智能電動小車word版(已修改)
2025-01-19 16:33 本頁面
【正文】 1 電氣與電子信息工程學(xué)院 2022 年電子設(shè)計(jì)大賽論文報(bào)告 作品： 智能小車 2 智能小車 摘要： 本課題組設(shè)計(jì)制作了一款具有智能判斷功能的小車，功能強(qiáng)大。小車具有以下幾個(gè)功能：自動避障功能；尋跡功能（按路面的黑色軌道行駛）；自動計(jì)算行走路程 以 及遙控功能。 關(guān)鍵字： 智能控制 避障 尋跡行駛 電機(jī)驅(qū)動 紅外線收發(fā) 超聲波 電磁波 MSP430 單片機(jī) 總體方案 ： 作品以兩個(gè)直流減速電動機(jī)為主驅(qū)動，通過各類傳感器件來采集各類信息，送入主控單元 MSP430單 片機(jī)，處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動作，以達(dá)到自身控制。電機(jī)驅(qū)動電路采用高電壓，高電流，二道驅(qū)動集成芯片 L298。其中避障采用超聲波收發(fā)來完成； 尋跡、測速都采用 ST168來實(shí)現(xiàn)；遙控是用 TX2B/RX2B電磁波收發(fā)模塊完成 。 LCD 顯示 電 機(jī) 驅(qū) 動 無線遙控 計(jì)程脈沖 超聲波 避障 紅外尋線 MSP430 單片機(jī) 3 圖 1 智能車運(yùn)行基本原理圖框圖 系統(tǒng)原理及理論分析 1) 單片機(jī)最小系統(tǒng)組成 單片機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)智能系統(tǒng)的核心部分，它對各路傳感信號的采集、處理、分析及對各部分整體調(diào)整。主要是組成是：單片機(jī) MSP4小車驅(qū)動系統(tǒng)芯 片L29 LCD顯及各路的傳感器件。 2) 避障原理 采用 超聲波 避障方法，利用一管發(fā)射另一管接收，接收管對 超聲波 的接收強(qiáng)弱來判斷障礙物的遠(yuǎn)近 。 在超聲波電路中我們還用到了 CX20226， NE555芯片。 超聲波收發(fā)管的工作頻率在 38KHZ40KHZ,我們采用了 NE555產(chǎn)生一個(gè) 40KHZ的脈沖源 ，如圖 2所示。然后我們再經(jīng)過 CX20226把接收的信號放大。 CX20226的總放大增益約為 80dB，以確保其腳輸出的控制脈沖序列信號幅度在 ~5V 范圍內(nèi)?？傇鲆娲笮∮散谀_外接的 R C1決定， R1越 小或 C1越大，增益越高。 C1取值過大時(shí)將造成頻率響應(yīng)變差，通常取為 1uf。 C2為檢波電容，一般取 。 CX20226 采用峰值檢波方，當(dāng) C2容量較大時(shí)將變成平均值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度會變低， C2較小時(shí)雖然仍為峰值檢波，且瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度很高，但檢波輸出脈沖寬度會發(fā)生較大變動，容易造成解調(diào)出錯(cuò)而產(chǎn)生誤操作。 R2為通濾波器中心頻率 f0的外部電阻，改變 R2阻值，可改變載波信號的接受頻率，當(dāng) f0偏離載波頻率時(shí)，放大增益會顯著下降， C3為積分電容，一般取 330pf，取值過大，雖然可使抗干擾能力增強(qiáng)，但也會使輸出編 碼脈沖的低電平持續(xù)時(shí)間增長，造成遙控距離變 短。⑦腳為輸出端， CX20226 處理后的脈沖信號由⑦腳輸出給后續(xù)電路在加工處理推動負(fù)載工作 ，如圖 3所示 。 4 圖 2 NE555電路 圖 3 CX20226電路 3) 小車循跡原理 該 智能小車 在畫有黑線的白紙 “ 路面 ” 上行駛，由于黑線和白紙 對光線的反射系數(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單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法 —— 紅外探測法。 紅外探測法 ； 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。 傳感器的選擇 ； 市場上用于紅外探測法的器件較多，可以利用反射式傳感器外接簡單電路自制探頭，也可以使用結(jié)構(gòu)簡單、工作性能可靠的集成式紅 外探頭。ST系列集成紅外探頭價(jià)格便宜、體積小、使用方便、性能可靠、用途廣泛，所以該系統(tǒng)中最終選擇了 ST168反射傳感器作為紅外光的發(fā)射和接收器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外接電路均較為簡單，如圖 3所示： 5 圖 4 ST168檢測電路 ST168采用高發(fā)射功率紅外光、電二極管和高靈敏光電晶體管組成，采用非接觸式檢測方式。
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