自动寻迹小车 古欣 朱岩 王智涌 喻巧群 原瑞花

摘要 关键字 摘要：本寻迹小车是以有机玻璃为车架，ATmage32L单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由mage32通过IO口控制小车的前进后退以及转向。寻迹由RPR220型光电对管完成。 关键词：ATmage32L 直流电机 光电传感器 自动寻迹电动车 Abstract: The smart car is aluminum alloy for the chassis, ATmaga32L MCU as its core, including motor and servo, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCD display and 2 keys for start control. Keywords: ATmaga32L Motor Servo Photo sensor Electrical fire engines

一：车体设计 左右两轮分别驱动，后万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体尾部装一个万向轮。这样，当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。在安装时我们保证两个驱动电机同轴。当小车前进时，左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择，我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。

电机选择 电机的固定采用的是铝合金直角垫片加铁丝捆绑的方式，这样做非常牢固，但是看起来不是很美观。

轮子方案 轮子的截面图： 在选定电机后，我们买了一个万向轮，万向轮的高度减去电机的半径就是驱动轮的半径。 轮子是在工程训练中心用尼龙棒在车床上作出来的，当时我们还戏称我们的小车是“机电一体化”的产品。

万向轮 当小车前进时，左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。并且可以轻松实现90度甚至180度原地转弯。  

二：硬件设计 系统总设计电路图如下图，PDF格式，Rrotel99格式。

各部分电路图及说明 稳压电路：（上部分稳压至12V，下部分稳压至5V） L298电机控制驱动： 可以参考http://bbs.avrvi.com/read.php?tid=252&page=1&toread=1

实物与分析 电源电路：采用12V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。虽然蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便，但由于我们的车体设计时留出了足够的空间，并且蓄电池 的价格比较低。因此我们 选择了此方案。

稳压模块：采用两片7812将电压稳压至12V后给直流电机供电，然后采用 输出电流最大可至3A，完全满 足系统要求 循迹传感器模块：用RPR220型 光电对管。RPR220是一种一体化反射 型光电探测器，其发射器是一个砷化 镓红外发光二极管，而接收器是一个 高灵敏度，硅平面光电三极管。

三：软件设计 程序流程图： 说明文件： 设计名称：循迹小车 时间：2006-12-9 关键词：Atemega32 L298 减速电机 光电对管 7812 7805 作者：古欣 朱岩 王智涌 原瑞花 喻巧群 /*********************************************************/ 硬件资源分配1.0：12-9 PA0-PA5 光电对管检测 PB1,PB2,PB3 电机右 PB3为PWM PB4,PB5,PD7 电机左 PD7为PWM PD2 int0 码牌 行程检测 /********************************************************/ 电机转向： PB1 = 1 PB2 = 0 右电机前转 PB4 = 0 PB5 = 1 左电机前转 /********************************************************/ flag; //小车状态 //0未偏 1左偏 2右偏 3前出线 4后出线 5脱轨

主程序包括： (程序略) 1.电机驱动程序 2.延时程序 3.工程定义头文件 4.中断处理

寻迹路线 路径图片： 小车从发车区 出发，按照 预定的行进路 线，完成后 自动回到库区

相关资料 相关芯片技术手册： AVR Mega32 中文数据手册 ATmega32英文手册 L298N 电机控制 LM2576 稳压芯片 7812 稳压芯片 7809 稳压芯片 7805 稳压芯片

参考文献： 李正军。计算机控制系统。北京：机械工业出版社，2005 Ramon Pallas-Areny，John G. Webster（美）。传感器和信号调节，第2版。张伦译。北京：清华大学出版社，2003 船仓一朗，土屋 尧等（日）。机器人控制电子学。宗光华，杨洋，唐伯雁译。北京：科学出版社，2004 罗亚非等。凌阳16位单片机应用基础。北京：北京航空航天大学出版社，2003 童诗白，华成英。模拟电子技术基础。北京：高等教育出版社，2003 高峰编。单片微型计算机原理与接口技术。北京：科学出版社，2003 21IC中国电子网。www.21ic.com 万方数据资源统一服务系统。www.wanfangdata.com.cn AVR与虚拟仪器：http://www.avrvi.com

自动循迹小车 - 关于我们 自动循迹小车由5个人组成的小组完成，小组成员有：古欣 朱岩 王智涌 原瑞花 喻巧群。 古欣： 系统的总规划设计，底层驱动程序编写和调试，并参与了车体的设计，网页的制作。 朱岩： 车体的设计，部分硬件的焊接，上层软件的编写。 王智涌： 硬件总体设计，焊接工作。 原瑞花 喻巧群： 论文编写，PPT制作，网站制作。

小组成员能力描述 古欣：网页设计（三剑客，PS，PHP），VB，Labview，AVR单片机，C语言。 朱岩：网页设计（PS，flash，JSP），C语言，AVR单片机，51单片机 王智涌：电路设计，Protel，Labview。 原瑞花 喻巧群：了解单片机编程和硬件设计，网页制作

心得体会 设计是一个团队性的工作，如果某一个人能力很强，而其他人不行，这个团队可能做不出来很好的东西，但是团队各成员分别有一定的技术功底，精诚合作，一定能完成一个好的作品。团队要合作，要民主，同时也需要有一个核心，关键时候需要做出决定。 制作车体的时候，我们假想出一个样子就准备去加工，但是李老师告诉我们需要设计出图纸才能去做，我们又设计上了图纸，给出固定的形状和尺寸。后来发现，即使又设计图仍然无法让加工者很好的理解我们的意图，并按照要求操作。明白了一点：需要良好的设计规范去沟通。 最初选择的电机最后被我们放弃，因为买电机时候没有考虑载重能力，车轮固定等多方面因素，等邮购回来后发现不符合规范，浪费了30元钱。

再好的电路都应该考虑干扰问题，在编写程序之前，我们对硬件的各部分进行了细致的测试，坚信不会出现任何问题。程序调试过程中发现小车无缘无故转弯，始终没有考虑硬件造成的干扰的问题，一遍一遍的检查修改程序，浪费了大量的时间。后来在程序中加入延时，使问题得以解决。 由于时间和经历的限制，小车最终只实现了地面黑白循迹，按照预定地图给定的诡计行进，没有加入路程记录，声控，壁障等功能。

特别鸣谢 感谢物理学院相关领导的大力支持。 感谢李茂奎老师对本实验小组的指导，感谢学院及李茂奎老师给我们这个学习锻炼的机会，让我们得以成长。

小车图片展示