循迹车培训资料

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1、- 1 -西安工业大学电子信息工程学院科学技术协会第一届循迹车大赛西安工业大学电子信息工程学院科学技术协会第一届循迹车大赛循迹车比赛培训资料循迹车比赛培训资料西安工业大学电信科协西安工业大学电信科协 20092009 年年 9 9 月月 2828 日星期一日星期一- 2 -( (如需要电子版本资料请发送索取函至如需要电子版本资料请发送索取函至 ls_ls_) )目录目录 1.1. 前言前言 11 2.2. 软件以及软件以及 C C 语言语言基基础础 33 3.3. 单片机系统单片机系统 77 4.4. 循迹原理循迹原理 88 5.5. 软件控制软件控制 99 6.6. 红外探头的安装红外探头的

2、安装 1010 7.7. 舵机控制舵机控制 1010 8.8. 程序调试程序调试 1111 9.9. 附录（参考程序以及芯片资料图）附录（参考程序以及芯片资料图） 1111 10.10.比赛规则比赛规则 1616前言前言西安工业大学电子信息工程学院科学技术协会是一个以实践为主要方法，以科学技术为指导的西安工业大学电子信息工程学院科学技术协会是一个以实践为主要方法，以科学技术为指导的 旨在于锻炼在校对于电子制作、电子设计以及各类电子大赛活动等有热情的同学。电信科协会为广旨在于锻炼在校对于电子制作、电子设计以及各类电子大赛活动等有热情的同学。电信科协会为广 大同学们提供了一个开放、友谊、互助的平台

3、，通过在每一学期的活动来达到锻炼自我的作用。大同学们提供了一个开放、友谊、互助的平台，通过在每一学期的活动来达到锻炼自我的作用。 同时电信科协在此向西安工业大学的每一位同学发出邀请，只要你热爱电子、热爱集体、同时同时电信科协在此向西安工业大学的每一位同学发出邀请，只要你热爱电子、热爱集体、同时 还拥有坚强的毅力，我们欢迎你的加入。还拥有坚强的毅力，我们欢迎你的加入。我们的联系地点：西安工业大学未央校区我们的联系地点：西安工业大学未央校区 教教 E206E206- 3 -一、软件以及一、软件以及 C C 语言基础语言基础一、首先当然是运行 KEIL 软件，接着按下面的步骤建立您的第一个项目：(1

4、)点击 Project 菜单，选择弹出的下拉式菜单中的 New Project，如图 1-2。接着弹 出一个标准 Windows 文件对话窗口，如图 1-3。在“文件名”中输入您的第一个 C 程序项 目名称，这里我们用“test”。“保存”后 的文件扩展名为 uv2，这是 KEIL uVision2 项目文件扩展名，以后能直接点击此文件以打开先前做的项目。图 1-2 New Project 菜单图 1-3 文件窗口(2)选择所要的单片机，这里选择常用的 Ateml 公司的 AT89c51。而且本单片机 c 语言教程里的大部分程序都 是基于此芯片的，此时屏幕如图 1-4 所示。AT89c51 有

5、什么功能、特点呢?看图中右边有简单的介绍。完成上面步 骤后，就可 以进行程序的编写了。- 4 -图 1-4 选取芯片(3)首先在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文件。如果您没有现成的程序，那 么就要新建一个程序文件。 在 KEIL 中有一些程序的 Demo，在这里我们还是以一个 C 程序 为例介绍如何新建一个 C 程序和如何加到您的第 一个项目中吧。点击图 1-5 中 1 的新建文 件的快捷按钮，在 2 中出现一个新的文字编辑窗口，这个操作也能通 过菜单 File-New 来实现。好了，现在能编写程序了。实例：#include /头文件void main(void) /固定格式P0_0=1;

6、 /此语句的运行效果即为单片机 P0_0 端口为高电平+5VP0_1=0; /此语句的运行效果即为单片机 P0_1 端口为低电平 0VP1=0xff; /此语句的运行效果即为单片机 P1 组 8 个端口为高电平+5VP2=0x00; /此语句的运行效果即为单片机 P2 组 8 个端口为低电平 0V- 5 -图 1-5 新建程序文件这段程序的功能是不断从串行口输出“Hello World!”字符，先不管程序的语法和意思吧，先 看看如何把它 加入到项目中和如何编译试运行。(4)点击图 1-5 中的 3 保存新建的程序，也能用菜单 File-Save 或快捷键 Ctrl+S进行保存。因是新文件所以保

7、存时会弹出类似图 1-3 的文件操作窗口，把第一个程序命名为 test1.c，保存在项目所在的目录中，这个时候您会发现程序单词有了不一样的颜色，说明 KEIL 的 C 语言 语法检查生效了。如图 1-6 鼠标在屏幕左边的 Source Group1 文件夹图标上右击弹出 菜单，在这里能做在项目 中增加减少文件等操作。选“Add File to Group Source Group 1” 弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件， 按 ADD 按钮，关闭文件窗，程序文件已加到项目中了。这个时候在 Source Group1 文件夹图标左边出现了一个小 +号说明，文件组中有了文件，点击它能展开查看。图 1

8、-6 把文件加入到项目文件组中- 6 -(5)C 程序文件已被加到了项目中了，下面就剩下编译运行了。使用软件默认的编译设置，它不会生成用 于芯 片烧写的 HEX 文件。鼠标右键点击图中Target1选中Options for Target Target1出现如下图中对话框。选中 Create HEX Fi然后保存并退出。然后点击编译(图像中红色 A 处)便会产生用于给单片机下载的 HEX 文件。编译成功后产生的.hex 文件图 1-7 编译程序二、接下来就是将编译生成的.hex 文件下载到单片机里面。我们用到的软件名为：progisp- 7 -下载软件。打开文件菜单，选中编译成功后的.hex

9、文件，例中选择“ 循迹车.hex”然后点击“自动”，软件会提示下载成功。此时单片机已经被烧写进了你所写的 C 语言程序。二、单片机最小系统二、单片机最小系统单片机最小系统即为单片机能够工作的一个最基本的电路。只有在这个电路之上单片机才能发挥它的计算功能。 所以只要做好一个单片机的最小系统，再向外扩展其他的比如驱动电路、控制电路等 就可以完成用户所需要的期 望。三、循迹原理三、循迹原理- 8 -这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过 程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地

10、板时发生漫反射，反射光被装在小车上的 接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到 反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最 大不应超过 15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。 （1）自制红外探头电路如图 1 所示，红外光的发送接收选用型号为 ST168 的对管。当小车在白色地 面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号，经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接 收到信号，那么图中光敏三极管将导通，比较器输出为低电平；当小车行驶到黑色引导线时，红外 线信号被黑色吸

11、收后，光敏三极管截止，比较器输出高电平，从而实现了通过红外线检测信号的功 能。将检测到的信号送到单片机 I/O 口，当 I/O 口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的 黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导线上；同理，当 I/O 口检测到的信号为低电平时，表 明小车行驶在白色地面上。此种方法简单，价格便宜，灵敏度可调，但是容易受到周围环境的影响， 特别是在图 1 较强的日光灯下，对检测到的信号有一定的影响。 （2）集成式红外探头可以采用型号为 E3FDS10C4 集成断续式光电开关探测器，它具有简单、可靠 的工作性能，只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。该探头输出端只有三根

12、线（电 源线、地线、信号线），只要将信号线接在单片机的 I/O 口，然后不停地对该 I/O 口进行扫描检测， 当其为高电平时则检测到白纸，当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源 （如日光灯等）的干扰。其缺点则是体积比较大，占用了小车有限的空间。四、软件控制四、软件控制其程序控制框图如图 3。小车进入循迹模式后，即开始不停地扫描与探测器连接的单片机 I/O 口， 一旦检测到某个 I/O 口有信号，即进入判断处理程序（switch）,先确定 4 个探测器中的哪一个探测 到了黑线，如果 InfraredML(左面第一级传感器)或者 InfraredSL(左面第二级传感器)探测到黑线， 即小车左半部分压到黑线，车身向右偏出，此时应使小车向左转；如果是 InfraredMR(右面第一级传- 9 -感 器)或 InfraredSR(右面第二级传感器)探测到了黑线