基于單片機(jī)的多功能智能小車設(shè)計(jì)論文(電路 程序 論文)-文庫(kù)吧
2025-02-12 06:38 本頁面
【正文】 小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實(shí)現(xiàn)很困難。 方案三： 采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，加速能力強(qiáng) ，采用由達(dá)林頓管組成的 H型橋式電路 (如圖 )。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于 工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高 ， H型橋式電路保證了簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWM 調(diào)速技術(shù)?，F(xiàn)市面上有很多此種芯片，我選用了 L298N(如圖 )。 圖 H 橋式電路 4 圖 L298N 循跡模塊 方案一： 采用簡(jiǎn)易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測(cè)，但實(shí)際效果并不理想，對(duì)行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測(cè)幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。在使用過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因?yàn)? 該部件造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。 方案二： 采用 四 只紅外對(duì)管 (如圖 )，分別置于小車車身前軌道的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開關(guān)接受到白線與黑線的情況來控制小車轉(zhuǎn)向來調(diào)整車向，測(cè)試表明， 只要合理安裝好四 只光電開關(guān)的位置就可以很好的實(shí)現(xiàn)循跡的功能。 方案三： 采用三只紅外對(duì)管，一只置于軌道中間，兩只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車脫離軌道時(shí)，即當(dāng)置于中間的一只光電開關(guān)脫離軌道時(shí)，等待外面任一只檢測(cè)到黑線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開關(guān)重新檢測(cè)到黑線（即回到軌道）再恢復(fù)正向行駛?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，小車在尋跡過程中有一定的左右搖擺不定，雖然可以正確的循跡但其 成本與穩(wěn)定性都次與第二種方案。 通過比較，我選取第二種方案來實(shí)現(xiàn)循跡。 圖 紅外對(duì)管 3．系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)： 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，并且根據(jù)我們自己的需要而附加的功能，該電路的總體框圖可分為如下幾個(gè)基本的模塊： 路面檢測(cè)模塊： 采用鐵片感應(yīng)器 TLQ5MC 來檢測(cè)路面上的鐵片從而給單片機(jī)中斷脈沖。原理圖接線如（圖 4）所示： （圖 4） 5 應(yīng)用一個(gè)金屬感 應(yīng) 器，安裝在車盤下，離地略小于 或約 四毫米。當(dāng)金屬傳感器檢測(cè)到 硬幣 時(shí)將對(duì)單片機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)，單片機(jī)運(yùn)行中斷， 讓 小車 停下 2 秒，并顯示出硬幣的個(gè)數(shù) 。 LCD 顯示模塊： 采用 1602LCD，由單片機(jī)的總線模式連接。為節(jié)約 IO口的使用并且不影響 LCD 的功能， LCD 數(shù)據(jù)的傳送是用 595 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的，題目要求顯示出全過程所以的時(shí)間和檢測(cè)到硬幣的個(gè)數(shù) 。 還有題目要求在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)出聲音 ， LCD 顯示模塊和蜂鳴器模塊電路 圖如下： LCD顯示模塊和蜂鳴器模塊電路 圖 紅外壁障 模塊 紅外避障傳感器 /距離可調(diào) 380cm 簡(jiǎn)介： 這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器。檢測(cè)距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于 裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多場(chǎng)合。 原理：前方無障礙輸出高電平 (1)，有障礙輸出口（黃色）電平會(huì)從高電平變成低電平 (0)，工作原理已經(jīng)標(biāo)在圖上了。背面圖有一個(gè)電位器可以調(diào)節(jié)障礙的檢測(cè)距離。 這樣就可以按題目要求的那樣檢測(cè)到瓶子是否倒立了，如果倒立就啟動(dòng)電風(fēng)扇吹到瓶子。 最小系統(tǒng) 模塊 ： 該系統(tǒng) 主要用到的是單片機(jī)，所以主要的部分是最小系統(tǒng)圖，該最小系統(tǒng)如圖 所示： 6 最小系統(tǒng) 電路圖 驅(qū)動(dòng) 電機(jī)模塊 電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般采用 H 橋式驅(qū)動(dòng)電路， L298N 內(nèi)部集成 了 H 橋式驅(qū)動(dòng)電路，從而可以采用 L298N電路來驅(qū)動(dòng)電機(jī) 。 通過單片機(jī)給 予 L298N電路 PWM信號(hào)來控制 小車的速度，起停。其引腳圖如 ，驅(qū)動(dòng)原理圖如圖 。 圖 L298N 引腳圖 圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 循跡 模塊 小車循跡原理 是 小車 在畫有黑線的白紙 “ 路面 ” 上行駛，由于黑線和白紙對(duì)光線的7 反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷 “ 道路 ” — 黑線。筆者在該模塊中利用了簡(jiǎn)單、應(yīng)用也比較普遍的檢測(cè)方法 —— 紅外探測(cè)法。 紅外探測(cè)法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn) 。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號(hào) ，再通過 LM324 作比較器來采集高低電平，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)。避障亦是此原理。 電路圖如圖 和圖 。 市面上有很多紅外傳感器，在這里我選
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