任務11：循跡小車設計與制作

【任務目標】

知識目標技能目標素質目標能描述黑線循跡的基本原理與應用。能進行循跡小車控制程序編制、調試、拓展應用。1.規范操作過程，符合6S管理要求；2.具備自主學習、團隊協作、認真探究的態度。任務11：循跡小車設計與制作

【任務描述】通過單片機控制，檢測J15端口上接的自動循跡傳感器反饋回的黑線信息，以控制小車按黑線循跡，以此來模擬汽車自動循跡系統。設計要求：當J15端口上的X1、X2檢測到黑線信息，L1、L2點亮，小車左轉；X3、X4檢測到黑線信息，L3、L4點亮，小車右轉；未檢測到黑線時，L1、L2、L3、L4熄滅，小車直行。通過本任務學習，要求學習者能進行循跡小車控制電路的設計及程序編制。任務11：循跡小車設計與制作

【任務實施】1.電路設計學習板TT4循跡小車控制電路IO分配如圖11-1所示。

圖11-1

學習板TT4循跡小車控制電路IO分配圖源程序任務11：循跡小車設計與制作

3.功能測試（1）檢查電路連接是否正確：是□否□（2）檢查程序下載器是否連接正常：是□否□（3）下載程序到目標板是否完成：是□否□（4）完成循跡功能：是□否□任務11：循跡小車設計與制作

【知識鏈接】1.PT-100D模塊介紹PT-100D模塊外形如圖11-3所示。

圖11-3

PT-100D模塊外形圖任務11：循跡小車設計與制作

PT-100D

專門設計用作黑（白）線檢測的傳感器，特別適合復雜黑白線、交叉黑白線的檢測，它有4路高靈敏度的紅外傳感器，能夠對黑白線準確的識別，它有如下功能和特點：①PT-100D利用集成運算放大器實現4路循跡，適合復雜黑線（白線）的跟蹤。②PT-100D每路循跡單元獨立設計，每個單元配備電位器對檢測距離進行單獨調節。③PT-100D

有一個專門設計的觸碰傳感器，使得有這方面的需求機器人設計更加簡便。④PT-100D

輸出信號全部都為數字信號，方便與單片機相連。⑤PT-100D

全部傳感器都有LED燈作為指示，方便調試。⑥PT-100D

支持電壓為3.0-5.5v滿足大多數系統需求。⑦PT-100D支持兩路大功率LED大燈控制功能。任務11：循跡小車設計與制作2.PT-100D管腳說明KEY：觸碰開關輸出，有觸碰動作時輸出高電平，沒有時輸出低電平。VCC：模塊電源正極輸入，輸入電壓范圍為3.0-5.5v。OUT1：SS1傳感器輸出（探測到黑線時為輸出高電平，探測到白線時輸出為低電平）。OUT2：SS2傳感器輸出（探測到黑線時為輸出高電平，探測到白線時輸出為低電平）。OUT3：SS3傳感器輸出（探測到黑線時為輸出高電平，探測到白線時輸出為低電平）。OUT4：SS4傳感器輸出（探測到黑線時為輸出高電平，探測到白線時輸出為低電平）。LED1：左前大燈控制，高電平有效，最大控制電壓40V，最大控制電流0.5A。LED2：右前大燈控制，高電平有效，最大控制電壓40V，最大控制電流0.5A。GND：模塊地輸入，通入電源負極。

任務11：循跡小車設計與制作

3.循跡原理（1）反射式光電傳感器

反射式光電傳感器如圖11-4所示，藍色部分為紅外發光二極管，黑色部分為紅外光敏三極管。紅外發光二極管發出940nm波長的紅外光經物體反射后被紅外光敏三極管接收。物體表面顏色不同反射光強不同，反射光越強紅外光敏三極管電阻越小，其兩端電壓會隨其電阻變化，以此來反映物體表面光反射強度——灰度，故也叫灰度傳感器。圖11-4

反射式光電傳感器任務11：循跡小車設計與制作

（2）反射式光電模塊

紅外光敏三極管兩端變化的電壓是模擬量，不方便測量，模塊通過電壓比較芯片能將變化的電壓轉化為0或1的高低電平的邏輯信號，便于單片機識別，模塊上的電位器能調節模塊對反射光的靈敏度，使其根據需要輸出高低電平。反射式光電模塊如圖11-5所示。

圖11-5

反射式光電模塊任務11：循跡小車設計與制作

（3）調節方法將傳感器安裝于小車車身，將小車平放于跑道上，使所有循跡傳感器指示燈點亮，移動車身使傳感器平移經過黑線，傳感器在黑線上時該路傳感器指示燈熄滅，則調節傳感器成功。若該路傳感器指示燈無變化，則將該路傳感器置于黑線上，調節電位器使指示亮熄滅，同理調節其他傳感器使其在檢測到黑線后改變原輸出電平。任務11：循跡小車設計與制作

4.尋跡算法（1）雙傳感器安裝雙傳感器的小車行駛在圖11-6所示道路時。圖11-6雙傳感器直行圖示圖中1：傳感器1檢測為白、傳感器2檢測為白，電機A轉、電機B轉，車體直行。

圖中2：傳感器1檢測為白、傳感器2檢測為黑，電機A轉、電機B停，車體右轉前進。

圖中3：傳感器1檢測為黑、傳感器2檢測為白，電機A停、電機B轉，車體左轉前進。任務11：循跡小車設計與制作

（2）三傳感器安裝三傳感器的小車行駛在圖11-7所示道路時。圖11-7

三傳感器直行圖示圖中1：傳感器1為白、傳感器3為白，傳感器2為黑，車體直行。

圖中2：傳感器1為白、傳感器3為黑，傳感器2為黑，右轉前進。圖中3：傳感器1為白、傳感器3為白，傳感器2為白，檢測到斷線。

任務11：循跡小車設計與制作

【拓展任務】

任務11循跡小車設計與制作學時4姓名

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