自动往返电动小汽车设计
基于plc的小车自动往返运动控制系统设计毕业设计[管理资料]
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I/O单元也称为I/O模块。PLC通过I/O单元与工业生产过程现场相联系。输入单元接收用户设备的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器的信号。通过接口电路将这些信号转换成中央处理器能
够识别和处理的信号，并存到输入映像寄存器。运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并进行处理，将处理结果放到输出映像寄存器。输出映像寄存器由输出点对应的触发器组成，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、指示灯被控设备的执行元件.
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类:
、编程器
编程器的作用是提供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。
编程器有简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符后，才能输入。它一般由简易键盘和发光二级管或其他显示管件组成。智能型的编程器又称为图形编程器，它可以联机编程，也可以脱机编程，具有LCD或CRL图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕对话。还可以利用PC作为编程器，PLC生产厂家配有相应的编程软件，使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的互相转换。程序被下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。现在很多PLC已不再提供编程器，而是提供微机编程软件了，并且配有相应的通信连接电缆。
小车自动往返
我们本次实验室针对现实生活中现代自动配货、自动运料运输等工业生产和商业运营的社会需要。
在当今社会单片机已经完全满足不了需要所以我们应用了更加高端的PLC从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。
所以本次实验应用PLC的S7-200 来设计的两个关于小车的自动控制系统。
第一个是小车直线自动往返控制。
它实现的事小车在始末站之间的自动往返运动，并且在控制过程中能及时的停止装置。
第二个的小车定位系统。
它实现的是小车在规定的站点之间和规定的次数进行往返运动，并且在完成规定动作后能回到指定的站点。
文中给出了具体的系统结构图，指出了系统的具体构成及所选的元件，列出参数的定义及1\0口地址分配表，还有详细的梯形图及每个网络所实现的作用。
完成了对小车的自动控制。
关键字：自动控制PLC 自动往返控制小车定位系统1选题背景及意义 (1)2系统简介 (2)2.1小车直线运动模型图及其介绍 (2)2.2系统中主要元件型号 (2)2.3电机主接线图 (2)3PLC简介 (4)3.1PLC工作原理 (4)3.2PLC的应用 (4)3.3西门子S7-200CPU226CNDC\DC\D的主要技术指标 (5)4直线自动往返控制 (8)4.110地址分配表 (8)4.2PLC接线图 (8)4.3带注释的程序 (9)5定位控制 (11)5.1I0地址分配表 (11)5.2PLC接线图 (11)5.3带注释的程序 (12)结论 (16)参考文献 (17)1 选题背景及意义传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多，故障率高的特点，且维护不易等缺点，作为目前国内控制市场上的哦主流控制器，PLC 在市场，技术，行业影响等方面有着重要的作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。
C题 自动往返电动小汽车——【全国大学生电子设计大赛】
C题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。
允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。
跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。
在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。
二、要求1．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。
往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。
1（3）D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。
2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。
（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
（3）其它特色与创新。
三、评分标准项目与指标满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。
50 实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项25 完成第（3）项10四、说明（1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。
（2）车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35 cm，宽度≤15cm。
1（3）必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。
1。
89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文
89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文1.设计任务：设计并制作了一个自动往返小汽车，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10；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8。
1.1.2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。
（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
（3）其它特色与创新。
2.方案设计：根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：555定时器控速模块路面检测测速模块AT89S51LCD显示模块(图2)2.1路面检测模块：路面黑线检测模块采用反射式红外发射--接收器,在车底的前部和中部安装了两个反射式红外传感器.2.2LCD显示模块：采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。
为节约电源电量并且不影响LCD的功能，LCD的背光用单片机进行控制，使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮，因为我们不必看其显示；在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。
2.3测速模块：采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。
霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求2简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。
霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。
其原理图接线如（图3）所示：（图3）2.4控速模块：采用由双极性管组成的H桥电路。
用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。
基于PLC的AGV小车设计与实现
交通科技与管理83技术与应用0 引言根据我国现今企业生产技术的发展，相关技术水平在不断提升，对各种技术的要求也不断严格，即技术水平需尽快跟进生产需求，而且对目前流行的自动化技术同时需不断加深。
AGV能够更好地实现生产需求，帮助物流自动化运输，是达成一条稳定的流水线的关键技术。
AGV在现代物流系统中起着非常重要的作用。
它可以将零件和各种原材料按照计划路线运输到需要的地方，不需要司机。
目前，世界上每个制造大国都在不断改革物流结构，降低物流成本。
AGV 几乎可以应用于任何工厂环境，可以说它在制造业中得到了广泛应用。
在制造业领域，就亚洲范围来说，日本和韩国还是较为发达的国家，AGV作为一种先进的生产技术，其发展速度也是惊人的。
此后，日本各大厂商意识到AGV技术的巨大生产潜力，都十分重视AGV技术的开发和应用，发展初期每年有数十台新的AGV机组投入使用。
而经过几十年的发展，日本的AGV在产品规格、AGV型号、技术水平和自动化程度等方面都得到了完善。
1 系统设计思路本设计对AGV的相关技术和控制原理进行了充分地研究和分析，总结了几种主要的AGV导航方式和驱动方案，并详细、全面地比较了各自的优缺点。
结合实际需求，选择最佳方案。
系统设计主要工作有：以确保控制方案为基础，选择主要的避障模块、驱动单元、导航仪与PLC作为本次AGV小车硬件的主要设计。
设计AGV的供电电路，安装安全装置。
设计AGV的控制运算方案，通过运用STEP7来进行编写AGV的控制程序。
在前期工作的基础上，根据设计完成了AGV小车的安装和制造。
车身制造完成后，将PLC连接到计算机上，将之前编写的控制程序下载到PLC上。
对软件和硬件进行了全面的调试，对调试中出现的所有问题逐一分析解决，直到AGV能够按照设计要求稳定运行。
2 设计方案2.1 控制系统及导引方式选择AGV作为控制系统的“心脏”，承担着极其重要的任务，包括处理与信息的采集收集过程。
它能够对驱动系统单元发出信号从而控制汽车的运行动态，并通过向驱动单元发出指令来控制汽车的运行状态，做出前进、停车、左转、右转等步进动作。
自动往返电动小汽车设计
自动往返电动小汽车余密刘勇尹佳喜华中科技大学电工电子创新中心（武汉430074）摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心，通过高灵敏度红外光电传感器检测路面上的黑线，并进行计数，从而控制不同路段的速度，以红外对管检测车轮转动周数，根据车轮周长计算出速度及小车行驶路程。
单片机对高灵敏度红外光电传感器检测得到的路面信息进行处理后产生PWM输出，从而控制小车前轮与后轮电机转速，也就控制了小车的速度。
到达终点后，电机端电压反向，则小车行驶方向反向，小车由原路倒退返回。
红外对管检测到的小车车速及行驶路程信息经单片机计算处理后由液晶显示。
关键字：PWM 光电传感器检测调速一方案论证与选择1 电机调速模块电机调速主要是控制小车的速度与行驶方向。
通过对前轮电机转速的控制可控制小车的行驶方向，对小车的行驶速度的控制通过对其后轮转速的控制实现。
此模块为本设计的核心部分。
（1）电机调速方案方案一：电枢回路串电阻调速。
如II-1-1所示，通过单片机控制继电器，这样可以控制接入电枢回路电阻的大小，从而实现串电阻调速。
此方案只能分级调速，而且，串入电阻造成能量损耗，而本设计采用电池供电，显然，需要节能的调速系统，故此方案不能达到要求。
图III-1-1 电机电枢回路串电阻调速电路图方案二：电枢回路串电感调速。
原理图与方案一相同，将电阻换为电感，这样可以减小能耗，但由于电感消耗无功功率，造成电源污染，故不能采用此方案。
方案三：采用弱磁调速，即改变电机气隙磁通。
此方案可以连续调速，而且，能耗小，可由额定转速向高速方向调节，也可由额定转速向低速方向调节。
但由于小车电机不为他励直流电机，故很难改变磁通大小，方案难以实现。
方案四：采用改变端电压调速。
根据直流电机机械特性方程n=U a/k eФ+(R a+R j)T/k e k TФ2=n0-βT Tn——电机转速；n0——电机空载转速；k e、k T——电机结构参数所确定的电机电势常数、转矩常数；Ф——气隙磁通；U a——电动机电枢电压；R a、R j——电机电枢电阻及串入电阻；T——负载转矩；βT——机械特性曲线斜率；由上述直流电动机机械特性知，改变电枢端电压，可以连续改变电动机转速。
自动往返电动小车
设计自动往返电动小车的控制算法，包括路径规 划、速度控制、避障处理等。
3
程序编写与调试
按照算法设计，编写相应的程序并进行调试，确 保程序正确无误。
系统集成与测试方法
系统集成
将硬件电路、软件程序以及机 械结构等进行集成，搭建完整
的自动往返电动小车系统。
功能测试
对自动往返电动小车的各项功能进 行测试，包括前进、后退、左转、 右转等动作以及避障功能等。
能量回收技术
在小车制动或减速时，通过能量 回收系统将部分能量转化为电能 储存起来，提高能源利用效率。
节能控制技术
优化控制算法和硬件设计，降低 小车的能耗，提高小车的运行效
率和经济性。
04
设计与实现过程
总体设计方案制定
01
确定设计目标
明确自动往返电动小车的设计目标，如行驶速度、载重能力、续航里程
等。
01
02
稳定性
指自动往返电动小车在运动过程中保 持平稳、不倾覆的能力，以及在复杂 环境下的适应性。
03
精确性
指自动往返电动小车在导航、定位等 方面的精确度，包括位置误差、角度 误差等指标。
05
04
负载能力
指自动往返电动小车能够承载的最大 重量或体积限制，以及在不同负载下 的性能表现。
03
关键技术研究
自动往返电动小车
目录
• 引言 • 自动往返电动小车概述 • 关键技术研究 • 设计与实现过程 • 应用场景分析 • 挑战与未来发展方向
01
引言
背景与意义
自动化物流运输需求增长
降低人力成本
随着电子商务和智能制造的快速发展， 物流运输行业对自动化、智能化的需 求日益增长。
全国大学生电子设计竞赛试题
全国大学生电子设计竞赛试题题目1 多路数据采集系统一、设计任务主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集和显示。
具体设计任务是：①现场模拟信号产生器。
②八路数据采集器。
③主控器。
二、设计要求1．基本要求①现场模拟信号产生器自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz至2kHz范围变化，再经频率电压娈换电路后输出相应1V至5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）②八路数据采集器数据采集器第一路输入自制1V至5V直流电压，第2至7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第八路备用。
将各路模拟信号分别转换成八位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
③主控器主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路、…、8路、1路…）和选择采集（任选一路）二种方式。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
2．发挥部分①利用电路补偿或其它方法提高可变电阻值变化与输出直流电压变化的线性关系；②尽可能减少传输线数目；③其它功能的改进（例如：增加传输距离，改善显示功能等）题目2 简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机2．无线电接收机电路如图二、要求1．基本要求①工作频率：6至10MHz中任选取一种频率。
②调制方式：AM、FM或FSK任选一种。
③输出功率：不大于20MW（在标准75Ω假负载上）。
④遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。
⑤接收机距离发射机不小于10m。
2．发挥部分① 8路设备中的一路设备为电灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级，并用数码管显示级数。
②在一定发射功率下，（不大于20MW），尽量增大接收距离。
③增加信道的抗干扰措施。
④尽量降低电源功耗。
注：不能采用现成的收、发信号整机。
题目3 数字化语音存储与回放系统二、任务设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，电路的示意图如图所。
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自动往返电动小汽车设计摘要智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。
一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
本系统以SST系列单片机为核心控制模块，充分利用了自动检测技术、单片机最小系统、液晶显示模块电路，以及声光信号的控制、电机的驱动电路。
通过Keil C和PROTEUS的仿真，通过实践操作与调试，实现自动往返小车设计。
综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。
使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面环境，由单片机控制行进，实现初步的无人控制。
单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。
智能小车采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强，具有独特的控制功能，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。
运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、定时、前进、后退、左转、右转、显示行驶速度、行驶路程、行驶时间等智能控制系统。
关键词：SST单片机，自动控制，电动小车， PWM调速，传感器THE DESIGN OF AUTOMATIC ELECTRIC CARSABSTRACTSmart cars, also called wheeled robots, is a kind of automobile electronic background, intelligent control, pattern recognition and sensing technology, electronic, computer, machinery and multidisciplinary science creative design. Generally consists mainly of path recognition, speed acquisition, angle control and speed control module.System design for the core of SST series microcontroller control module. Make full use of the automatic detection technology, MCU smallest system, LCD module circuit, the control of signal, and the motor drive circuit. Through the simulation Keil C and PROTEUS, practice and debugging, and the realization of automatic car design. Comprehensive use of microcontroller technology, automatic control theory, the detection technology, etc. That car in unattended operation circumstance, using sensor identify road environment. Travel by single-chip microcomputer control, the preliminary no control.MCU is well established for its flexible operations, small volume, light weight, less consumption, powerful functions, and low in price. This design based on singlechip, peripheral circuit, by using photoelectric detector signal detection and followed the movement. Using MCU to realize the automatic forward, backward, left, right, and display speed, driving distance, time of intelligent control system.The application of MCU is fundamentally changing the traditional control system design ideas and design method.KEY WORDS: SST microcontroller, automatic, PWM speed adjusting, sensor目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1 设计背景 (2)§1.2 设计概述 (2)§1.3 设计任务和主要内容 (3)第2章系统方案论证与分析 (4)§2.1小车车体选择 (4)§2.2主控单片机 (5)§2.2.1采用凌阳16位单片机 (5)§2.2.2采用SST89E516RD单片机 (5)§2.3 电机模块 (6)§2.3.1 采用步进电机 (6)§2.3.2 采用直流电机 (6)§2.4 电机驱动调速模块 (6)§2.5 电源管理 (8)§2.5.1采用单电源供电 (8)§2.5.2采用双电源供电 (8)§2.6 路面黑线探测模块 (9)§2.6.1采用对射式红外光电传感器 (9)§2.6.2采用反射式红外光电传感器 (9)§2.7 测速及里程计量模块 (10)§2.7.1采用霍尔传感器 (10)§2.7.2采用U型红外光电传感器 (10)§2.8 计时模块 (11)§2.9 显示模块 (11)§2.9.1采用LED数码管 (11)§2.9.2采用LCD液晶显示 (11)第3章智能小车系统设计 (12)§3.1主控单片机功能设计 (12)§3.1.1 单片机硬件结构 (12)§3.1.2单片机引脚锁定 (13)§3.2电机驱动控制设计 (15)§3.3 PWM调速控制设计 (17)§3.4传感器设计 (20)§3.4.1 黑线检测传感器设计 (20)§3.4.2 测速、里程计量传感器设计 (25)§3.5液晶显示功能设计 (28)第4章128×64液晶功能分析............................................. 错误!未定义书签。
§4.1 ×××××× ..................................................................... 错误!未定义书签。
结论 .. (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)工作原理........................................................................... 错误!未定义书签。
光电传感器类型介绍 ....................................................... 错误!未定义书签。
光电传感器技术参数 ....................................................... 错误!未定义书签。
光电传感器使用注意事项................................................ 错误!未定义书签。
前言伴随着现代汽车行业的飞速发展，作为汽车的电子控制系统也势必得到更大的发展机会，以满足人们对汽车的安全性、智能化的要求，本文对智能往返小车自动控制系统的研究是对一些问题的初步思考。
智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统。
它集中地运用了计算机、传感器、信息、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术—是典型的高新技术综合体。
本次毕设的自动往返电动小汽车就是这种综合体的一种尝试。
小车以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。
运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、前进、后退和金属传感器检测等功能，可液晶实时显示行驶速度、行驶路程、行驶时间的智能控制系统。
本次毕业设计要求设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。
小车从起跑线出发，到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线，往返一次的时间应力求最短。
到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小。
在限速区小车往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，且不允许在限速区内停车。
智能小车设计的核心思想便是建立赛道可行区域感知系统，使小车在行驶过程中对跑道上的黑线能够自动检测与识别，通过对视觉信息的处理确定小车与跑道的相对位置关系，通过执行机构调整小车与跑道的相对位置，使小车在赛道中心准确稳定行驶的同时又兼顾车速，尽量缩短往返时间，从而达到“稳”和“快”的协调。
智能小车采用一块SST89E516RD单片机作为其检测和控制核心。
选用SGS-THOMSON Microelectronics 所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片L298作为小车电机驱动，利用PWM技术动态控制电动机的转速。
路面金属线线检测、车速和距离检测使用电感式接近开关金属传感器进行信号的采集，接近开关反馈的信号送入单片机处理，由控制单元处理信号并控制小车的运行模式及液晶数据显示。
实现了自动往返小车在无人控制状态下实现智能循迹、限速、压线的智能控制，液晶显示电路显示运行的时间、路程并实时更新速度显示。
第1章绪论§1.1设计背景随着智能机器人技术、汽车工业的迅速发展，关于智能小车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。