基于单片机的智能小车设计

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基于单片机的智能小车的设计

基于单片机的智能小车的设计

基于单片机的智能小车的设计摘要:本文基于单片机的智能小车的设计,旨在介绍如何利用单片机构建一台可以具备自主移动、避障、计算机视觉等功能的智能小车。

设计方案中,我们使用了Arduino单片机、红外避障传感器、超声波测距模块、直流电机等部件。

通过编写C程序,实现了小车的自主移动、避障、根据环境反应等功能。

设计方案中的Arduino单片机具有高度的集成度、易于学习和操作等优点,为初学者提供了一个不错的学习平台。

关键词:单片机、智能小车、避障传感器、计算机视觉引言:智能小车是一种能够自主移动、避障、计算机视觉等功能的机器人。

具有良好的控制和感知能力,可以广泛应用于工业自动化、机器人研究、教育等领域。

本文基于单片机的智能小车的设计,将介绍如何构建一台具有自主移动、避障、计算机视觉等功能的智能小车。

设计方案:本文采用的单片机是Arduino单片机,它具有高度的集成度、易于学习和操作等优点。

通过编写C程序,实现小车的自主移动、避障、计算机视觉等功能。

下面我们将详细介绍设计方案中所用到的部件。

1、红外避障传感器红外避障传感器是一种检测环境障碍物的传感器。

它通过发射红外线和接收红外线来探测周围的障碍物,进而实现小车的避障功能。

在本设计方案中,我们采用了4个红外避障传感器,分别装在小车前、后、左、右四个方向。

2、超声波测距模块超声波测距模块是一种测量距离的传感器。

它通过发射超声波并接收反射回来的波来测量与障碍物的距离。

在本设计方案中,我们使用超声波测距模块来帮助小车判断前方障碍物的距离。

3、直流电机直流电机是小车的驱动部分。

通过控制电机的正反转来实现小车的前进、后退和转向。

在本设计方案中,我们采用了两个直流电机来驱动小车。

编程实现:在编程的实现过程中,我们利用C语言编写了控制程序。

程序中通过Arduino单片机读取四个红外避障传感器、超声波测距模块的数据,并根据这些数据实时调整小车的运动状态。

下面是程序的主要流程:1、启动程序,初始化各个部件2、获取红外避障传感器的数据3、将传感器数据转换成小车需要控制的运动方向4、判断前方是否有障碍物5、根据判断结果调整小车运动方向6、重复执行2-5步,实现小车的自主移动和避障功能。

基于STM32的智能循迹小车的设计

基于STM32的智能循迹小车的设计

基于STM32的智能循迹小车的设计智能循迹小车是一种具有自主导航能力的智能移动机器人,能够根据预设的轨迹路径进行自主轨迹行驶。

该设计基于STM32单片机,采用感光电阻传感器进行循迹控制,结合电机驱动模块实现小车的前进、后退、转向等功能。

一、硬件设计1.MCU选型:选择STM32系列单片机作为主控芯片,具有高性能、低功耗、丰富接口等特点。

2.传感器配置:使用感光电阻传感器进行循迹检测,通过读取传感器的电阻值判断小车当前位置,根据不同电阻值控制小车行驶方向。

3.电机驱动模块:采用直流电机驱动模块控制小车的前进、后退、转向等动作。

4.电源管理:使用锂电池供电,通过电源管理模块对电源进行管理,保证系统正常工作。

二、软件设计1.系统初始化:对STM32单片机进行初始化,配置时钟、引脚等相关参数。

2.传感器读取:通过ADC模块读取感光电阻传感器的电阻值,判断小车当前位置。

3.循迹控制:根据传感器读取的电阻值判断小车相对于轨迹的位置,根据不同的位置控制小车的行驶方向,使其始终保持在轨迹上行驶。

4.电机控制:根据循迹控制的结果,通过电机驱动模块控制小车的前进、后退和转向动作。

5.通信功能:可通过串口通信模块与上位机进行通信,实现与外部设备的数据传输和控制。

三、工作流程1.初始化系统:对STM32单片机进行初始化配置。

2.读取传感器:通过ADC模块读取感光电阻传感器的电阻值。

3.循迹控制:根据读取的电阻值判断小车相对于轨迹的位置,控制小车行驶方向。

4.电机控制:根据循迹控制的结果,通过电机驱动模块控制小车的前进、后退和转向动作。

5.通信功能:可通过串口通信模块与上位机进行通信。

6.循环运行:不断重复上述步骤,实现小车的自主循迹行驶。

四、应用领域智能循迹小车的设计可以广泛应用于各个领域。

例如,在物流行业中,智能循迹小车可以实现自动化的物品搬运和运输;在工业领域,智能循迹小车可以替代人工,进行自动化生产和组装;在家庭生活中,智能循迹小车可以作为智能家居的一部分,实现家庭清洁和智能控制等功能。

基于单片机智能遥控小车的设计

基于单片机智能遥控小车的设计

基于单片机智能遥控小车的设计引言:一、硬件设计:智能遥控小车的硬件设计包括机械结构和电子模块两个方面。

1.机械结构设计:机械结构设计为小车提供了良好的稳定性和移动能力。

首先,选取适合的底盘结构,确保小车的稳固性和均衡性。

其次,选择合适的电机和轮子,以实现小车的前进、后退和转向功能。

最后,在机械结构中添加传感器支架和摄像头支架,方便后续的传感器和摄像头模块的安装。

2.电子模块设计:电子模块设计包括主控模块、通信模块和电源模块三个部分。

(1)主控模块:主控模块是整个智能遥控小车的核心,它负责接收遥控命令、控制电机的转动并实时处理传感器数据。

选择一款性能较强的单片机作为主控芯片,如STM32系列,以满足小车处理复杂任务的需求。

(2)通信模块:(3)电源模块:电源模块为智能遥控小车提供稳定的电源,要保证小车的正常工作需要满足一定的电流和电压要求。

选取合适的锂电池组或者干电池组作为电源,通过适当的电压调节和保护电路,保证电源的稳定性和安全性。

二、软件设计:智能遥控小车的软件设计包括底层驱动程序的编写和上层应用程序的开发。

1.底层驱动程序:底层驱动程序主要用于控制电机和监测传感器数据。

通过编写合适的电机驱动程序,实现小车的前进、后退和转向功能。

同时,编写传感器驱动程序获取传感器的数据,如超声波测距、红外线检测和摄像头采集等,为上层应用程序提供数据支持。

2.上层应用程序:三、功能拓展:智能遥控小车的功能可以通过添加各种传感器和模块进行拓展,如以下几个功能:1.环境检测功能:通过添加温湿度传感器、二氧化碳传感器等,实时监测环境数据,可以应用于室内空气质量、温湿度调节等应用。

2.避障功能:通过添加超声波传感器、红外线传感器等,在小车前方进行信号检测,实现小车的避障功能。

3.图像识别功能:通过添加摄像头模块,对图像进行处理和分析,实现小车的图像识别功能,如人脸识别、物体识别等。

结论:基于单片机的智能遥控小车设计通过合理的硬件结构和软件设计,实现了远程遥控和实时传输数据的功能。

基于51单片机智能小车(电路+程序+论文)

基于51单片机智能小车(电路+程序+论文)

基于单片机的多功能智能小车设计论文(摘要(关键词:智能车单片机金属感应器霍尔元件 1602LCD)智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。

智能电动车就是其中的一个体现。

本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶;采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度;采用1602LCD实时显示小车行驶的时间,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。

本设计结构简单,较容易实现,但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能。

目录1 设计任务 (3)1.1 要求 (3)2 方案比较与选择 (4)2.1路面检测模块 (4)2.2 LCD显示模块 (5)2.3测速模块 (5)2.4控速模块 (6)2.5模式选择模块 (7)3 程序框图 (7)4 系统的具体设计与实现 (9)4.1路面检测模块 (9)4.2 LCD显示模块 (9)4.3测速模块 (9)4.4控速模块 (9)4.5复位电路模块 (9)4.6模式选择模块 (9)5 最小系统图 (10)6 最终PCB板图 (12)7 系统程序 (13)8 致谢 (46)9 参考文献 (47)10 附录 (48)1. 设计任务:设计并制作了一个智能电动车,其行驶路线满足所需的要求。

1.1 要求:1.1.1 基本要求:(1)分区控制:如(图1)所示:(图1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。

在第一个路程C~D区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s;第二个路程D~E区(2米)以高速行驶,通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s。

基于单片机的智能小车设计

基于单片机的智能小车设计

基于单片机的智能小车设计基于单片机的智能小车设计一、引言本文档旨在介绍一个基于单片机的智能小车设计。

智能小车是一种能够自主感知环境、做出决策并执行动作的。

本设计将通过单片机控制小车的移动与感知功能,使其能够自主避障、跟随线路、遥控操作等。

二、需求分析2.1 功能需求●小车应能够通过避障传感器、红外线传感器等感知器件检测周围环境,自主避开障碍物。

●小车应能够根据预设的线路进行自主导航,并能跟随或保持在线路上运行。

●小车应支持遥控操作,用户可以通过遥控器控制小车的运动。

●小车应能够通过摄像头等视觉传感器获取实时图像并进行图像处理。

2.2 硬件需求●单片机控制模块。

●电机驱动模块。

●避障传感器模块。

●红外线传感器模块。

●摄像头模块。

●遥控器模块。

2.3 软件需求●单片机控制程序。

●图像处理算法。

●遥控器控制程序。

三、系统设计3.1 硬件设计3.1.1 单片机控制模块●选择合适的单片机控制模块,如Arduino、Raspberry Pi等。

●连接电机驱动模块、避障传感器模块、红外线传感器模块、摄像头模块等。

3.1.2 电机驱动模块●选择适合的电机驱动模块,如直流电机驱动器、步进电机驱动器等。

●连接电机驱动器与电机,控制小车的运动。

3.1.3 避障传感器模块●选择合适的避障传感器模块,如超声波传感器、红外线传感器等。

●连接避障传感器与单片机,实现避障功能。

3.1.4 红外线传感器模块●选择合适的红外线传感器模块,用于检测线路。

●连接红外线传感器与单片机,实现跟随线路功能。

3.1.5 摄像头模块●选择合适的摄像头模块,如USB摄像头、树莓派摄像头等。

●连接摄像头与单片机,获取实时图像。

3.1.6 遥控器模块●选择合适的遥控器模块,如无线遥控器等。

●连接遥控器与单片机,实现遥控操作功能。

3.2 软件设计3.2.1 单片机控制程序●编写控制程序,根据传感器的信号进行相应的处理,并控制电机驱动模块控制小车的运动。

单片机智能小车课程设计

单片机智能小车课程设计

单片机智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理,理解其在智能小车控制中的应用。

2. 学习并掌握智能小车的基本电路连接和编程方法,能够实现小车的基本运动控制。

3. 了解传感器的工作原理,学会使用传感器对智能小车进行环境感知和路径规划。

技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够独立完成智能小车的组装和调试。

2. 培养学生编程思维,能够运用所学知识解决实际问题,实现智能小车的功能拓展。

3. 提高学生团队协作能力,学会在项目中进行沟通与分工合作。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及智能硬件的兴趣,激发创新意识,提高学习积极性。

2. 培养学生勇于尝试、克服困难的精神,增强自信心。

3. 培养学生关注社会热点问题,了解智能技术在现实生活中的应用,提高社会责任感。

本课程针对初中年级学生,结合单片机及智能小车相关知识,注重实践操作和创新能力培养。

在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的达成。

课程目标分解为具体学习成果,便于后续教学设计和评估,以提高课程的实用性和针对性。

二、教学内容1. 单片机原理:介绍单片机的组成、工作原理,重点讲解内部寄存器、I/O 口、定时器等基本功能。

相关教材章节:第三章单片机原理及其应用。

2. 智能小车电路连接:讲解智能小车的基本电路组成,包括电机驱动、电源管理、传感器接口等。

相关教材章节:第四章智能小车电路设计与实践。

3. 编程基础:学习单片机编程语言(如C语言),掌握基本编程语法和逻辑控制,实现小车运动控制。

相关教材章节:第五章单片机编程基础。

4. 传感器应用:介绍常用传感器(如红外、超声波、光电等)的工作原理,学会使用传感器进行环境感知和路径规划。

相关教材章节:第六章传感器及其应用。

5. 智能小车组装与调试:指导学生进行智能小车的组装,学会使用调试工具,如示波器、逻辑分析仪等。

相关教材章节:第七章智能小车组装与调试。

6. 创新实践:鼓励学生进行功能拓展,如增加避障、循迹、远程控制等功能。

基于AT89C52的智能避障小车设计

基于AT89C52的智能避障小车设计

基于AT89C52的智能避障小车设计摘要:智能避障小车是一种基于单片机控制的智能机器人,能够通过传感器感知周围环境,自主避开障碍物并实现自动导航。

本文基于AT89C52单片机,设计了一款简单的智能避障小车,通过详细的硬件设计和软件编程实现了小车的智能避障功能。

实验结果表明,该智能避障小车具有良好的稳定性和灵活性,能够有效地避开障碍物并沿着指定的路线自主行驶。

关键词:AT89C52;智能避障小车;单片机控制;传感器;自动导航二、AT89C52单片机简介AT89C52是一款8位微控制器,由51系列单片机中的一员,采用CMOS工艺制造,具有较高的性能和稳定性。

AT89C52具有4KB的闪存程序存储器、128字节RAM和32个I/O端口,适用于各种嵌入式控制应用。

由于其性能优异且价格低廉,AT89C52在嵌入式系统和智能控制领域得到了广泛应用。

三、智能避障小车硬件设计1. 主控制电路本设计采用AT89C52单片机作为主控制芯片,通过I/O口控制小车的电机驱动和传感器信号的采集。

AT89C52的复位电路、时钟电路和编程电路按照规范连接,保证单片机正常工作。

2. 电机驱动电路小车采用直流电机作为驱动装置,为了实现正转、反转和制动等功能,需要设计一个电机驱动电路。

电机驱动电路采用L298N驱动芯片,能够提供足够的电流和电压给电机,并且通过控制L298N芯片的使能端和控制端,可以实现对电机的控制。

3. 传感器模块为了实现避障功能,小车需要安装多个传感器用于感知周围环境。

本设计采用红外避障传感器模块,能够通过红外线感知前方障碍物的距离,从而实现避障功能。

传感器模块通过模拟信号输出障碍物距离,通过AT89C52的模拟输入端口采集传感器信号。

4. 电源管理电路小车采用锂电池作为电源,并且需要设计一个电源管理电路,用于对电池进行充电和放电管理。

电源管理电路采用锂电池充放电管理芯片,能够对锂电池进行充电保护和放电保护,保证小车电源的安全和稳定。

基于单片机的智能小车速度控制设计

基于单片机的智能小车速度控制设计

基于单片机的智能小车速度控制设计一、本文概述随着科技的飞速发展,智能化、自动化已成为现代工业和生活的重要趋势。

智能小车作为这一趋势的代表之一,其研究与应用日益受到人们的关注。

智能小车在无人驾驶、物流配送、智能巡检等领域具有广泛的应用前景。

而速度控制作为智能小车运行过程中的关键环节,其设计的优劣直接影响到小车的性能与稳定性。

因此,本文旨在探讨基于单片机的智能小车速度控制设计,以期为智能小车的实际应用提供有益的参考。

本文将首先介绍智能小车速度控制的重要性及其研究背景,阐述基于单片机的速度控制设计的基本原理与优势。

接着,文章将详细分析智能小车速度控制系统的硬件组成和软件设计,包括单片机的选型、电机驱动电路的设计、速度传感器的选择以及控制算法的实现等。

在此基础上,文章还将探讨如何通过优化算法和硬件配置来提高智能小车的速度控制精度和稳定性。

文章将总结基于单片机的智能小车速度控制设计的实际应用效果,展望未来的发展趋势与挑战。

通过本文的研究,我们期望能够为智能小车的速度控制设计提供一种新的思路和方法,推动智能小车技术的进一步发展,为智能交通和智能化生活贡献一份力量。

二、智能小车速度控制的意义和现有技术智能小车的速度控制是现代智能车辆技术中的关键组成部分。

它对于提高小车的行驶安全性、提升运输效率以及实现无人驾驶等先进功能具有极其重要的意义。

精确的速度控制能够确保小车在复杂多变的环境中保持稳定,避免因速度过快或过慢导致的碰撞或延误。

通过速度控制,智能小车可以在不同路况和交通条件下实现自适应调整,提高行驶效率。

速度控制还是实现智能小车高级功能如自动巡航、自动避障等的基础,对于推动智能车辆技术的发展具有重要意义。

目前,智能小车的速度控制技术主要依赖于电子控制单元(ECU)和传感器技术。

ECU通过接收来自各种传感器的信号,如轮速传感器、加速度传感器等,实现对小车速度的精确控制。

同时,随着微处理器技术的发展,越来越多的智能小车开始采用基于单片机的控制系统,这种系统具有集成度高、成本低、可靠性强的优点。

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第1章系统概述智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。

中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题,开始着力研究智能化。

从概念的引进到实验室研究的实现,再到现在高端领域(航天航空、军事、勘探等)的应用,这一过程为智能化的全面发展奠定基石。

智能化全面的发展是实现其对资源的合理充分利用,以尽可能少的投入得到最大的收益,大大提高工业生产的效率,实现现有工业生产水平从自动化向智能化升级,实现当今智能化发展由高端向大众普及。

从先前的模拟电路设计,到数字电路设计,再到现在的集成芯片的应用,各种能实现同样功能的元件越来越小为智能化产物的生成奠定了良好的物质基础。

本设计以智能化全面发展的普及与应用为目的,整体开发过程简单易懂,所选择的平台与各电子元件恰当合理,无需花费过多的人力财力便可达到预期所要求各功能的实现,也符合课题研究的意义。

设计的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为国内自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。

小车也可以作为玩具的发展对象,为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补,实现经济收益,形成商业价值。

同时作为高校毕业设计研究课题,对学生的思维、动手能力以及总结论述等综合能力得到充分锻炼,有利于以后独立及全面的发展。

设计主要以简易智能机器人为开发平台,选择通用、价廉的51单片机为控制平台,选择常见的电机模型车为机械平台,通过细化设计要求,结合传感器技术、电机控制技术、无线通信技术等相关知识实现小车的各种功能。

设计完成以由无线电遥控、红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障以及语音控制组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车,共同实现小车的前进倒退、转向行驶,自动根据地面黑线寻迹导航,检测障碍物后停止和语音信号的控制等功能,实现智能控制,达到设计目标。

1.1智能小车的意义和作用自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。

近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生活方式。

人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中,制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。

随着科学技术的发展,机器人的感觉传感器种类越来越多,其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。

视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统,对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达,而基于图像的理解技术还很落后,机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。

视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD,目前的CCD已能做到自动聚焦。

但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势,因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。

机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给机器人一个视觉功能。

避障控制系统是基于自动导引小车(AVG—AUTO-GUIDE VEHICLE)系统,基于它的智能小车实现自动识别路线,判断并自动避开障碍,选择正确的行进路线。

使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。

该智能小车可以作为机器人的典型代表。

它可以分为三大组成部分:传感器检测部分、执行部分、CPU。

机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线和障碍物。

可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动躲避。

基于上述要求,传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像,只要求粗略感知即可,所以可以舍弃昂贵的CCD传感器而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。

智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和速度。

单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择有PWM 功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟PWM输出调制,需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大。

考虑到实际情况,本文选择第二种方案。

CPU使用STC89C52RC单片机,配合软件编程实现。

1.2设计目标本设计的主要任务就是设计一个以单片机为核心的智能小车,主要实现循迹及简单的障碍物检测功能。

通过装在小车前面的红外传感器,获取路面黑线位置信息,输入到单片机中,再由单片机输出控制信号,由驱动模块驱动电机实现小车的自主循迹行驶,同时当路线前方检测到有障碍物时,进行相应的避障措施。

1.3设计工具简介及运行环境1.电路原理图.DDB文件,PROTEL 99 SE软件设计。

其主要包含两大部分:电路工程设计部分和电路仿真与PLD部分。

2.程序代码.UVPROJ文件,KEIL UVISION2软件编写。

KEIL UVISION2是美国KEIL SOFTWARE公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,使用接近于传统C语言的语法来开发,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编,您可以在关键的位置嵌入,使程序达到接近于汇编的工作效率。

3.运行环境:其程序,电路图部分在WIN7环境下完成。

第2章智能小车设计根据要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。

2.1智能小车的设计要求本设计的主要任务就是设计一个以单片机为核心的智能小车,主要实现循迹及简单的躲避障碍物功能。

通过装在小车前面的红外传感器,获取路面黑线位置信息,输入到单片机中,再由单片机输出控制信号,由驱动模块驱动电机实现小车的自主循迹行驶,同时当路线前方以及左右方检测到有障碍物时,采取相应的避让措施。

2.2系统总体设计思路智能小车采用前轮驱动,前轮左右两边各用一个电机驱动,调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的,后轮是万象轮,只是起支撑的作用。

当循迹模块左边的传感器检测到黑线时,主控芯片控制左轮电机停止,右轮继续向前转动,从而将车向左修正,当车身下右边传感器检测到黑线时,主控芯片控制右轮电机停止,左轮继续向前转动,从而将车向右修正。

当全部的传感器都检测到黑线时,主控芯片控制左右轮电机都停止,小车停止。

如图2.1所示。

图2.1结构简图避障的原理和循线一样,分别在车身右边左边以及前方装一个光电对管,当其检测到障碍物时,主控芯片给出信号控制车子是继续向前还是左转或者右转,从而避开障碍物,在小车的转动角度的控制方面采用的时间电路的方法,通过不断的调试最终确定一个中断时间,让小车在转弯时可以转出个90度角。

这个时间的设定也不是一成不变的,不同的路面由于路面的摩擦力不同,时间的设定也会有所不同。

通过对上面这句话的深入理解和建模转化,最后设计出以下方案。

本系统共分为5块模块。

1:主控制模块,主要实现各个模块传输的数据处理,输出指令等功能。

2:电机驱动模块,主要控制小车电机的启动和停止,使小车的电机在配合下达到小车的行走、停止、转弯等动作。

3:循迹模块,通过小车前方的3个红外对管寻找地上的黑线,从而让小车按着黑线行走。

4:避障模块,检测小车的周围是否有障碍物,向单片机传输信号,从而让小车避开障碍物。

5:电源模块,分别用2个6伏直流电源给单片机和电机供电,并加大小车的重量,让小车在行走过程中更加稳定。

2.3系统的硬件选择1、单片机的选择采用单片机作为整个系统的核心,用其控制行进中的小车,以实现其既定的性能指标。

充分分析我们的系统,其关键在于实现小车的自动控制,而在这一点上,单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。

这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。

因此,这种方案是一种较为理想的方案。

针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统,需要擅长处理多开关量的标准单片机,而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机,D/A、A/D功能也不必选用。

根据这些分析,我选定了STC89C52RC单片机作为本设计的主控装置,51单片机具有功能强大的位操作指令,I/O口均可按位寻址,程序空间多达8K,对于本设计也绰绰有余,更可贵的是51单片机价格非常低廉。

在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后,我们决定采用一片单片机,充分利用STC89C52RC单片机的资源。

2、驱动模块的选择用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下,精确调整电动机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高,H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制,电子管的开关速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的 PWM调速技术。

现市面上有很多此种芯片,我选用了L298N。

这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大,能承受频繁的负载冲击,还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。

因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

3、循迹模块的选择采用红外一体化传感器。

此方案可以降低可见光的干扰,灵敏度高,同时其尺寸小、质量轻、价格也低廉。

外围电路简单,安装起来方便,电源要求不高,用它作为近距离传感器是最理想的.4、避障模块的选择采用一只红外对管置于小车左右侧。

通过测试此种方案就能很好的实现小车避开障碍物,且充分的利用资源而不浪费。

5、电源模块的选择采用2个4支1.5V电池双电源分别给单片机与电机供电可解决问题且能让小车完成其功能。

第3章系统硬件的设计3.1驱动电路的设计与原理分析L298是SGS公司的产品,比较常见的是15脚MULTIWATT封装的L298N,内部同样包含4通道逻辑驱动电路。

可以方便的驱动两个直流电机,或一个两相步进电机。

L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单,使用比较方便。

L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7 V电压。

4脚VS接电源电压,VS电压范围VIH为+2.5~46 V。

输出电流可达2.5 A,可驱动电感性负载。

1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。

L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动两台电动机。

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