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，电机驱动电路以及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及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;
}
}
}
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