如何使用AVR單片機(jī)構(gòu)建一個(gè)線跟隨機(jī)器人

　　今天我們將使用AVR 單片機(jī)構(gòu)建一個(gè)線跟隨機(jī)器人。

　　大多數(shù)紅外傳感器用于檢測(cè)線路。紅外傳感器擅長(zhǎng)檢測(cè)白色或黑色表面。盡管您可以使用其他能夠檢測(cè)所有顏色的復(fù)雜傳感器，并且可以制造出可以遵循所有顏色線的機(jī)器人。即使通過(guò)改變角度改變路徑并保持跟隨線，機(jī)器人也應(yīng)該能夠檢測(cè)到線。此外，它應(yīng)該在停止區(qū)進(jìn)入線路的任何地方停止。

　　線跟隨機(jī)器人現(xiàn)在廣泛用于制造業(yè)、醫(yī)療、家庭應(yīng)用和貨物倉(cāng)庫(kù)。機(jī)器人不僅限于這些應(yīng)用，還可以在未來(lái)的許多應(yīng)用中擴(kuò)展其應(yīng)用。

　　線跟隨機(jī)器人的概念

　　紅外傳感器是該項(xiàng)目的關(guān)鍵參與者。紅外傳感器放置在機(jī)器人的前面，以跟蹤繪制的黑線和表面。機(jī)器人放置在生產(chǎn)線之間，在紅外傳感器的幫助下，機(jī)器人跟蹤生產(chǎn)線。紅外傳感器將讀數(shù)反饋給微控制器，在紅外讀數(shù)的幫助下，微控制器向左側(cè)或右側(cè)移動(dòng)電機(jī)，并再次將機(jī)器人帶到路徑上。

　　Line Follower Robot 能夠在 IR 傳感器的幫助下跟蹤線路。該傳感器具有紅外發(fā)射器和紅外接收器。IR 發(fā)射器（IR LED）發(fā)射光，接收器（光電二極管）等待發(fā)射的光返回。IR 光只有在被表面反射時(shí)才會(huì)返回。然而，所有表面都不會(huì)反射紅外光，只有白色表面可以完全反射它們，黑色表面將完全觀察它們，如下圖所示。

　　現(xiàn)在我們將使用 兩個(gè) IR 傳感器 來(lái)檢查機(jī)器人是否在軌道上，并使用兩個(gè)電機(jī)來(lái)糾正機(jī)器人是否移出軌道。這些電機(jī)需要大電流并且應(yīng)該是雙向的；因此我們使用像 L293D 這樣的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。我們還需要一個(gè)像 ATmega16這樣的微控制器 來(lái)根據(jù)來(lái)自 IR 傳感器的值來(lái)指示電機(jī)。其簡(jiǎn)化框圖如下所示。

　　這兩個(gè) IR 傳感器將放置在線路的任一側(cè)。如果沒(méi)有傳感器檢測(cè)到黑線，則 AVR 微控制器會(huì)指示電機(jī)向前移動(dòng)，如下所示

　　如果左傳感器出現(xiàn)在黑線上，則微控制器通過(guò)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)右輪來(lái)指示機(jī)器人左轉(zhuǎn)。

　　如果右傳感器出現(xiàn)在黑線上，則微控制器通過(guò)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)左輪來(lái)指示機(jī)器人右轉(zhuǎn)。

　　如果兩個(gè)傳感器都在黑線上，機(jī)器人停止。

　　這樣，機(jī)器人將能夠在不超出軌道的情況下跟隨線路?，F(xiàn)在讓我們看看電路和代碼的樣子。

　　所需組件

　　直流齒輪馬達(dá)（2臺(tái)）

　　紅外傳感器模塊（2個(gè)）

　　L293D 模塊

　　無(wú)線電源（例如電池、移動(dòng)電源）

　　機(jī)器人躺椅

　　Atmega16微控制器IC

　　16Mhz 晶體振蕩器

　　兩個(gè) 100nF 電容器

　　兩個(gè) 22pF 電容器

　　按鈕

　　跳線

　　面包板

　　USBASP v2.0（Atmega16編程）

　　電路原理圖

　　如下圖所示連接所有組件

　　為線跟隨機(jī)器人編程 Atmega16

　　這里 Atmega16 使用 USBASP 和 Atmel Studio7.0 進(jìn)行編程。如果您不知道如何使用 USBASP 對(duì) Atmega16 進(jìn)行編程，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)鏈接。完整的程序在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)給出，只需使用 JTAG 編程器和 Atmel Studio 7.0 上傳 Atmega16 中的程序，如上一教程所述。

　　我們?cè)噲D使代碼盡可能簡(jiǎn)短。所以我們?cè)谶@段代碼中使用了宏和特殊功能寄存器。

　　if （bit_is_clear（ PINA ， leftSen ））{ // 檢查左傳感器是否關(guān)閉

　　該語(yǔ)句檢查連接左側(cè)傳感器的 PA0 是低電平還是高電平。

　　我們遵循四個(gè)條件來(lái)讀取槽式紅外傳感器。紅外傳感器根據(jù)它們?cè)跈C(jī)器人正面的位置命名。左紅外是左傳感器，右紅外是右傳感器。以下條件將決定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

　　我們根據(jù)上述條件編寫了代碼。唯一的變化是我們只使用 L293D 的兩個(gè)輸入引腳來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)。

/* 使用 Atmega16 的線跟隨機(jī)器人

電路文摘（www.circuitdigest.com）*/



#include

#define leftSen PA0 //在 PA0 處連接左側(cè)傳感器

#define rightSen PA1 //在 PA1 處連接右傳感器



詮釋主要（無(wú)效）

{

DDRA=0xFC；// 使 PA0,PA1 作為兩個(gè)傳感器的輸入 0x0b11111100

DDRC=0xFF；// 使端口作為輸出連接電機(jī)引腳



而（1）

{

PINA=0x03；//初始化PA0和PA1

if(bit_is_clear(PINA,leftSen)){ // 檢查左傳感器是否關(guān)閉



if(bit_is_clear(PINA,rightSen)) { // 檢查右傳感器是否關(guān)閉

端口C=0b00000000；// 如果兩個(gè)傳感器都為零

} // 然后停止機(jī)器人

別的{

PORTC=0b00000001；// 如果右為ON，則向左走

}

}



else // 檢查左傳感器是否打開(kāi)

{

if(bit_is_clear(PINA,rightSen)) { // 檢查右傳感器是否關(guān)閉

PORTC=0b00000010；// 這意味著左傳感器打開(kāi)

} // 所以向右走

別的{

端口C=0b00000011；// 如果兩個(gè)傳感器都打開(kāi)

} // 然后繼續(xù)移動(dòng)機(jī)器人

}

}

}