智能小车资料.docx
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智能小车资料
智
能
小
车
资
料
目录
一、引言
二、智能小车模块组成
三、智能小车电路组成
四、智能小车系统软件设计
五、结束语
引言
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快,智能度越来越高,应用范围也得到了极大的扩展。
在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。
智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。
主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。
同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其应用在国防等众多领域得到广泛开展。
神七、神八升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。
一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。
如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。
从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。
随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子竞赛和省内电子竞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。
本设计是结合科研而确定的设计类课题。
设计的智能电动小车能够实现在行驶中自动寻迹、超声波躲避障碍物、超声波循迹,测量距离、实时显示时间以及由红外遥控器遥控操作。
应用在实际生活中也有很大的实用性。
智能小车模块组成
1.控制器模块:
AT89C52组成的单片机小系统
AT89C52单片机小系统由单片机和一些基本的外围电路所组成的的一个可以工作的单片机小系统,它包括了单片机、电源、晶振电路和复位电路。
它是一款低功耗、高性能CMOS8位单片机。
它有4组8位并行I/O端口、3个16位定时器/计数器、一个全双工串行口、片内振荡器和复位电路。
它功能齐全,简单易操作,且性价比高。
2.驱动模块
使用L298N芯片驱动电机。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片,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口连接来进行控制,而且带有使能端,方便PWM调速。
L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,正好符合我们小车
的驱动要求。
此方案电路简单,性能稳定,使用比较方便。
3.避障模块
采用超声波避障:
利用超声波传感器,根据时间差可以精确的测量前方障碍物的距离,精度高,价格合理。
可以通过调整软件算法,改变小车的避障精度。
并且可以控制小车与前方障碍物的距离大小来使小车做出反应,智能化高。
4.循迹模块
采用反射式红外发射接收管ST188。
由于采用带有交流分量的调制信号,则可大幅度减少外界的干扰;此外红外发射接收管的工作电流取决于平均电流,如果采用占空比小的调制信号,在平均电流不变的情况下,瞬时电流很大(50~100mA),则大大提高了信噪比。
此种测试方案反应速度大约在5us,反应快,符合我们设计要求。
5.电源模块
采用干电池组进行供电:
采用两节干电池降压至5V后给单片机及其他逻辑单元供电,另取两节干电池为电机驱动供电。
这样电机启动及制动时的短暂电压干扰不会影响到逻辑单元和单片机的工作。
干电池用电池盒封装,体积和重量较小,使用方便。
6.红外无线遥控
在无线控制的选择上我们的智能小车采用的是红外无线控制,红外无线控制可以再和其它同样具备红外接口的设备间进行信息交流,红外接口可以省去下载或其它信息交流所发生的费用,操作起来方便简单易懂,而且红外需要对接才能传输信息,安全性较强。
综上所述我们选择了红外无线遥控(SC2272)。
7.总体设计
在此智能小车设计中,我们使用的是三轮两驱的小车车体,用干电池组对系统进行供电,采用AT89C52单片机作为主控芯片,采用L298N作为电机驱动的芯片,使用ST188的反射式红外发射接收管作为循迹芯片,使用超声波进行避障,测距,然后用一个1602液晶进行测距显示。
智能小车电路组成
1、小车的总体电路图
2、89C52单片机电路图
3.其他模块的详细电路图
智能小车程序
我们用郭天祥的单片机教程学习单片机的基础知识以及运用,根据小车的具体电路图以及提供的资料,编写了一些简单而又实用的程序,现以举例展示。
该程序是小车按照规定程序行走。
是利用了L298N模块来控制。
通过L298N控制小车速度,而小车的运行通过分别控制电机的正反转来控制。
#include
#defineLeft_moto_pwmP1_0//接驱动模块ENA使能端,输入PWM信号调节速度
#defineRight_moto_pwmP1_1//接驱动模块ENB
#defineLeft_1_ledP2_0//四路寻迹模块接口第一路
#defineLeft_2_ledP2_1//四路寻迹模块接口第二路
#defineRight_1_ledP2_2//四路寻迹模块接口第三路
#defineRight_2_ledP2_3//四路寻迹模块接口第四路
#defineLeft_moto_Stop{P3_3=1,P3_4=1;}//P3_4P3_5接IN1IN2当P3_4=1,P3_5=1;时左电机停转
#defineRight_moto_Stop{P3_5=1,P3_6=1;}//P3_5P3_6接IN1IN2当P3_5=1,P3_6=0;时右电机停转
#defineLeft_moto_go{P3_3=0,P3_4=1;}//P3_3P3_4接IN1IN2当P3_3=0,P3_4=1;时左电机前进
#defineLeft_moto_back{P3_3=1,P3_4=0;}//P3_3P3_4接IN1IN2当P3_3=1,P3_4=0;时左电机后退
#defineRight_moto_go{P3_5=0,P3_6=1;}//P3_5P3_6接IN1IN2当P3_5=0,P3_6=1;时右电机前转
#defineRight_moto_back{P3_5=1,P3_6=0;}//P3_5P3_6接IN1IN2当P3_5=1,P3_6=0;时右电机后退
/************************************************************************/
//延时函数
voiddelay(unsignedintk)
{
unsignedintx,y;
for(x=0;x for(y=0;y<2000;y++); } /************************************************************************/ //前速前进 voidrun(void) { Left_moto_go;//左电机往前走 Right_moto_go;//右电机往前走 } //前速后退 voidbackrun(void) { Left_moto_back;//左电机往前走 Right_moto_back;//右电机往前走 } //左转 voidleftrun(void) { Left_moto_back;//左电机往前走 Right_moto_go;//右电机往前走 } //右转 voidrightrun(void) { Left_moto_go;//左电机往前走 Right_moto_back;//右电机往前走 } //STOP voidstoprun(void) { Left_moto_Stop;//左电机往前走 Right_moto_Stop;//右电机往前走 } /*********************************************************************/ /*--主函数--*/ voidmain(void) { P3_7=0; delay(200); P3_7=1; while (1)/*无限循环*/ { //运行轨迹可以任意编程设置 run(); P3_7=0; delay(100); backrun(); P3_7=1; delay(100); leftrun(); delay(50); rightrun(); delay(50); run(); delay(50); rightrun(); delay(50); run(); delay(50); leftrun(); delay(50); stoprun(); delay(100); } } 结束语 经过这一段时间的设计,终于完成了小车的方案设计和程序编写,在设计的过程中,我们克服了许多困难,通过参考前人的经验,完成了小车的整体方案设计,期间出现很多错误,都被及的发现并改正,从中体会到前期的准备和查资料是非常的重要,是设计的顺利完的保证。 编程是智能小车的工作的核心,是设计的重点,通过对小车设计条件的理解和推敲,编写出来了相应的程序,通过多次调试最终在仿真软件仿真出了,相关的部份功能。 通过本次设计,不仅使我学到了更多的知识,也使我学会了如何更好地处理遇到的问题。 同时还锻炼了今后学习生活中遇到相类似问题时,发现问题和解决问题的能力。 另外,还提高了自身理论知识和实践相联系的能力。
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