主要電路，具體包括：
電源穩壓電路 7．2 V的電池電源將會(huì )通過(guò)3個(gè)集成穩壓電路處理成兩個(gè)5 V、一個(gè)約5～7．2 V的可調直流輸出，其中一個(gè)5 V直流電源供單片機和相關(guān)外設工作，另外一個(gè)5V直流單獨供激光傳感器工作，可調直流輸出供舵機工作，采用這種電源設計方式，可以提供所需不同大小的電源，同時(shí)在舵機、激光傳感器工作時(shí)不會(huì )影響單片機的工作電源。
接口電路 包括舵機接口、電機驅動(dòng)接口、電源接口、調試用人機界面電路接口、單片機最小系統插座。
電機驅動(dòng)板作為一個(gè)獨立的單元制作的直流電機“H”型雙極性驅動(dòng)電路。
2．2 傳感器模塊
采用14個(gè)發(fā)射，7個(gè)接收，兩個(gè)發(fā)射一個(gè)接收為一組一字排開(kāi)。每次選中不相鄰兩個(gè)發(fā)射管發(fā)射，由兩個(gè)接收譬分別接受。AC16單片機的IO端口進(jìn)行控制，由74LD164驅動(dòng)選擇要發(fā)射的傳感器，由一個(gè)555芯片發(fā)出100 kHz的頻率震蕩波，激光管發(fā)光。接受部分有一個(gè)相匹配的100 kHz的接收管接收返回的光，7路接收管的接收信號直接進(jìn)單片機。傳感器原理如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172183.htm
3 軟件設計
3．1 軟件設計概要
系統的主函數將執行圖4所示流程圖對應的程序。調試程序可以完成的功能有：檢驗傳感器故障、調試速度控制參數、舵機中點(diǎn)設置、舵機轉角參數控制等。傳感器數據的讀取特指激光傳感器的讀取，在定時(shí)器程序中，每5 ms開(kāi)始新的一輪激光掃描，每125μs更換1組激光發(fā)射管，每組發(fā)射兩個(gè)不相鄰的激光信號，所有激光發(fā)射5遍之后，3次以上檢測到賽道軌跡信號才確認有效，此時(shí)才會(huì )設置傳感器數據讀取完成標志，所以系統每5 ms進(jìn)入后續程序執行。小車(chē)舵機轉向控制、速度控制稍后詳細論述。對于小車(chē)馬達速度控制則為閉環(huán)控制，采用bang-bang控制與P算法控制相結合，小車(chē)的速度讀取采用了輸入捕捉功能完成，車(chē)子運動(dòng)時(shí)，車(chē)輪轉動(dòng)，每轉過(guò)1／5圈，紅外傳感器就會(huì )輸出一個(gè)完整的脈沖周期，通過(guò)讀取紅外傳感器的輸出脈沖頻率確定小車(chē)的速度。
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