基于MSP430循迹小车报告源程序分享.docx

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基于MSP430循迹小车报告源程序分享

智能循迹小车报告

摘要：

本设计由寻迹信息采集电路，电机驱动电路以与MCU控制模块四大部分构成。

MCU控制模块是本设计的核心部分，该部分以一片TI公司的MSP430F149为控制中心，实现对各个模块的控制。

寻迹信息采集部分以反射式光电传感器和比较器组成，将采集到的数据处理后送至单片机。

电机由以L298N为核心部件的电路驱动。

该小车具有自动寻迹起始点检测功能。

基于稳定的硬件电路设计以与精确可靠的软件算法，小车能够实现预期功能。

关键词：

MSP430，L298N，寻迹。

一、循迹信息采集模块

小车在前进时，要实现寻迹功能，可以采用高灵敏度的反射式光电传感器

对地面进行扫描，再将采集到的数据经过比较器后输出高低电平，最后送入单片机处理。

经过对一只ST188的测试，发现ST188接收管输出端的低电平输出大致为0.78V，高电平的输出大致为2.85V,经过比较器后输出低电平为0.03V,高电平为3.26V,能够被单片机所识别。

小车在白色地面行驶时，红外发射管发出的红外信号被反射，接收管收到信号后，输出端为低电平。

而当红外信号遇到黑色导轨时，红外信号被吸收，接收管不能接收到信号，输出端为高电平。

单片机通过采集每个红外接收管的输出端电压，便可以检测出轨道的位置，从而控制小车的转向，使小车一直沿轨道前进。

ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。

检测距离为4-13mm。

本小车一共采用了5只ST188光电对管，一只位于黑线上方，两只位于黑线左右用于直走微调，最左最右端两只用于转弯。

我们在光电对管的发射端串联的一个电位器来调节发射管的电压，以便在不同的环境下进行调节。

循迹模块原理如图所示：

注意：

在实际制作中，光电对管应尽量靠近地面，以减少干扰。

二、电压比较模块

电压比较模块我们采用了3块LM393芯片，一块LM393芯片上有两个电压比较模块，我们只用到了其中的5个电压比较。

我们在LM393的同向输入给定一个参考电压，与在端光电对管的接收端的电压进行比较，若接收端电压比参考电压大，则输出一个，反之输出一个。

三、电机驱动模块

本次小车采用了由两个减速电机和一个万向轮制作的三轮移动平台，在电机驱动方面采用了L298来控制两个减速电机。

MSP430F149为芯片提供驱动信号，传至PWM控制各个电机的转速，从而调整小车的前进速度和转向。

L298模块的原理图如图所示。

注意：

制作L298模块时应注意在芯片后面留散热片的空间。

四、电源模块

采用了一块稳压芯片7805搭建的12V转5V的电路，如图：

五、控制模块

本次设计采用了一片MSP430F149为控制核心，主要用于循迹和电机PWM控制。

六、程序部分

程序开始运行便进入扫描状态，在直走时不断进行左右微调保证小车行走在线中间。

走迷宫的程序必须要有优先级，可左转优先或直走优先，在T字口，十字口一律左转或右转。

以左转优先为例，程序优先级顺序为：

左转>直走>右转>左微调>右微调>原地转圈。

附录：

程序：

1初始化程序（具体PWM自己调）：

#include"main.h"

/*******************************************

函数名称：

CLK_Init（）

功能：

时钟设置

参数：

无

返回值：

无

********************************************/

voidClk_Init（void）

{

uchari;

BCSCTL1=0x00;//XT2振荡器、不分频

BCSCTL2=SELM_2+SELS;//选择MCLK\SCLK的时钟源为高速时钟,不分频

do

{

IFG1&=~OFIFG;//清除振荡失效标志

for（i=0xff;i>0;i--）;//等待

}

while（（IFG1&OFIFG）!

=0）;//等待振荡器工作正常

}

/*******************************************

函数名称：

PWM_Init

功能：

初始化PWM

参数：

无

返回值：

无

********************************************/

voiddelay_us（uinttime）

{

uchari=0;

while（time--）

{

while（（i++）!

=8）;

i=0;

}

}

//延时MS

voiddelay_ms（uchartime_1）

{

while（time_1--）

delay_us（1000）;

}

voidPWM_Init（）

{

P4DIR=0xff;//P4PWM输出

P4SEL=BIT1+BIT2+BIT3+BIT5;

P4DIR=BIT1+BIT2+BIT3+BIT5;

TBCCTL1|=OUTMOD_7;//捕获/比较控制寄存器，输出为模式7

TBCCTL2|=OUTMOD_7;//PWMRESET/SET模式

TBCCTL3|=OUTMOD_7;//TBCCRn--复位

TBCCTL5|=OUTMOD_7;//TBCL0--置位

TBCCR1=0;//P4.1L298NIN1

TBCCR2=0;//P4.2IN2

TBCCR3=0;//P4.3IN3

TBCCR5=0;//P4.5IN4

TBCCR0=1000;

TBCTL|=TBSSEL_1+MC_1;//TIMER_B工作于增计数方式

}

voidall_init（void）

{

PWM_Init（）;

Clk_Init（）;

P2DIR=0x00;//P2.0---P2.4电压比较结果输入

P1DIR|=BIT0+BIT1;//将P3口切换为输出状态

P1OUT|=BIT0+BIT1;//ENA，ENB

}

voidSTRAIGHT（void）//------------全速前进

{

TBCCR2=400;

TBCCR1=0;

TBCCR5=350;

TBCCR3=0;

}

voidLEFT（void）//--------------左转

{

TBCCR2=0;

TBCCR1=250;

TBCCR5=250;

TBCCR3=0;

}

voidRIGHT（void）//---------------右转

{

TBCCR2=250;

TBCCR1=0;

TBCCR5=0;

TBCCR3=250;

}

voidLEFTS（void）//---------------左转微调

{

TBCCR2=100;

TBCCR1=0;

TBCCR5=250;

TBCCR3=0;

}

voidRIGHTS（void）//-------------------右转微调

{

TBCCR2=250;

TBCCR1=0;

TBCCR5=100;

TBCCR3=0;

}

voidSTOP（void）//---------------------停止

{

TBCCR1=0;

TBCCR2=0;

TBCCR3=0;

TBCCR5=0;

}

voidcircle（void）

{

TBCCR2=250;

TBCCR1=0;

TBCCR5=0;

TBCCR3=200;

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////

2逻辑判断程序：

#include"main.h"

voidjudge（void）

{

while

（1）

{

if（（data&0x01）==0x01）//左优先

{

delay_us（100）;

if（（data&0x01）==0x01）

{

//LEFT（）;

//delay_ms（10）;

STRAIGHT（）;//冲出一段距离

delay_ms（10）;

LEFT（）;//左转到中间灯离开黑线

delay_ms（35）;//时间自己微调

while

（1）

{

LEFT（）;

if（（data&0x04）==0x04）

{

delay_us（100）;

if（（data&0x04）==0x04）//转到中间的灯在线上

break;

}

}

//STRAIGHT（）;

break;

}

break;

}

if（（data&0x04）==0x04）//优先级22黑直走

{

delay_us（100）;

if（（data&0x04）==0x04）

{

STRAIGHT（）;

break;

}

break;

}

if（（data&0x10）==0x10）//优先级3右转5黑

{

delay_us（100）;

if（（data&0x10）==0x10）

{

STRAIGHT（）;

delay_ms（5）;

while

（1）

{

RIGHT（）;

if（（data&0x04）==0x04）

{

delay_us（10）;

if（（data&0x04）==0x04）

break;

}

}

//STRAIGHT（）;

break;

}

break;

}

if（（data&0x02）==0x02）//左转微调2黑

{

delay_us（100）;

if（（data&0x02）==0x02）

LEFTS（）；

break；

}

if（（data&0x08）==0x08）//右转微调4黑

{

delay_us（100）;

if（（data&0x08）==0x08）

RIGHTS（）;

break

}

if（（data&0x1f）==0x00）//优先级4原地转圈°12345白

{

delay_ms（10）;

if（（data&0x1f）==0x00）

{

while

（1）

{

circle（）;

if（（data&0x1f）!

=0x00）

{

delay_us（100）//转到不为全白;

if（（data&0x1f）!

=0x00）

break;}

}

break;

}

break;

}

else

{

STOP（）;

break;

}

}

}