單片機(jī)pic24智能小車(chē)設(shè)計(jì)書(shū)-文庫(kù)吧
2025-07-19 01:39 本頁(yè)面
【正文】 車(chē)的行走路線。采用紅外線發(fā)射，外面可見(jiàn)光對(duì)接收信號(hào)的影響較小，再用射極輸出器對(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離。紅外線光電傳感器的特點(diǎn)是尺寸小、使用方便、工作狀態(tài)受溫度影響小。它的外圍電路簡(jiǎn)單。因此本方案易于實(shí)現(xiàn)，也比較可靠。所以本設(shè)計(jì)采用反射式紅外線光電傳感器。. 避障模塊方案比較 考慮到在測(cè)障過(guò)程中小車(chē)車(chē)速及反應(yīng)調(diào)向速度的限制，小車(chē)應(yīng)在距障礙物40CM的范圍內(nèi)做出反應(yīng)，這樣在順利繞過(guò)障礙物后，可尋找到最佳的位置和方向。否則，如果范圍太大，則可能產(chǎn)生對(duì)障礙物的判斷失誤；范圍過(guò)小又很容易造成車(chē)身撞上障礙物或雖繞過(guò)障礙物卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想定向。根據(jù)上述要求，提出以下方案。方案一、采用激光傳感器探測(cè)障礙物。該傳感器能非常準(zhǔn)確地測(cè)出障礙物的存在，但價(jià)格高，處理復(fù)雜，不符合該設(shè)計(jì)的要求。方案二、采用超聲波傳感器探測(cè)障礙物。超聲波傳感器安裝于小車(chē)前端，在規(guī)定的檢測(cè)距離內(nèi)，當(dāng)探測(cè)到障礙物時(shí)，超聲波傳感器給出脈沖信號(hào)至單片機(jī)，單片機(jī)檢測(cè)到該信號(hào)后，調(diào)整小車(chē)的方向，以控制小車(chē)準(zhǔn)確地繞過(guò)障礙物，而且避免因小車(chē)自然轉(zhuǎn)彎而導(dǎo)致的盲目方向控制。這樣不但能準(zhǔn)確完成測(cè)量，而且能避免電路的復(fù)雜性。同時(shí)，超聲波傳感器具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在光線不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射，形成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面[6]。智能電動(dòng)小車(chē)應(yīng)以準(zhǔn)確、智能見(jiàn)優(yōu)，因此采用超聲波傳感器探測(cè)障礙物。. 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案比較方案一、使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，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對(duì)于小車(chē)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不利。方案二、采用繼電器控制電機(jī)。采用繼電器對(duì)電機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制。,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高【1】。方案三、采用H型脈沖寬度調(diào)制（PWM）全橋式驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)PWM脈寬調(diào)制的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)速度的控制。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性?xún)?yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過(guò)載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)。H型全橋式電路保證了可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制。這種驅(qū)動(dòng)電路可以很方便實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。為了電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用電機(jī)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片L298N，其驅(qū)動(dòng)電流大，瞬時(shí)電流最高可達(dá)2A，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，工作穩(wěn)定可靠。完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求[9]。綜合三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇H型脈沖寬度調(diào)制（PWM）全橋式驅(qū)動(dòng)電路。2. 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)（SCM）是單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microputer）的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接口電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及輸入輸出適配器都集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。隨著SCM在技術(shù)上、體系上不斷擴(kuò)展其控制功能，國(guó)際上已經(jīng)采用MCU（MicroControllerUnit）代替單片機(jī)的名詞。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部。但存儲(chǔ)量小，輸入輸出適配器簡(jiǎn)單，功能較低。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用，早已深深地融入人們的生活中。近年來(lái)，AT89C51在我國(guó)非常流行，它最大的特點(diǎn)是內(nèi)部有可以多次重復(fù)編程的閃爍ROM,并且閃爍ROM可以直接用編程器來(lái)擦寫(xiě)（電擦寫(xiě)），使用起來(lái)比較方便【10】。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定時(shí)/記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)
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