今天我們將使用AVR 單片機構(gòu)建一個線跟隨機器人。

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

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

　　線跟隨機器人的概念

　　紅外傳感器是該項目的關(guān)鍵參與者。紅外傳感器放置在機器人的前面，以跟蹤繪制的黑線和表面。機器人放置在生產(chǎn)線之間，在紅外傳感器的幫助下，機器人跟蹤生產(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)移動電機，并再次將機器人帶到路徑上。

　　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才會返回。然而，所有表面都不會反射紅外光，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 IR 傳感器 來檢查機器人是否在軌道上，并使用兩個電機來糾正機器人是否移出軌道。這些電機需要大電流并且應(yīng)該是雙向的；因此我們使用像 L293D 這樣的電機驅(qū)動模塊。我們還需要一個像 ATmega16這樣的微控制器 來根據(jù)來自 IR 傳感器的值來指示電機。其簡化框圖如下所示。

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

　　如果左傳感器出現(xiàn)在黑線上，則微控制器通過單獨旋轉(zhuǎn)右輪來指示機器人左轉(zhuǎn)。

　　如果右傳感器出現(xiàn)在黑線上，則微控制器通過單獨旋轉(zhuǎn)左輪來指示機器人右轉(zhuǎn)。

　　如果兩個傳感器都在黑線上，機器人停止。

　　這樣，機器人將能夠在不超出軌道的情況下跟隨線路。現(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（2臺）

　　紅外傳感器模塊（2個）

　　L293D 模塊

　　無線電源（例如電池、移動電源）

　　機器人躺椅

　　Atmega16微控制器IC

　　16Mhz 晶體振蕩器

　　兩個 100nF 電容器

　　兩個 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

　　為線跟隨機器人編程 Atmega16

　　這里 Atmega16 使用 USBASP 和 Atmel Studio7.0 進行編程。如果您不知道如何使用 USBASP 對 Atmega16 進行編程，請訪問鏈接。完整的程序在項目結(jié)束時給出，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。

　　我們試圖使代碼盡可能簡短。所以我們在這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。

　　我們遵循四個條件來讀取槽式紅外傳感器。紅外傳感器根據(jù)它們在機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。以下條件將決定機器人的運動。

　　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 的兩個輸入引腳來驅(qū)動兩個電機。

/* 使用 Atmega16 的線跟隨機器人

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（無效）

{

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

DDRC=0xFF；// 使端口作為輸出連接電機引腳



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；// 如果兩個傳感器都為零

} // 然后停止機器人

別的{

PORTC=0b00000001；// 如果右為ON，則向左走

}

}



else // 檢查左傳感器是否打開

{

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

} // 所以向右走

別的{

端口C=0b00000011；// 如果兩個傳感器都打開

} // 然后繼續(xù)移動機器人

}

}

}