基于Arduino控制的网格循迹小车

1.元器件选型

电子元器件清单
序号	标号	名称	规格	数量
1	/	Arduino板	/	1
2	/	驱动模块	LM298N	1
3	/	巡线模块		5
机械零部件清单
序号	标号	名称	规格	数量
1	M1	直流电机	/	2
2	M2	直流电机	/	2
3	/	车轮	/	4
4	/	硅胶轮胎	25*2.5	4
序号	标号	名称	规格	数量
1	/	连接导线	红色	n
2	/	连接导线	黑色	n

2.机械结构设计

小车：采用4个直流减速电机，一个五路循迹模块，一个12V电池组，1个LM298N驱动模块和一个arduino控制板。

3.代码部分：

#include<SoftwareSerial.h>

#include<FlexiTimer2.h>//中断函数引用

#define TURNLEFT 0

#define TURNRIGHT 1

#define STOP 2

#define BACK 3

#define GO 4

#define leftrun 5

#define rightrun 6#define LMotor_1 8

#define LMotor_2 9

#define RMotor_1 10

#define RMotor_2 11

#define pwmLMotor_1 5//int ENA=6;//定义EA(PWM调速)接口

#define pwmRMotor_2 6//int ENB=5;//定义EB(PWM调速)接口

//四路红外循迹模块

#define X1 A0//定义中间第二个寻线传感器接口

#define X2 A1//定义左侧寻线传感器接口

#define X3 A2//定义中间第二个寻线传感器接口

#define X4 A3//定义左侧寻线传感器接口

#define L1 2//定义左侧中间寻线传感器接口

volatile int i;

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(LMotor_1,OUTPUT);

pinMode(LMotor_2,OUTPUT);

pinMode(RMotor_1,OUTPUT);

pinMode(RMotor_2,OUTPUT);

pinMode(pwmLMotor_1,OUTPUT);

pinMode(pwmRMotor_2,OUTPUT)

pinMode(X1,INPUT);//红外循迹

pinMode(X2,INPUT);

pinMode(X3,INPUT);

pinMode(X4,INPUT);

pinMode(L1,INPUT);

attachInterrupt(0, attachPinInterrupt_fun_0, RISING);//interrupt为你中断通道编号，function为中断函数，mode为中断触发模式

}

void loop(){

xunji();

Motorrun(GO,85);

if (i==1){

delay(100);

detachInterrupt(0);

Motorrun(STOP,0);

delay(2000);

Motorrun(TURNLEFT,95);

delay(1000);

Motorrun(STOP,0);

delay(1000);

attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);

}

if (i==8){

delay(100);

detachInterrupt(0);

Motorrun(STOP,0);

delay(2000);

Motorrun(TURNLEFT,95);

delay(1000);

Motorrun(STOP,0);

delay(1000);

attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);

}

if (i==12){

delay(100);

detachInterrupt(0);

Motorrun(STOP,0);

delay(2000);

Motorrun(TURNLEFT,95);

delay(1000);

Motorrun(STOP,0);

delay(1000);

attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);

}

if (i==14){

delay(100);

detachInterrupt(0);

Motorrun(STOP,0);

delay(2000);

Motorrun(TURNRIGHT,95);

delay(1000);

Motorrun(STOP,0);

delay(1000);

attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);

}

if (i==25){

delay(100);

detachInterrupt(0);

Motorrun(STOP,0);

delay(2000);

Motorrun(TURNRIGHT,95);

delay(1000);

Motorrun(STOP,0);

delay(1000);

attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);

}

if (i==27){

detachInterrupt(0);

Motorrun(STOP,0);

delay(50000);

attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);

}

void attachPinInterrupt_fun_0() {//定义侧边红外模块检测

if (digitalRead(0) == HIGH) {

delay(50);

if (digitalRead(0) == HIGH) {

i = i + 1;}

}

Serial.println(i);

}

//电机运动

void Motorrun(int cmd,int value){

analogWrite(pwmLMotor_1,value);

analogWrite(pwmRMotor_2,value);

switch(cmd){

//前进

case GO:

digitalWrite(LMotor_1,HIGH);

digitalWrite(LMotor_2,LOW);

digitalWrite(RMotor_1,HIGH);

digitalWrite(RMotor_2,LOW);

break;

//后退

case BACK:

digitalWrite(LMotor_1,LOW);

digitalWrite(LMotor_2,HIGH);

digitalWrite(RMotor_1,LOW);

digitalWrite(RMotor_2,HIGH);

break;

//左转

case TURNRIGHT:

digitalWrite(LMotor_1,HIGH);

digitalWrite(LMotor_2,LOW);

digitalWrite(RMotor_1,LOW);

digitalWrite(RMotor_2,HIGH);

break;

//右转

case TURNLEFT:

digitalWrite(LMotor_1,LOW);

digitalWrite(LMotor_2,HIGH);

digitalWrite(RMotor_1,HIGH);

digitalWrite(RMotor_2,LOW);

break;

//停止

case STOP:

digitalWrite(LMotor_1,LOW);

digitalWrite(LMotor_2,LOW);

digitalWrite(RMotor_1,LOW);

digitalWrite(RMotor_2,LOW);

default:

digitalWrite(LMotor_1,LOW);

digitalWrite(LMotor_2,LOW);

digitalWrite(RMotor_1,LOW);

digitalWrite(RMotor_2,LOW);

}

void xunji(){

int r,m,m2,l;

r=digitalRead(X1);

m=digitalRead(X2);

m2=digitalRead(X3);

l=digitalRead(X4);

if(l==HIGH and m==LOW and m2==LOW and r==LOW){

Motorrun(TURNLEFT,90);

delay(50);

}

if(l==LOW and m==LOW and m2==LOW and r==HIGH){

Motorrun(TURNRIGHT,90);

delay(50);

}

if(l==HIGH and m==HIGH and m2==LOW and r==LOW){

Motorrun(TURNLEFT,90);

delay(30);

}

if(l==LOW and m==LOW and m2==HIGH and r==HIGH){

Motorrun(TURNRIGHT,90);

delay(30);

}

if(l==LOW and m==HIGH and m2==LOW and r==LOW){

Motorrun(TURNLEFT,90);

delay(20);

}

if(l==LOW and m==LOW and m2==HIGH and r==LOW){

Motorrun(TURNRIGHT,90);

delay(20);

}

4.分析及改进

问题一及改进（采用四轮或三轮小车）：刚开始，采用的是三轮小车，但三轮小车的稳定性，十分差劲。（干扰因素，万向轮从动轮的状态，对小车的影响较大。）后采用四个轮子，小车的稳定性得到极大的改善，小车的循迹功能变得十分稳定且流畅。因此，建议采用四轮小车进行循迹。

问题二及改进（电机的选择）：直到比赛，我们采用的是四个玩具电机，由于玩具电机不够准确且极易受到外界的干扰（电压，地面摩擦等），小车的拐弯精度调节，一度陷入困境，刚开始一直认为是代码问题，不断调试代码，比赛时依然出错。比赛后用直流减速电机，问题瞬间解决。因此，建议采用直流减速电机。

问题三及改进（计数模块的选择）：计数模块有四路循迹模块同时计数和计数或采用5个循迹模块（其中四个用来循迹，剩下一个用来计数），经过尝试，采用5路循迹模块的计数更为准确。建议采用直流减速电机，但计数模块最好可以进行遮挡，减少外界光的干扰。

问题四及改进（左右转方式选择）：左右转建议采用一边正传，一边倒转。这样的转弯具有调节的灵敏度较高，且转弯处于原地转弯，定位能力也较高。

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