線路跟隨機器人是一個簡單而迷人的機器人，適合大多數學生/業余愛好者建造。在本教程中，我們將學習線路跟隨機器人的工作原理以及如何使用PIC 微控制器 PIC16F877A構建一個。PIC16F877A是Microchip的40引腳多用途MCU，我們在完整的PIC教程系列中使用了該IC。

所需材料：

PIC16F877A

紅外傳感器 （2否）

直流減速電機 （2Nos）

L293D 電機驅動器

貴妃椅（您也可以使用紙板建造自己的躺椅）

移動電源（任何可用的電源）

線路跟隨器的概念

線路跟隨機器人能夠在紅外傳感器的幫助下跟蹤線路。該傳感器具有紅外發射器和紅外接收器。紅外發射器 （IR LED） 傳輸光，接收器（光電二極管）等待透射光返回。紅外光只有在被表面反射時才會返回。然而，所有表面都不反射紅外光，只有白色彩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。

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現在，我們將使用兩個紅外傳感器來檢查機器人是否與線路一起在軌道上，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，應該是雙向的;因此，我們使用L293D等電機驅動器模塊。我們還需要一個像PIC這樣的微控制器，根據紅外傳感器的值來指導電機。簡化的框圖如下所示。

這兩個紅外傳感器將放置在線路的兩側。如果沒有傳感器檢測到黑線，則PIC微控制器指示電機向前移動，如下所示

如果左側傳感器出現在黑線上，則微控制器通過單獨旋轉右輪來指示機器人向左轉動。

如果右傳感器出現在黑線上，則微控制器通過單獨旋轉左輪來指示機器人向右轉。

如果兩個傳感器都位于黑線上，則機器人停止。

這樣，機器人將能夠在不離開軌道的情況下跟隨線路。現在讓我們看看電路和代碼是什么樣的。

電路圖及說明：

這款基于 PIC 的線路跟隨機器人的完整電路圖如下所示

該電路采用兩個紅外傳感器和一對直流減速電機以及一個電機驅動器模塊，如上所示。本項目中使用的電機驅動器模塊是L293D，我們需要一個電機驅動器，因為PIC微控制器的輸出引腳無法為電機驅動提供足夠的電流。該模塊將直接由電路中所示的電源（5V）供電。該模塊有四個引腳（每個電機兩個），連接到PIC以控制電機的方向。我們還有兩個紅外傳感器，用作PIC微控制器的輸入。如果這些傳感器在白色表面上，它們將變為高電平（1），而在黑色表面上時，它們將變為低（0）。下表顯示了完整的引腳連接。

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在實際硬件中，我使用了一個移動電源，它將直接通過其USB端口提供+ 5V的輸出;因此，我繞過了 7805 穩壓器，并使用它為 PIC、傳感器和電機供電。您可以執行相同的操作，例如使用12V電池和穩壓器，如電路所示。

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PIC微控制器編程：
準備好硬件后，就該開始編程了。本頁末尾給出了此PIC線路跟隨器機器人項目的完整程序。但是，重要的塊解釋如下。

通過以下行初始化 I/O 引腳。2 個紅外傳感器引腳用作輸入，4 個電機引腳充當輸出引腳。

TRISD2 = 1; TRISD3 = 1; //Bath the IR sensor pins are declared as input
TRISC4 = 0; TRISC5 = 0; //Motor 1 pins declared as output
TRISC6 = 0; TRISC7 = 0; //Motor 2 pins declared as output
現在，我們必須讀取紅外傳感器的狀態并相應地控制電機。例如，如果兩個傳感器都很高（不在黑線下），那么我們將兩個電機向前移動，如下程序所示。

if (RD2==1 && RD3==1) //Both sensor not over balck line
{
RC4=0; RC5=1; //Motor 1 forward
RC6=1; RC7=0; //Motor 2 forward
}
如果左側傳感器越過黑線，則我們通過保持電機 1 靜止并向前旋轉電機 2 來右轉。這種類型的車削稱為差速車削。

else if (RD2==0 && RD3==1) //Left sensor is over black line
{
RC4=1; RC5=1; //Motor 1 stop
RC6=1; RC7=0; //Motor 2 forward
}
同樣，如果右側傳感器越過黑線，則機器人通過保持第二個電機靜止并單獨向前旋轉第一個電機來左轉，如下所示。

else if (RD2==1 && RD3==0) //Right sensor is over black line
{
RC4=0; RC5=1; //Motor 1 forward
RC6=1; RC7=1; //Motor 2 stop
}
最后，如果兩個傳感器都處于黑線下方，那么是時候停止機器人了。這可以通過將兩個電機的所有引腳調高來完成。執行相同操作的代碼如下所示

else //Both Sensor over black line
{
RC4=1; RC5=1; //Motor 1 stop
RC6=1; RC7=1; //Motor 2 stop
}
也就是說，程序已經準備就緒，可以使用任何程序員（如PicKit）上傳到PIC。

PIC 線路跟隨器的實際應用：

一旦硬件和代碼準備就緒，就該采取一些行動了。如前所述，我已經使用移動電源為機器人供電，所以我所要做的就是簡單地將移動電源連接到已經設置硬件并上傳代碼的機器人。

PIC Perf 板是為我們的 PIC 教程系列制作的，在該系列中，我們學習了如何使用 PIC 微控制器。如果您不知道如何使用 Pickit 3 刻錄程序，您可能希望回到使用 MPLABX 和 XC8 的 PIC 微控制器教程，因為我將跳過所有這些基本信息。

現在，只需在黑線上啟動機器人，您應該按照黑線觀察它。

在這種情況下，您可能會在開始時遇到一些困難，請進一步閱讀。如果車輪以相反的方向旋轉，只需互換電機的極性，而電機的車輪則以相反的方向旋轉。如果機器人偏離線路，請交換紅外傳感器，一切都應該很好。

/*

Line Follower using PIC16F877A

* Code by: B.Aswinth Raj

* Dated: 11-09-2017

* More details at: www.CircuitDigest.com

*/


#include


#pragma config FOSC = HS // Oscillator Selection bits (HS oscillator)

#pragma config WDTE = OFF // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled)

#pragma config PWRTE = ON // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)

#pragma config BOREN = ON // Brown-out Reset Enable bit (BOR enabled)

#pragma config LVP = OFF // Low-Voltage (Single-Supply) In-Circuit Serial Programming Enable bit (RB3 is digital I/O, HV on MCLR must be used for programming)

#pragma config CPD = OFF // Data EEPROM Memory Code Protection bit (Data EEPROM code protection off)

#pragma config WRT = OFF // Flash Program Memory Write Enable bits (Write protection off; all program memory may be written to by EECON control)

#pragma config CP = OFF // Flash Program Memory Code Protection bit (Code protection off)



void main()

{

TRISD2 = 1; TRISD3 = 1; //Bath the IR sensor pins are declared as input

TRISC4 = 0; TRISC5 = 0; //Motor 1 pins declared as output

TRISC6 = 0; TRISC7 = 0; //Motor 2 pins declared as output





while(1)

{



if (RD2==1 && RD3==1) //Both sensor not over balck line

{

RC4=0; RC5=1; //Motor 1 forward

RC6=1; RC7=0; //Motor 2 forward

}



else if (RD2==0 && RD3==1) //Left sensor is over black line

{

RC4=1; RC5=1; //Motor 1 stop

RC6=1; RC7=0; //Motor 2 forward

}?



else if (RD2==1 && RD3==0) //Right sensor is over black line

{

RC4=0; RC5=1; //Motor 1 forward

RC6=1; RC7=1; //Motor 2 stop

}?



else //Both Sensor over black line

{

RC4=1; RC5=1; //Motor 1 stop

RC6=1; RC7=1; //Motor 2 stop?

}



}

}

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