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机器人的线路跟随器
发布时间:2021-05-08
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机器人的线路跟随器
发布时间:2021-05-08
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硬件部件:

软件应用程序:

  •  GreenPAK Designer软件

理论:

仅使用预定义的逻辑门NAND,AND,OR,NOR和NOT的经典方法,以及充分利用GreenPAK具有的可编程LUT的优势。

直线跟随器是一种机器人,可以跟随白色背景上的黑线轨迹,如图。

黑白具有最大的对比度属性,可以使用TCRT5000,其原理图如下:

TCRT5000是反射型光学传感器,由两部分组成:IR LED和IR接收器。输出为数字信号,白色为高电平,黑色为低电平。

每个TCRT5000都有一个输出,将在1、2和3中调用它。

设计:

逻辑数据

电动机为1表示电动机正在旋转、0表示电动机已停止。为了保持简单的设计,将仅驱动两个电动机。电机的位置如下图。可以设计任意数量的传感器阵列,但可以是三个TCRT 5000,如下所示。TCRT 5000之间的理想距离应该是黑线的宽度。

设计顺序:使用卡诺图为每个电机简单地获得逻辑方程式。

1)A电机的卡诺图。

X状态表示在正常情况下不会出现该组合,这意味着电动机旋转还是停止都没有关系。

因此,A电动机的逻辑方程为:

AMotor = IN1

2)B电机的卡诺图。

B电动机的逻辑方程式:

BMotor = IN1´ + IN2´IN3

通常,为了仅使用一种或两种类型的逻辑门,进行一些布尔代数运算,直到得到以下等式:

BMotor =(IN1(IN2´IN3)´)´

如果三个传感器都在黑线之外,则IN 1,IN 2和IN 3都将读为HIGH,对于这种配置,这会使汽车旋转,直到可以再次找到黑线为止。

也就是说,当传感器都为低电平时,汽车将完全停止行驶。如果要以完全相同的形式对其进行编程,将获得如图所示的配置。

使用GreenPAK进行设计优化:

GreenPAK的优点:这些设计可以使用预制逻辑门来实现。但是,让它如此受工程师青睐的是他们使用可编程逻辑单元实现完全任意逻辑表的能力。

下图说明了使用LUT表比实现预定逻辑门容易得多。

使用LUT的完全可编程功能,可以大大减少GreenPAK内部资源的使用,并进一步简化线路跟随器的设计。

在下图中,可以看到只有一个LUT表可以完成第一个GreenPAK设计中所示的其他3个逻辑门所完成的所有处理。

注意事项:

要为GreenPAK供电,可以将其连接到LN298N的5v引脚,并使用12伏电池为GreenPAK供电。如图所示。

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