电磁循迹知识分享.docx
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电磁循迹知识分享
电磁循迹
作者：
陈
于电磁感应的循迹小车的设计
硬件设计
1、传感器模块由10mh的电感与6.8nf电容并联组成谐振电路用于检测轨道中的电线产生的交变磁场。
由于传感器转换得到的电信号为交流信号且较为微弱，难以被AD模块釆集利用，所以需经过检波运放电路处理后输入AD模块再给单片机。
因为其信号频率为20kHz,因此可以采取包络检波将其峰值转换为直流信号，再经过LM358运算放大器进行电压放大（釆用电压反馈放大）。
2、此次单片机选用51单片机，型号为stc89c52,其操作简单，价格低廉，性能也足以满足设计所需，但由于其片内资源有限，无自带AD模块，所以外加一个16位4路AD模块ADS1115o
3、电机驱动模块釆用常见的LM298N用于驱动直流电机，并且给其12V供电可引出5v给单片机供电，解决电源问题。
检波放大电路图如下:
单片机与AD模块连接图如下：
M/MA
AS/KI
GNO
SV
软件设计
开始
直行命令
右拐命令
左拐命令
IIC协议读取左右两路AD数字呈Al、A2
・•\参考资料\ADS1115中文资料.pdf
主要通过lie时序读取返回值，需要配置三个寄存器，
POINTERREGISTER
Thefourregistersareaccessedbywritingtothe
Pointerregisterbyte：
see图30.表6and表7indicatethePointerregisterbytemap.
表6.RegisterAddress
BIT1
BIT0
REGISTER
0
0
conversionregister
0
1
Configregister
1
0
Lojhreshregister
1
1
Hithreshregister
CONVERSIONREGISTER
The16-bitregistercontainstheresultofthelastconversioninbinarytwoscomplementformat.Followingresetorpower-up・theConversionregisterisclearedtoandremains*0*untilthefirstconversioniscompleted.
Theregisterformatisshownin表8.
CONFIGREGISTER
详见参考资料。
The16-bitregistercanbeusedtocontroltheADS1113/4/5operatingmode,Inputselection,datarate,PGAsettings・andcomparatormodes.Theregisterformatisshownin表9.
三、调试
数码管显示返回数值，在跑道上纪录直道，左右转各自的数值范围，用于程序调试最终适应相关跑道。
（因完成的比较仓促，并未运用PID算法，在低速下足以循迹）
四、附录
电路仿真图：
实物图:
参考程序：
#include
#include
#deflneucharunsignedchai
#deflneunitunsignedmt
sbitpwm_i=P2A0;
sbitpwm_l=P2A1;
sbitSDA=P1AO;
sbitSCL=P1A1;
sbitDU=P2人6;〃数码管段选
sbitWE=P2人7;〃数码管位选
unitwidtliL=39;
unitwidtliR=37;
unitfie=40;
mta;
ucharcodetable[]={
//012345678
0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,
//9ABCDEF-关显示
0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x40,0x80,0x00
};
r
数码管位选码
〃第1位2位3位4位5位6
位7位8位
ucharcodeT_COM[]={Oxfe,Oxfd,Oxfb.0xf7,OxefOxdf,Oxbf,0x7f};//数码管位码
严5us延时*/
voiddelay_5us（）
_nop_（）;
}
/*lMs延时*/
voiddelay（umtz）
{
unitx,y;
fbr（x=z;x>0;x—）for（y=114;y>0;y-）;
}
voidDisplay（uintValue）
{
//
DU=1;
P0=table[Value/10000];
DU=0;
P0=Oxff;
WE=1;
PO=T_COM[0];
WE=0;delay（3）;
//
DU=1;
PO=table[Value%10000/1000];
DU=0;
PO=Oxff;
WE=1;
P0=T_COM[l];
WE=0;delay（3）;
//
DU=1;
PO=Sble[VaIue%10000%1000/100];
DU=0;
PO=Oxff;
WE=1;
P0=T_COM[2];
WE=O;
delay（3）;
//
DU=1;
PO=table[Value%10000%1000%100/10];DU=0;
PO=Oxff;
WE=1;
PO=T_COM[3];
WE=0;
delay（3）;
//
DU=1;
PO=Sble[Value%10000%1000%100%10];DU=0;
PO=Oxff;
WE=1;
PO=T_COM[4];
WE=0;
delay（3）;
}
/*lMs延时*/
/*voiddelay（umtz）
{
uintx,v;
foi（x=z;x>0;x—）for（y=114;y>0;y-）;
}*/
****************J2C部分*******************
*/
/*I2C初始化*/
voidI2C_imtO
SDA=1;_nop_（）;
SCL=1;_nop_（）;
}
/*I2C起始信号*/
voidI2C_Start（）
{
SCL=1;_nop_（）;
SDA=1;delay_5us（j;
SDA=0;delay_5us（j;
}
/*I2C终止信号*/
voidI2C_Stop（）
{
SDA=0;_nop_（）;
SCL=1;delay_5us（j;
SDA=1;delay_5us（j;
}
voidiespoiis（）
{
SCL=1;_nop_（）;
SDA=0;_nop_（）;
SCL=0;_nop_（）;
}
voidnoresponsO
{
SCL=1;_nop_（）;
SDA=1;
_nop_（）;
严发送一个字节勺
voidI2C_send_byte（ucharbyte）
uchari;
fbi（i=0;i<8;i卄）
SCL=0;_nop_（）;
if（byte&0x80）
SDA=1;_nop_（）;
}else
SDA=0;_nop_（）;
}
SCL=1;
_nop_（）;
byte«=1;//01010100B
}
SCL=0;
_nop_（）;
SDA=1;
_nop_（）;
/*I2C读一字节*/
ucharI2C_read_byte（）
{
uchardat,i;
SDA=1;
_nop_（）;
SCL=0;
_nop_（）;
for（i=0;i<8;i++）
SCL=1;
_nop_（）;
if（SDA）dat|=0x01;
if（iv7）dat«=l;
SCL=0;
_nop_（）;
}
letuindat;
/*****************AI
严ADS1115写入数据*/
voidconfige_wnte（）
}
voidpointei（）
{
I2C_Start（）;
12C_send_byte（0x90）;lesponsQ;
I2C_send_byte（0x01）;lesponsQ;
12C_send_byte（0x82）;lesponsQ;
I2C_send_byte（0xe3）;lesponsQ;
I2C_StopQ;
I2C_Start（）;
12C_send_byte（0x90）;lesponsQ;
I2C_send_byte（0x00）;lesponsQ;
I2C_StopQ；
}
/*ADS1115读取数据*/
unitconversion_readQ
ucharresultlijesultl;unitresult;
I2C_Start（）;
I2C_send_byte（0x91）;responsQ;
lesulth=I2C_read_byte（）;noresponsQ;
lesultl=I2C_iead_bvte（）;noresponsQ;
iesult=resulth«8|resultl;
letuinresult;
}unitget_ad（）
{
uuitvalue;confige_wiiteQ;
delay_5usQ；
pointei（）;
delay_5usQ；value=conversion_read（）;returnvalue;
****************
//2nis/40=0.05nis
TMOD=0x02;
THO=210;
TLO=210;
ET0=l;//开定时器0中断
TRO=1;//启动定时器0
EA=1;〃开总中断
****************
voidmam（）
init（）;
I2C_mit（）;
while（l）
{
a=get_ad（）;
if（〜a>3000&&〜a<30000）
{
widthL=0;widtliR=]&
}
elseif（a>3000&&a<30000）
{
widthL=19;
widtliR=0;
}
widthL=25;widtliR=24;}
}
}
****************
定时器0中断，产生pwm
*******************
*/
voidtO_uit（）uitemipt1
{
staticintcount;
count十+;
if（count>widthL）pwm_l=0;
if（count>widtliR）pwm_f=0;
if（count==fie）
{
count=0;
pwm_r=pwm_l=1;}
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