模塊三裝備制造單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用任務(wù)一AGV智能小車的裝調(diào)及檢修知識(shí)目標(biāo)1.了解AGV智能小車的功能及應(yīng)用場(chǎng)景；2.掌握AGV智能小車光電傳感器的使用及檢測(cè)方法；3.掌握AGV智能小車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及控制方法；4.理解AGV智能小車循跡的工作原理；5.掌握AGV智能小車故障檢修方法。

能力目標(biāo)1.能正確述說AGV小車的功能及應(yīng)用場(chǎng)景；2.能正確選用合適的光電傳感器，按工藝標(biāo)準(zhǔn)安裝，規(guī)范調(diào)試AGV小車電路；3.能按要求規(guī)范調(diào)試AGV小車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；4.能根據(jù)任務(wù)要求，完成AGV智能小車循跡功能的簡(jiǎn)單編程及調(diào)試；5.能根據(jù)故障檢測(cè)步驟及方法，排除AGV智能小車出現(xiàn)的各種故障問題。素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致、規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)精神；2.培養(yǎng)安全規(guī)范操作的職業(yè)準(zhǔn)則；3.培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)素養(yǎng)。

規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、JIS工藝標(biāo)準(zhǔn)等）1.GB/T14479-1993《傳感器圖用圖形符號(hào)》2.GB/T7665-2005《傳感器通用術(shù)語(yǔ)》3.GB/T7666-2005《傳感器命名法及代號(hào)》4.JB/T6475-1992《光電開關(guān)》5.JISC5010-1994《印制電路板通則》6.JISC5012-1993《印制電路板試驗(yàn)方法》7.JISC5013-1996《單面及雙面印制電路板》8.JISC5610-1996《集成電路術(shù)語(yǔ)》●學(xué)習(xí)情境

AGV在制造業(yè)的應(yīng)用方面有較大的進(jìn)展，成為智能工廠、智能車間的重要組成部分。在制造業(yè)的生產(chǎn)中用AGV小車代替工人進(jìn)行裝載、搬運(yùn)、卸載等工作，實(shí)現(xiàn)了車間物流的自動(dòng)化，極大的提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平。通過AGV小車與產(chǎn)線的完美結(jié)合，可自動(dòng)化完成每個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)輸、上下料工作，無需工人的參與，且能自動(dòng)記錄搬運(yùn)貨物所存放地點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)無人化管理。圖3-1-1各種類型的AGV小車

AGV在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)景越來越廣泛，不僅在制造業(yè)，在物流業(yè)、柔性生產(chǎn)線、柔性裝配線、機(jī)械加工、家電生產(chǎn)等領(lǐng)域也發(fā)揮重要作用。AGV的應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)在各行業(yè)掀起一場(chǎng)巨變，加快傳統(tǒng)企業(yè)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)。一、AGV小車

AGV(AutomatedGuidedVehicle)，通常也稱為AGV小車，無人搬運(yùn)車，自動(dòng)導(dǎo)航車，激光導(dǎo)航車等。一般指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)航裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)航路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車。二、AGV小車的種類1.電磁感應(yīng)引導(dǎo)式AGV

2.激光引導(dǎo)式AGV3.視覺引導(dǎo)式AGV三、AGV小車的應(yīng)用場(chǎng)景1.倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)2.制造業(yè)3.郵局、圖書館、港口碼頭和機(jī)場(chǎng)4.醫(yī)藥、食品、化工5.危險(xiǎn)場(chǎng)所和特種行業(yè)AGC智能小車認(rèn)知圖3-1-2AGV應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)圖3-1-3AGV搬運(yùn)小車圖3-1-4AGV在未來智慧倉(cāng)儲(chǔ)的應(yīng)用●獲取信息子任務(wù)1AGV智能小車認(rèn)知學(xué)習(xí)任務(wù)

通過查閱AGV小車的認(rèn)知材料，了解AGV小車的應(yīng)用場(chǎng)景、基本知識(shí)及關(guān)鍵控制技術(shù)。以仿真模擬AGV智能小車為載體，識(shí)別AGV小車所涉及的核心芯片、傳感器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，查閱參考資料，規(guī)范使用相關(guān)的器件及模塊。

任務(wù)目標(biāo)1.了解AGV小車的基本知識(shí)及應(yīng)用場(chǎng)景；2.查閱核心器件單片機(jī)、傳感器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的參考資料，按照職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)范使用；3.能正確敘述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。表3-1-1本任務(wù)知識(shí)點(diǎn)列表序號(hào)知識(shí)點(diǎn)具體內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)索引1AGC智能小車概述一、AGV小車二、AGV小車的種類三、AGV小車的應(yīng)用場(chǎng)景新知識(shí)2光電傳感器1.光電傳感器的符號(hào)及原理2.循跡原理新知識(shí)3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路1.H橋式電路2.L298N驅(qū)動(dòng)電路新知識(shí)■思政元素

科技興則民族興，科技強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。今天，我們比歷史上任何時(shí)期都更接近實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的目標(biāo)，比歷史上任何時(shí)期都更有信心、更有能力實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”離不開“科技?jí)簟钡闹?，面向世界科技前沿、面向?jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求，我們比歷史上任何時(shí)期都更需要加快科技創(chuàng)新，掌握競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)。

工廠智能化已成為不可逆的發(fā)展趨勢(shì)，在技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)上，AGV已成為自動(dòng)化技術(shù)升級(jí)重要的核心組成部分。未來AGV的應(yīng)用場(chǎng)景將進(jìn)一步擴(kuò)大，將逐漸深入到制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域及環(huán)節(jié)，以“科技?jí)簟敝啤爸袊?guó)夢(mèng)”的實(shí)現(xiàn)。圖3-1-5科技興國(guó)

中國(guó)夢(mèng)·科技?jí)簟?qiáng)國(guó)夢(mèng)

以“科技?jí)簟敝啤爸袊?guó)夢(mèng)”，中國(guó)科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)歷史性跨越。經(jīng)過新中國(guó)成立以來特別是改革開放以來不懈努力，尤其是近5年，我國(guó)科技發(fā)展取得舉世矚目的偉大成就，科技整體能力持續(xù)提升，一些重要領(lǐng)域方向躋身世界先進(jìn)行列，某些前沿方向開始進(jìn)入并行、領(lǐng)跑階段，正處于從量的積累向質(zhì)的飛躍、點(diǎn)的突破向系統(tǒng)能力提升的重要時(shí)期。知識(shí)點(diǎn)活頁(yè)一

AGV智能小車器件識(shí)別及應(yīng)用◆問題引導(dǎo)1.AGV智能小車的控制芯片是單片機(jī)嗎？型號(hào)是什么？與你之前學(xué)習(xí)過的51系列單片機(jī)有什么不一樣的嗎？2.觀察AGV智能小車，指出所使用的傳感器有哪些？循跡傳感器安裝在哪個(gè)位置？試敘述循跡的原理。3.什么是H橋式電路？它是如何實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)和短路制動(dòng)狀態(tài)的控制的？4.AGV智能小車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是怎樣的？試簡(jiǎn)單敘述其工作原理。圖3-1-6基于STC單片機(jī)的AGV智能小車◆知識(shí)學(xué)習(xí)

在智能控制體驗(yàn)工作平臺(tái)，配備有仿真模擬AGV智能小車。該小車由主控芯片STC單片機(jī)、紅外對(duì)射管檢測(cè)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、紅外循跡傳感器電路等組成，融合了工業(yè)AGV小車的各功能特點(diǎn)，包含：無線通信控制、雙向色帶循跡、碰撞檢測(cè)、鋰電池供電等功能，如圖3-1-6所示。一、傳感器傳感器名稱傳感器實(shí)物圖片傳感器符號(hào)用途光電傳感器

用于AGV小車循跡檢測(cè)光電開關(guān)（光電傳感器）也稱光遮斷器是一種運(yùn)用光線為控制信號(hào)的開關(guān)，光電開關(guān)即是一種由紅外線發(fā)射二極管與光敏三極管封裝在一起的組件。它有兩個(gè)懸臂，一個(gè)是發(fā)光二極管，另一個(gè)是光敏三極管。

光電開關(guān)內(nèi)部的光敏三極管和一般三極管不同，其集電極電流是由基極電流上的光線所觸發(fā)的。接上電源后，發(fā)光二極管發(fā)出的光線照射到光敏三極管上，此時(shí)集電極電流導(dǎo)通，光遮斷器開關(guān)為通路；當(dāng)發(fā)光二極管和光敏三極管之間的光線被遮斷時(shí)間，則形成斷路。目前市場(chǎng)上出售的光電開關(guān)主要有兩個(gè)類型，一是對(duì)射式，二是反射式。實(shí)物圖如圖3-1-7所示。表3-1-2傳感器列表1.光電傳感器（TCRT5000）（a）對(duì)射式

（b）反射式

（c）實(shí)物圖圖3-1-7對(duì)射式和反射式光電開關(guān)2.AGV小車紅外傳感器循跡原理

AGV智能小車采用TCRT5000傳感器。TCRT5000傳感器的工作原理，與一般的紅外傳感器一樣,TCRT5000具有一個(gè)紅外發(fā)射管和一個(gè)紅外接收管。當(dāng)發(fā)射管的紅外信號(hào)經(jīng)反射被接收管接收后，接收管的電阻就會(huì)發(fā)生變化，在電路上一般體現(xiàn)為電壓的變化。再經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換或LM324等電路整形后，就能得到處理后的輸出信號(hào)。

AGV小車紅外傳感器循跡的基本原理是利用物體的反射性質(zhì)。當(dāng)紅外線發(fā)射到黑線上時(shí)會(huì)被黑線吸收掉；發(fā)射到其他顏色的材料上時(shí)，會(huì)有反射到紅外的接收管上。我們可以根據(jù)這點(diǎn)特性完成小車循跡功能。

以下為處理直線、小彎、直角的紅外傳感器狀態(tài)分析：圖3-1-8紅外傳感器循跡位置分析二、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

AGV智能小車采用L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝，含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載。L298N能夠根據(jù)輸入電壓的大小不同，控制輸出不同的電壓和功率，解決負(fù)載能力不夠的問題。1.H橋式電路

橋式電路是電機(jī)控制中一種最基本的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)?？刂齐姍C(jī)正反轉(zhuǎn)的橋式驅(qū)動(dòng)電路有單電源和雙電源兩種驅(qū)動(dòng)方式，如圖3-1-6所示。圖中的4個(gè)二極管為續(xù)流二極管，其主要作用是用以消除電機(jī)所產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)，避免該反向電動(dòng)勢(shì)對(duì)晶體三極管的反向擊穿。圖3-1-9H橋式電路的電路圖

單電源方式的橋式驅(qū)動(dòng)電路又稱為H橋方式驅(qū)動(dòng)。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)三極管Q1和Q4導(dǎo)通，反轉(zhuǎn)時(shí)Q2和Q3導(dǎo)通，兩種情況下，加在電機(jī)兩端的電壓極性相反。當(dāng)4個(gè)三極管全部關(guān)斷時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若是Q1與Q3關(guān)斷，而Q2與Q4同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)處于短路制動(dòng)狀態(tài)，將在瞬間停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這四種狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的H橋式驅(qū)動(dòng)電路狀態(tài)如圖3-1-10所示。圖3-1-10H橋電路的四種狀態(tài)

從左到右分別表示H橋式驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)工作狀態(tài)的切換，電機(jī)分別處于正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)和短路制動(dòng)4個(gè)狀態(tài)。2.L298N驅(qū)動(dòng)電路（1）L298N驅(qū)動(dòng)電路采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制，控制引腳為IN1、IN2、IN3、IN4；（2）具有兩個(gè)使能控制端：ENA、ENB，在不受輸入信號(hào)影響的情況下，可（高電平）

允許或（低電平）禁止驅(qū)動(dòng)器件工作；（3）有5V邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分工作在低電壓下。（4）電機(jī)的控制方式如表3-1-3所示。使能端電機(jī)M1控制引腳狀態(tài)L298N引腳ENAIN1IN2

單片機(jī)引腳

P10P11

電平控制方式1110M1正轉(zhuǎn)101M1反轉(zhuǎn)PWM控制方式21IN1(PWM)>IN2(PWM)M1正轉(zhuǎn)1IN1(PWM)<IN2(PWM)M1反轉(zhuǎn)

0無效停止表3-1-3電機(jī)M1的控制方式注：直流電機(jī)M2的控制方法與M1同理。2.L298N驅(qū)動(dòng)電路

1）直流電機(jī)速度的調(diào)節(jié)與控制

直流電機(jī)可通過IN1/IN2、IN3/IN4接口輸入PWM信號(hào)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，也可以通過使能端ENA和ENB輸入PWM脈寬調(diào)制信號(hào)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。2）直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

信號(hào)輸入端IN1=1、IN2=0或者IN1(PWM)>IN2(PWM)，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)；信號(hào)輸入端IN1=0、IN2=1或者IN1(PWM)<IN2(PWM)，電機(jī)M1反轉(zhuǎn)，L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖如圖3-1-11所示。圖3-1-11L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

圖3-1-12所示為L(zhǎng)298N雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)物圖。雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的相關(guān)參數(shù)如下：（1）工作模式：H橋驅(qū)動(dòng)（雙路）（2）主控芯片：L298N（3）邏輯電壓：5V（4）驅(qū)動(dòng)電壓：5V-35V（5）邏輯電流：0mA-36mA（6）驅(qū)動(dòng)電流：2A(MAX單橋)（7）存儲(chǔ)溫度：-20℃到+135℃（8）功率：25W圖3-1-12L298N雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)物圖●任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2AGV智能小車的裝調(diào)及檢測(cè)學(xué)習(xí)任務(wù)

AGV小車的種類、引導(dǎo)方式及應(yīng)用場(chǎng)景很多，本任務(wù)主要以仿真模擬AGV智能小車為載體，根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)要求制作電路，規(guī)范調(diào)試AGV智能小車的硬件電路，實(shí)現(xiàn)模擬AGV小車的循跡及載貨功能，體驗(yàn)AGV小車的工作場(chǎng)景。任務(wù)目標(biāo)1.能根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，安裝、調(diào)試硬件電路；2.能根據(jù)AGV小車的故障現(xiàn)象，按步驟正確排除電路故障；3.在老師的引導(dǎo)下，能簡(jiǎn)單調(diào)用相關(guān)子程序，調(diào)試AGV智能小車的電機(jī)運(yùn)行、尋跡等功能程序。設(shè)備及工具

設(shè)備及工具要求，如表3-1-4所示。表3-1-4

設(shè)備及工具序號(hào)設(shè)備及工具數(shù)量1萬用表1塊2穩(wěn)壓電源1臺(tái)3示波器1臺(tái)4電烙鐵、烙鐵架、尖嘴鉗、斜口鉗等1套5計(jì)算機(jī)（含編程軟件）1臺(tái)6AGV小車1臺(tái)7下載線、測(cè)試線等1套實(shí)訓(xùn)活頁(yè)一電路的安裝與調(diào)試一、電路原理圖識(shí)讀圖3-1-13AGV小車主控電路原理圖1.AGV小車主控電路圖

AGV小車的主控電路原理圖如圖3-1-13所示。電路采用12V的鋰電池供電，通過7805穩(wěn)壓電路輸出5V電源給單片機(jī)，AGV小車核心控制器件采用STC12C5A60S2單片機(jī)。圖3-1-14循跡模塊電路原理圖2.循跡電路

AGV小車采用的是八路紅外傳感器，分別連接在AGV小車STC單片機(jī)主控板上的L1、L2、L3、L4、R1、R2、R3、R4口上，對(duì)應(yīng)STC單片機(jī)引腳為P00-P07引腳。中間兩路紅外傳感器檢測(cè)到黑線，小車則會(huì)直行，當(dāng)中間任意一路紅外傳感器出來，則AGV小車會(huì)自動(dòng)糾正。如果最外面的紅外傳感器檢測(cè)到黑線，則AGV小車以更大速度糾正到正確黑線上面，從而完成AGV小車循跡功能。

紅外循跡傳感器電路中，用到了LM324比較器。通過TCRT5000傳感器檢測(cè)黑線，輸出接收到的信號(hào)給到LM324，接收電壓與比較電壓比較之后，輸出信號(hào)為高低電平。而比較電壓的大小值，可以通過可調(diào)電阻（R20、R21、R22、R23、R38、R39、R41、R44）去調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，可提高紅外循跡傳感器的檢測(cè)黑線靈敏度。故MCU通過高低電平判斷是否檢測(cè)到黑線。

圖3-1-15L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖3.電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

圖3-1-15所示為L(zhǎng)298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖。M1、M2兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)接兩個(gè)接口，ENA、ENB兩個(gè)使能端接高電平，單片機(jī)P1.0\P1.1、P1.2\P1.3分別接IN1\IN2、IN3\IN4引腳。按上述控制方式，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制智能小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等狀態(tài)。在正常工作電壓范圍，電壓越高直流電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。二、電路安裝與調(diào)試圖3-1-15電路PCB圖1.電路的安裝

（1）按照?qǐng)D3-1-15所示電路PCB圖，正確安裝各元器件。序號(hào)元件名稱元件參數(shù)1STC單片機(jī)STC12C5A60S22光電傳感器TCRT50003電機(jī)驅(qū)動(dòng)L298N4穩(wěn)壓集成電路78055運(yùn)算放大器LM3246減速電機(jī)GA12-N207串口轉(zhuǎn)換芯片CH340表3-1-5核心元件列表二、電路安裝與調(diào)試圖3-1-16電路焊接實(shí)物圖1.電路的安裝（2）按照電路PCB圖正確焊接制作電路，如圖3-1-16所示。2.電路的調(diào)試（1）電路檢查無誤后，接入12V的鋰電池，觀察電源指示燈是否工作正常；（2）把AGV小車放置在黑色循跡線，觀察循跡傳感器的各種狀態(tài)；（3）把搬運(yùn)的物品放置在AGV小車上，觀察傳感器的工作狀態(tài)；（4）給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的IN1、IN2、IN3、IN4引腳，按電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工作原理，輸入不同的電平信號(hào)，觀察電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。■思政元素

安全操作規(guī)程是規(guī)定的程序，要求員工在日常工作中遵循以確保安全。忽視操作規(guī)程在生產(chǎn)中的重要作用，可能引發(fā)各種安全事故，給公司和員工帶來經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害，嚴(yán)重危及生命安全，造成不可挽回的人生遺憾。

因此，在今后的工作、生活及學(xué)習(xí)中，我們要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，遵守規(guī)則，不斷學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高安全意識(shí)。例如：在電路調(diào)試過程中，我們要明確操作步驟，注意安全操作規(guī)范，防止出現(xiàn)電源短路或因操作不當(dāng)導(dǎo)致儀器損壞等現(xiàn)象，樹立安全生產(chǎn)、安全操作的意識(shí)。三、AGV小車的維護(hù)及檢修1.AGV小車電路故障檢測(cè)方法

電子電路故障排查一般可以通過輸入到輸入順序檢測(cè)，也可以從輸出到輸入的反向方法檢測(cè)。（1）直接觀察（2）萬用表檢測(cè)（3）信號(hào)尋跡法（4）對(duì)比方法（5）替換法（6）旁路檢查法（7）短路檢查法（8）斷路檢查法三、AGV小車的維護(hù)及檢修2.排除故障（1）循跡故障智能小車的循跡模塊電路如圖3-1-17所示。U1為光電開關(guān)ST188，當(dāng)遇到“白邊”時(shí)，U1內(nèi)部的紅外線發(fā)射二極管發(fā)射的信號(hào)被反射到光敏三極管接收后，光敏三極管導(dǎo)通，A點(diǎn)為低電平，經(jīng)過74HC04非門后輸出高電平。當(dāng)遇到“黑邊”時(shí)，U1內(nèi)部的紅外線發(fā)射二極管發(fā)射的紅外信號(hào)被“黑邊”吸收，光敏三極管截止，A點(diǎn)為高電平，經(jīng)過74HC04非門后輸出低電平。①采用“直接觀察法”②采用“信號(hào)尋跡法”檢測(cè)電路故障

（2）其他故障AGV小車除了循跡的故障比較常見外，還有工件檢測(cè)的故障、到達(dá)終點(diǎn)不停機(jī)、電機(jī)不轉(zhuǎn)等故障，需要根據(jù)實(shí)際的情況，運(yùn)用故障排除的方法進(jìn)行排除。圖3-1-17智能小車的循跡電路圖實(shí)訓(xùn)活頁(yè)二

AGV智能小車程序調(diào)試一、子程序的應(yīng)用把AGV小車放置在黑線上，根據(jù)紅外傳感器檢測(cè)的狀態(tài)，分別調(diào)用前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、后退等電機(jī)動(dòng)作子程序。1.電機(jī)控制子程序以下提供兩個(gè)輪子的編程調(diào)試子程序，四個(gè)輪子的程序調(diào)試，可參考兩個(gè)輪子的程序編寫。2.AGV小車紅外傳感器循跡子程序根據(jù)AGV小車的4個(gè)光電傳感器的循跡位置的分析，可得到4個(gè)光電傳感器的信號(hào)規(guī)律，如表3-1-6所示。通過4個(gè)光電傳感器的信號(hào)狀態(tài)，即可按照實(shí)際情況控制智能AGV小車的工作。序號(hào)狀態(tài)狀態(tài)程序調(diào)用11001前進(jìn)go();21011左轉(zhuǎn)left();31101右轉(zhuǎn)rignt();40001左直角前進(jìn)時(shí)stop();51000右直角后退時(shí)stop();表3-1-6紅外傳感器循跡傳感器信號(hào)狀態(tài)●能力拓展智能物料運(yùn)送小車的設(shè)計(jì)與制作

一、產(chǎn)品用途及功能1.產(chǎn)品用途

本智能物料運(yùn)送小車在裝載物料后，自動(dòng)出發(fā)，根據(jù)設(shè)定的路線將物料運(yùn)送到指定的終點(diǎn)，利用舵機(jī)模塊進(jìn)行物料的自動(dòng)卸料，小車能自動(dòng)的返回出發(fā)地進(jìn)行下一個(gè)物料的運(yùn)送，直到所有的物料運(yùn)送完成。在運(yùn)送過程中，小車能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的避障，循跡，卸料及其語(yǔ)音播放的功能，并且在出發(fā)地，卸料地，遇到障礙地及其回到出發(fā)地的關(guān)鍵位置上設(shè)置了語(yǔ)音提示。2.功能描述（1）循跡功能：智能物料小車根據(jù)設(shè)計(jì)的路線將物料運(yùn)送到指定的終點(diǎn)。（2）裝卸物料功能：人工裝卸物料，自動(dòng)從車的右側(cè)卸料。（3）語(yǔ)音播放功能：按動(dòng)出發(fā)按鈕，先發(fā)出“接受送貨任務(wù)，5秒后出發(fā)”，行駛過程要發(fā)出音樂提示聲音卸下物料后，發(fā)出“卸貨完成，返回”語(yǔ)音提示，運(yùn)送車自動(dòng)返回出發(fā)地點(diǎn)，關(guān)閉行駛音樂提示聲音，發(fā)出“送貨完成，請(qǐng)求新任務(wù)”語(yǔ)音提示。（4）拓展功能：①在進(jìn)入D通道E區(qū)（出發(fā)400mm左右）處遇障礙物時(shí)，運(yùn)送車自動(dòng)倒后，回到出發(fā)點(diǎn)，并發(fā)出“通道受阻，請(qǐng)求更改任務(wù)”語(yǔ)音請(qǐng)求。遇障礙物移開后，按動(dòng)出發(fā)按鈕，自動(dòng)到達(dá)終點(diǎn)。②在進(jìn)入D通道F區(qū)700cmm左右處遇障礙物時(shí)，從當(dāng)前車道左側(cè)繞過障礙物后，回到正常行駛車道（距障礙物不超過50cm），完成物料運(yùn)送并返回（5）工作平臺(tái)如下圖3-1-18所示：圖3-1-18工作平臺(tái)二、硬件安裝及調(diào)試1.硬件框圖

本產(chǎn)品硬件部分可以分為七大功能模塊：循跡檢測(cè)模塊、紅外避障模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音播放模塊、物料卸載模塊、CPU控制單元模塊和電源模塊。其系統(tǒng)框圖如圖3-1-19所示：AT89S51圖3-1-19智能物料運(yùn)送小車的系統(tǒng)框圖

2.電路原理圖智能物料運(yùn)送小車核心電路原理如圖3-1-20所示。AT89S51圖3-1-20智能物料運(yùn)送小車核心電路原理圖

3.智能物料運(yùn)送小車的PCB圖設(shè)計(jì)與制作

智能物料運(yùn)送小車的PCB設(shè)計(jì)圖主要包含了單片機(jī)STC89C52控制核心單元，語(yǔ)音播放模塊電路和相應(yīng)的I/O連接口，其中循跡、直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、紅外避障、物料卸載等電路均采用相對(duì)獨(dú)立的模塊，其PCB制板的設(shè)計(jì)圖如圖2-2-18所示。通過多次對(duì)試制的智能物料運(yùn)送小車的調(diào)試及修改，最后確定設(shè)計(jì)方案。

最終設(shè)計(jì)的智能小車PCB圖如圖3-1-21所示，發(fā)廠制板或在實(shí)訓(xùn)室自制PCB板，核心電路PCB板實(shí)物如圖3-1-22所示。圖3-1-21智能小車電路PCB圖圖3-1-22智能小車PCB板實(shí)物圖4.智能物料小車的安裝與調(diào)試

根據(jù)智能物料運(yùn)送小車的整體設(shè)計(jì)原理圖和裝配工藝圖，選擇元器件進(jìn)行PCB電路板的焊接，各功能模塊電路的裝配，組裝小車，進(jìn)行整體電路的連接與調(diào)試，并將編寫好的程序通過ISP下載器下載到單片機(jī)主控芯片中，接上電源，利用萬用表及其它電子儀器檢測(cè)相關(guān)參數(shù)符合要求后，再把小車放到事先鋪設(shè)好的軌道上作進(jìn)一步智能循跡、避障、語(yǔ)音播放、物料卸載等功能的調(diào)試，并記錄小車完成指定任務(wù)的時(shí)間及其他參數(shù)。智能物料運(yùn)送小車的裝配實(shí)物圖如圖3-1-23所示。圖3-1-23智能物料運(yùn)送小車的裝配實(shí)物圖5.軟件功能模塊設(shè)計(jì)

軟件部分主要包含主程序和相關(guān)功能模塊的子程序。其中主程序流程如圖3-1-24所示，包含：初始化程序、按鍵掃描程序及通道循跡卸貨子程序；定時(shí)中斷處理程序流程如圖3-1-25所示，包含：左右輪轉(zhuǎn)速趨勢(shì)控制程序、左右輪PWM控制程序；循跡信號(hào)檢測(cè)子程序流程，包含各循跡狀態(tài)應(yīng)調(diào)用的子程序，具體如圖3-1-26所示。通道循跡卸貨控制程序流程如圖3-1-27所示，主要包含各個(gè)通道的卸貨狀態(tài)子程序。圖3-1-24主程序流程圖圖3-1-25中斷處理流程圖圖3-1-26循跡信號(hào)檢測(cè)子程序流程圖圖3-1-27通道循跡卸貨控制程序流程圖圖3-1-28小車運(yùn)行調(diào)試圖（小車在智能循跡運(yùn)送物料、自動(dòng)卸載物料）

智能循跡物料運(yùn)送小車的調(diào)試過程如圖3-1-28所示，經(jīng)過調(diào)試實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)料小車的功能。一、任務(wù)總結(jié)1.AGV(AutomatedGuidedVehicle)，通常也稱為AGV小車，無人搬運(yùn)車，自動(dòng)導(dǎo)航車，激光導(dǎo)航車等。2.根據(jù)AGV的導(dǎo)航方式，可分為：電磁感應(yīng)引導(dǎo)式AGV、激光引導(dǎo)式AGV、視覺引導(dǎo)式AGV、鐵磁陀螺慣性引導(dǎo)式AGV、光學(xué)引導(dǎo)式AGV等多種形式的AGV。3.STC12C5A60S2系列單片機(jī)是單時(shí)鐘/機(jī)器