使用AVR微控制器ATmega16的循迹机器人

在本篇文章中，我们将使用AVR Atmega16微控制器制作另一个小工具。如果您是AVR微控制器的新手，那么您可以参考之前的AVR项目和教程。

制作一个机器人对所有电子爱好者来说都是一项挑战。如果机器人可以在没有任何外部指令的情况下自动执行某些操作，那么可以最大化这种挑战。电子初学者最常制作的机器人之一是循迹机器人。顾名思义，机器人将遵循表面上绘制的线条。线不必是直线。此外，线条可以是任何颜色。

大多数红外传感器用于检测线条。红外传感器可以很好地检测白色或黑色表面。虽然您可以使用其他能够检测所有颜色的复杂传感器，并且可以制作可以跟随所有颜色线的机器人。即使通过改变角度改变路径并保持跟随线路，机器人也应该能够检测线。此外，它应该停在停止区进入线的任何地方。

循迹机器人现在广泛用于制造业、医疗、家庭应用和货物仓库。机器人不仅限于这些应用，并且可以在许多未来的应用中扩展其应用。

循迹机器人的概念

红外传感器是该项目的关键组件。红外传感器放置在机器人的前侧，以跟踪绘制的黑线和表面。机器人放置在线路之间，借助IR传感器，机器人可以跟踪线路。红外传感器将读数反馈给微控制器，在红外读数的帮助下，微控制器将电机左侧或右侧移动，并再次将机器人带到路径上。

循迹机器人能够借助IR传感器跟踪线路。该传感器具有红外发射器和红外接收器。 IR发射器（IR LED）发射光，接收器（光电二极管）等待发射的光返回。只有当表面反射时，红外光才会返回。然而，所有表面都不反射红外光，只有白色的颜色表面可以完全反射它们，黑色表面将完全吸收它们，如下图所示。

现在我们将使用两个红外传感器来检查机器人是否与线路一起跟踪，如果机器人移出轨道，则需要两个马达来校正机器人。这些电机需要大电流，应该是双向的；因此我们使用像L293D这样的电机驱动模块。我们还需要一个像ATmega16这样的微控制器来根据红外传感器的值来指示电机。其简化框图如下所示。

这两个红外传感器将放置在线路的两侧。如果没有传感器检测到黑线，则AVR微控制器指示电机向前移动，如下所示

如果左侧传感器出现黑线，则微控制器通过单独旋转右侧车轮指示机器人向左转。

如果右侧传感器出现黑线，则微控制器通过单独旋转左侧车轮指示机器人向右转。

如果两个传感器都是黑线，则机器人停止。

通过这种方式，机器人将能够在不离开赛道的情况下跟随线路。现在让我们看看电路和代码是怎样的。

需要的组件

●    直流减速电机（2台）

●    红外传感器模块（2个单元）

●    L293D模块

●    无线电源（例如电池，移动电源）

●    机器人底座

●    Atmega16微控制器IC

●    跳线

●    面包板

●    USBASP v2.0

电路原理图

连接所有组件，如下图所示

为循迹机器人编程Atmega16

Atmega16使用USBASP和Atmel Studio7.0进行编程。如果您不知道如何使用USBASP编程Atmega16，请访问该链接。完成程序在项目结束时给出，只需使用JTAG编程器和Atmel Studio 7.0在Atmega16上传程序，如前一篇教程中所述。

我们尽力保持代码简洁明了。所以我们在这段代码中使用了宏和特殊功能寄存器。

1. if(bit_is_clear(PINA,leftSen)){        // check if left sensor is OFF

复制代码

该语句检查左传感器所连接的PA0是低还是高。

我们有四个条件来读取红外传感器。红外传感器根据它们在机器人前侧的位置命名。左IR是左传感器，右IR是右传感器。以下条件将决定机器人的运动。

我们根据上述条件编写了代码。唯一的变化是我们只使用L293D的两个输入引脚来驱动两个电机。

代码

下面给出了本篇文章的完整代码。

1. /* Line Follower Robot Using Atmega16
   

2.    Circuit Digest(www.circuitdigest.com) */
   

3. 
   

4. #include
   

5. #define leftSen PA0                //Connect Left Sensor At PA0
   

6. #define rightSen PA1               //Connect Right Sensor At PA1
   

7. 
   

8. int main(void)
   

9. {
   

10. DDRA=0xFC;                // make PA0,PA1 as input for both sensors 0x0b11111100
    

11. DDRC=0xFF;      // make Port  as output to connect motor pins
    

12. 
    

13. while(1)
    

14. {
    

15. PINA=0x03;             //initialize PA0 and PA1
    

16. if(bit_is_clear(PINA,leftSen)){        // check if left sensor is OFF
    

17. 
    

18.    if(bit_is_clear(PINA,rightSen)) {    // check if right sensor is OFF
    

19.     PORTC=0b00000000;       // if both sensor zero
    

20.     }       // then stop the robot
    

21.    else{
    

22.     PORTC=0b00000001;                  // if right is ON then take left
    

23.   }
    

24. }
    

25. 
    

26. else                                  // check if left sensor in ON
    

27. {
    

28.    if(bit_is_clear(PINA,rightSen)) {   // check if right sensor is OFF
    

29.     PORTC=0b00000010;      // it means left sensor is ON
    

30. }      // so take right
    

31.    else{
    

32.     PORTC=0b00000011;            // if both sensor is ON
    

33.        }     // then keep moving the robot
    

34.     }
    

35.    }
    

36. }