HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH TDC MCR doc

2012 Tran Hong Van Microsoft 10/1/2012 HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH TDC MCR MỤC LỤC CHƢƠNG 1: ĐẶT TẢ CÁC MODULE CỦA XE TDC MCR 1.1 Giao diện kết nối 1 1.2 Board cảm biến dò đƣờng: 2 1.3 Board xử lý sensor: 3 1.4 Board công suất 2 DC Motor L298: 4 1.5 Boar vi điều khiển PIC16F887: 6 CHƢƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN MODULE CỦA XE TDC MCR 2.1 Khối LED 9 2.2 Khối Loa Beep 10 2.3 Khối DipSwitch 11 2.4 Khối nút nhấn. 12 2.5 Khối RC Servo 13 2.6 Khối động cơ DC 14 2.7 Khối Xử lý sensor 16 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN 3.1 Cấu trúc chƣơng trình 17 3.2 Giải thuật xử lý khi qua các đoạn đƣờng thẳng và cong. 19 3.3 Giải thuật qua đoạn đƣờng 900 0 22 3.4 Giải thuật chuyển làn bên phải 23 3.5 Các lỗi có thể xảy ra trên đƣờng đua 25 CHƢƠNG 4: CÀI ĐẶT CÔNG CỤ LẬP TRÌNH 4.1 Cài đặt phần mềm MPLAB 33 4.2 Mở dự án mẫu 40 CHƢƠNG 5: CHƢƠNG TRÌNH MẪU MCR 5.1 Mã chƣơng trình 42 5.2 Giải thích một số đoạn code trong chƣơng trình 53 CHƢƠNG 6: NẠP CHƢƠNG TRÌNH VÀ SỬ DỤNG XE TDC MCR MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1 - 1: Vị trí các mạch điện trên xe TDC MCR 1 Hình 1 - 2: Sơ đồ khối kết nối các mạch trên TDC MCR 1 Hình 1 - 3: Hình dáng board dò đường 2 Hình 1 - 4: Nguyên lý 1 đầu dò cảm biến 2 Hình 1 - 5: Nguyên lý phản xạ ánh sáng 2 Hình 1 - 6 : Hình dáng board xử lý dò đường 3 Hình 1 - 7: Nguyên lý 1 kênh xử lý cảm biến 3 Hình 1 - 8: Hình dáng board công suất 2 DC Motor L298 4 Hình 1 - 9: Nguyên lý board công suất 2 DC Motor L298 5 Hình 1 - 10: Bảng trạng thái tín hiệu điều khiển 1 kênh DC Motor 5 Hình 1 - 11: Hình dáng board vi điều khiển 6 Hình 1 - 12: Sơ đồ nguyên lý board vi điều khiển PIC16F887 cho xe MCR. 7 Hình 2- 1: Nguyên lý Led 9 Hình 2- 2: Các loại led thông dụng 9 Hình 2- 3: 2 Led trên board 9 Hình 2- 4: Sơ đồ nguyên lý khối Led 10 Hình 2- 5: Buzzer thực tế trên board 10 Hình 2- 6: Sơ đồ nguyên lý điều khiển Buzzer 10 Hình 2- 7: Dipswitch thực tế 11 Hình 2- 8: Sơ đồ nguyên lý dipswitch 4 11 Hình 2- 9: Dipswitch 4 trên board 11 Hình 2- 10: Sơ đồ nguyên lý khối nút nhấn 12 Hình 2- 11: Nút nhấn thực tế trên board 12 Hình 2- 12: Tín hiệu rung nhiễu khi nhấn nút 13 Hình 2- 13: RC Servo 14 Hình 2- 14: Tín hiệu PWM điều khiển RC Servo 14 Hình 2- 15: Động cơ DC 15 Hình 2- 16: Điều khiển chiều quay động cơ điện một chiều 15 Hình 2- 17: PWM điều khiển tốc độ động cơ 16 Hình 2- 18: Khối sensor 16 Hình 3- 1: Sơ đồ giải thuật 17 Hình 3- 2: Sensor bắt được nửa line bên trái 17 Hình 3- 3: Chạy qua đoạn chuyển làn trái 18 Hình 3- 4: Sensor bắt được nửa line bên phải 18 Hình 3- 5: Chạy qua đoạn chuyển làn trái 18 Hình 3- 6: Sensor bắt được nguyên line 19 Hình 3- 7: Chạy xong đoạn đường cua 90 0 19 Hình 3- 8: Sensor báo hiệu vị trí giữa line 21 Hình 3- 9: Sensor báo hiệu lệch nhỏ về phía bên trái so với vị trí trung tâm 21 Hình 3- 10: Sensor báo hiệu lệch về phía bên trái so với vị trí trung tâm 22 Hình 3- 11: Các bước qua đoạn đường 90 0 22 Hình 3- 12: Các bước qua vị trí line cắt ngang 23 Hình 3- 13: Các bước chuyển làn bên phải 24 Hình 3- 14: Các bước qua vị trí nửa line cắt ngang 24 Hình 3- 15: Vị trí queo trái – xe vượt qua đường đua 25 Hình 3- 16: Vị trí xác định line cắt ngan, xe bị lệch 26 Hình 3- 17: Sensor bắt nữa line bên phải 26 Hình 3- 18: Xe không quẹo một cách chính xác 26 Hình 3- 19: Các trạng thái sensor khi quẹo 27 Hình 3- 20: Vị trí chuyển làn xe tiếp tục đi về phía trước 28 Hình 3- 21: Các trạng thái sensor trước khi chuyển làn 28 Hình 3- 22: Chạy theo line biên của đường đua 29 Hình 3- 23: Trạng thái quẹo bám line trung tâm và line biên 29 Hình 3- 24: Trạng thái sensor thay đổi chính xác 30 Hình 3- 25: Trạng thái sensor thay đổi không chính xác 30 Hình 3- 26: Thay đổi trạng thái 0x83, 0x81, 0xC1 30 Hình 3- 27: Các trạng thái chuyển line biên về line trung tâm 31 Hình 3- 28: Xe chuyển làn sau đó vượt khỏi đường đua 31 Hình 3- 29: Trạng thái chuyển làn đúng và không đúng 32 Hình 4. 1: Click file setup 33 Hình 4. 2: Nạp chương trình cài đặt 33 Hình 4. 3: Đồng ý tiếp tục cài đặt phần mềm 34 Hình 4. 4: Chấp nhận các điều khoản khi sử dụng phần mềm 34 Hình 4. 5: Lựa chọn cách cài đặt 34 Hình 4. 6: Lựa chọn thư mục chứa phần mềm 35 Hình 4. 7: Chấp nhận cài đặt ứng dụng Maestro 35 Hình 4. 8: Chấp nhận cài đặt ứng dụng MPLAB C32 35 Hình 4. 9: Xem lại các lựa chọn cài đặt 36 Hình 4. 10: Tiến trình cài đặt 36 Hình 4. 11: Cài đặt HI – TECH C? 36 Hình 4. 12: Tiếp tục cài đặt phần mềm hỗ trợ HI – TECH C 37 Hình 4. 13: Chấp nhận cài đặt HI – TECH C 37 Hình 4. 14: Lựa chọn thư mục cài đặt HI – TECH C 38 Hình 4. 15: Chọn ngôn ngữ sử dụng trong HI – TECH C 38 Hình 4. 16: Quá trình cài đặt HI – TECH C 38 Hình 4. 17: Hoàn thành quá trình cài đặt HI-TECH C 39 Hình 4. 18: Hoàn thành quá trình cài đặt MPLAB 39 Hình 4. 19: Các hướng dẫn MPLAB IDE 39 Hình 4. 20: Mở dự án mẫu 40 Hình 4. 21: Code của dự án mẫu 40 Hình 4. 22: Biên dịch dự án mẫu 41 Hình 5. 1: Lưu đồ giải thuật do line 58 Hình 6. 1: Nối nguồn cho xe 59 Hình 6. 2: Mở nguồn cho xe 59 Hình 6. 3: Báo pin yếu 60 Hình 6. 4: Sạc pin 60 Hình 6. 5: Nối một đầu USB vào máy tính. 61 Hình 6. 6: Nối 1 đầu USB vào mạch nạp 61 Hình 6. 7: Nối mạch nạp với board vi điều khiển pic16f887 61 Hình 6. 8: Mạch nạp kết nối thành công 62 Hình 6. 9: Mạch nạp kết nối không thành công 62 Hình 6. 10: Biên dịch thành công 63 Hình 6. 11: Nạp dữ liệu xuống vi điều khiển 63 1 CHƢƠNG 1: ĐẶT TẢ CÁC MODULE CỦA XE TDC MCR 1.1. Giao diện kết nối Hình 1 - 1: Vị trí các mạch điện trên xe TDC MCR Xe TDC MCR bao gồm board cảm biến dò đường, board xử lý cảm biến, board MCU PIC16F887, board công suất 2 DC Motor L298 kết hợp với nhau để điều khiển sự di chuyển của xe, tức là điều khiển hệ thống động cơ trái, phải và động cơ rc servo. Hình 1 - 2: Sơ đồ khối kết nối các mạch trên TDC MCR Mạch dò đường VĐK PIC 16F887 Buttons DIPSW4 Mạch xử lý sensor Led Buzzer Mạch công suất Động cơ trái Động cơ phải RC Servo Mạch dò đường RC Servo Mạch VĐK PIC 16F887 Mạch xử lý sensor DC Motor Bus 2 1.2. Board cảm biến dò đƣờng: a. Hình dáng: Hình 1 - 3: Hình dáng board dò đường b. Sơ đồ nguyên lý 1 đầu dò cảm biến: Hình 1 - 4: Nguyên lý 1 đầu dò cảm biến c. Nguyên lý hoạt động: Board cảm biến dò đường gồm 8 đầu dò sensor, mỗi đầu dò có nguyên lý như hình 1- 4. Nguồn cấp VCC=5V lấy từ board xử lý cảm biến, led phát là led siêu sáng phát ánh sáng trắng, phần thu dùng quang trở , qua cầu phân áp R19 và PR1 tín hiệu ra là áp thay đổi tùy thuộc vào lượng ánh sáng phản xạ về (theo hình 1-5). Tín hiệu ra IN1 được đưa đến mạch xử lý cảm biến. Hình 1 - 5: Nguyên lý phản xạ ánh sáng 3 1.3. Board xử lý sensor: a. Hình dáng: Hình 1 - 6 : Hình dáng board xử lý dò đường b. Sơ đồ nguyên lý 1 kênh xử lý sensor: Hình 1 - 7: Nguyên lý 1 kênh xử lý cảm biến c. Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu IN1 từ đầu dò sensor được đưa đến ngõ vào (-) để so sánh với với ngõ vào (+) của opam LM324. Tại ngỏ vào (+) luôn có 1 điện áp V+ được thay đổi bởi biến trở 100K. Nếu sensor được đưa đến nền màu trắng thì lượng ánh sáng phản xạ về nhiều, điện trở quang trở sẽ nhỏ làm điện áp IN1 cũng nhỏ theo. Ta có điện áp IN1 cũng chính 4 là điện áp V-, V-<V+ nên ngõ ra OUT1 của opam =1. Qua cổng đệm không đảo 74HC245 thì T1=5V làm led D10 sáng, tín hiệu T1 này được đưa đến board MCU để xử lý. 1.4. Board công suất 2 DC Motor L298: a. Hình dáng: Hình 1 - 8: Hình dáng board công suất 2 DC Motor L298 b. Sơ đồ nguyên lý: [...]... trạng thái cảm biến là 0x60 Trước đây, kiểm soát sẽ trở lại chương trình đi thẳng tại thời điểm này xe không tiếp tục dò line Bây giờ tiếp tục chạy cho đến khi trạng thái sensor 0x80, sau đó chương trình kiểm tra trạng thái 0x60 Khi mà trạng thái 0x60 thay đổi, trạng thái này đánh giá là trở về đường trung tâm, chương trình quay về chương trình đi thẳng 30 ... line cắt ngang bên phải thứ hai [2] ở vị trí này xe chạy từ từ bám theo đường trung tâm [3] khi vị trí quay được phát hiện, xe quay theo hướng quay (trái, phải) [4] khi line trung tâm được nhận diện, xe thực hiện chạy theo chương trình đi thẳng và đường cong Chương trình được mô tả như sau : Khi phát hiện nửa line bên phải Đầu tiên xe đi qua các line cắt ngang Các đặc tính theo dõi đường line từ vị... chân của các nút nhấn cũng được nối với chân INT (chân tạo sự kiện ngắt) của VĐK (chân này dùng để báo 12 cho VĐK biết có nút nhấn vừa mới nhấn, tạm dừng các chương trình đang chạy để xem rằng nút nào được nhấn từ đó xử lý Sau quá trình xử lý chương trình tiếp tục chạy tại vị trí bị dừng trước đó) Khi không nhấn (OFF) các chân nối với nút nhấn của VĐK sẽ nhận được mức 1 (+5V), và khi nút nhấn được nhấn... đảm bảo điều hướng thành công Tin hiệu sensor lúc này không được tham chiếu cho đến vị trí [2] để ngăn chặn phát hiện sai lầm tại line cắt ngang thứ hai [2] Xe tiến đến vị trí này một cách từ từ, xe chạy thẳng tới trước theo đường trung tâm [3] khi mà vị trí cua 900 được phát hiện, xe tiến hành quay theo hướng (trái hoặc phải) [4] khi đường trung tâm được phát hiện, xe trở lại chương trình đi đường... Các chức năng phụ: BUTA, BUTB, BUTC sử dụng cho các chức năng như START, MODE….; còi BUZZER dùng cho gỡ rối chương trình; LEDA, LEDB là các user led dùng chung với DIPSW4 để hiển thị các trạng thái test xe; DIPSW4 sử dụng mục đích test các chức năng trên xe 8 CHƢƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN MODULE CỦA XE TDC MCR 2.1 Khối LED a Hình nguyên lý của LED: Hình 2- 1: Nguyên lý Led b Các loại Led thông dụng Hình 2- 2:... không phù hợp với trạng thái cảm biến dự kiến cho quay phải và xe tiến thẳng ra đường đua  Giải quyết Trong chương trình thay vì khi phát hiện quay bên phải là 0x1F Trong thực thế gặp phải các trạng thái khác như 0x0F, 0x3F hoặc 0x7F Vì vậy, những trạng thái cảm biến nên được bổ sung vào chương trình khi phát hiện quay bên phải c Lỗi khi chuyển làn  Mô tả vấn đề Tại vị trí chuyển làn thay vì xe chuyển... như trạng thái dự đoán là 0x1F Hình 3- 21: Các trạng thái sensor trước khi chuyển làn  Giải quyết Trong chương trình thay vì khi phát hiện chuyển làn bên phải là 0x1F Trong thực thế gặp phải các trạng thái khác như 0x0F, 0x3F hoặc 0x7F Vì vậy, những trạng thái cảm biến nên được bổ sung vào chương trình khi phát hiện chuyển làn phải 28 d Xe chạy theo line biên của đƣờng đua  Mô tả vấn đề Khi vị trí... thẳng và cong Các trạng thái sensor có thể gặp thể hiện tương đối độ lệch hướng của xe với phương đường đua: Ta dựa vào trạng thái sensor để biết được độ lệch hướng chạy của xe so với phương của đường đua, ứng với một trạng thái sensor ta chọn một góc bẻ hợp lý sao cho xe có xu hướng di chuyển về phía chính giữa đường đua, với độ lệch hướng càng lớn thì ta chọn góc bẻ lái càng lớn 19 Trạng thái sensor Giá... đề cần phải giải quyết  Giải pháp chống rung Có hai giải pháp thường được đưa ra để lựa chọn là giải pháp phần cứng (thực hiện trong giai đoạn thiết kế mạch), và giải pháp phần mềm (lúc lập trình) Ở đây hướng dẫn các bạn một giải thuật chống rung nút nhấn bằng phần mềm 2.5 Khối RC Servo RC Servo là hệ thống gồm động cơ DC, hộp số, và vi mạch điều khiển Tùy theo tín hiệu điều khiển mà nó nhận được,... White Sensor thứ 2 bên phải White Sensor thứ 1 bên phải Black Black 2 White Black Black         1 0 0 0 0 1 1 0 16 Black CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN 3.1 Cấu trúc chƣơng trình  Chương trình chia làm 4 trạng thái chính: Xử lý các đoạn đường thẳng và đường cong (I) 2 1 Xử lý đoạn đường chuyển làn bên trái (II) 4 3 Xử lý đoạn đường chuyển làn bên phải (III) 6 7 5 8 Xử lý các đoạn . Hong Van Microsoft 10/1/2012 HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH TDC MCR MỤC LỤC CHƢƠNG 1: ĐẶT TẢ CÁC MODULE CỦA XE TDC MCR 1.1 Giao diện kết nối 1 1.2. trong chƣơng trình 53 CHƢƠNG 6: NẠP CHƢƠNG TRÌNH VÀ SỬ DỤNG XE TDC MCR MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1 - 1: Vị trí các mạch điện trên xe TDC MCR 1 Hình 1