智能寻迹小车是一种自动化设备,它利用传感器和微控制器技术来沿着预设路径行驶。在这个项目中,小车的设计和构建主要基于AVR单片机ATMEGA16L,这是一种广泛应用的微处理器,拥有丰富的I/O接口和内置的模数转换器(ADC)功能。
小车的核心部分是它的寻迹系统,采用了红外传感器。5mm的红外对管被用来检测小车前方的路径。这些传感器被封装在热缩管中,以保护它们免受环境影响。通过简单的电路设计,传感器将接收到的模拟电压信号转换为数字信号,供微控制器处理。ADC(模数转换器)在M16的16分频模式下工作,连续采样并转换成8位数字量,用于判断路面的状态。在中断服务程序中,转换通道是在关闭中断后切换,然后重新开启中断,确保数据的准确获取。
动力系统选择了两个带减速箱的5V直流电机,每个功率仅为0.8W,总计不足2W。这样的小功率电机使得单电源供电成为可能,同时在单片机电源处加入滤波电容以稳定电源,防止运行时电压波动。3.7V的锂电池配合7805稳压模块为整个系统提供稳定的5V电源,保证小车长时间运行。
电机的控制是通过H桥驱动芯片L298实现的。L298可以驱动高电流负载,配合1N4148二极管,能够控制电机的正反转和速度。微控制器通过定时器输出PWM(脉宽调制)信号,控制L298的使能端,从而调节电机转速。四个单片机端口用于控制两个电机的正反向。
软件开发方面,使用了CVAVR编译器,该编译器支持C语言,并提供了ADC和PWM的向导,简化了编程过程。小车的路径决策,如遇到十字和丁字路口,是通过计数器和预设程序实现的。此外,还添加了按键功能,允许用户通过按键进行手动设置。
这个智能寻迹小车项目涵盖了电子、机械、软件等多个方面的知识,包括微控制器的使用、传感器接口设计、电机控制、电源管理以及基础的C语言编程。这是一个很好的学习平台,可以帮助初学者理解嵌入式系统的基本原理和实践应用。