基于單片機的多功能智能小車設計論文電路程序論文(已修改)
2025-07-02 01:00 本頁面
【正文】 摘要：智能作為現(xiàn)代的新發(fā)明，是以后的發(fā)展方向，他可以按照預先設定的模式在一個環(huán)境里自動的運作，不需要人為的管理，可應用于科學勘探等等的用途。智能電動車就是其中的一個體現(xiàn)。本次設計的簡易智能電動車，采用STC89C52單片機作為小車的檢測和控制核心；采用金屬感應器TLQ5MC來檢測路上感應到的鐵片，從而把反饋到的信號送單片機，使單片機按照預定的工作模式控制小車在各區(qū)域按預定的速度行駛，并且單片機選擇的工作模式不同也可控制小車順著黑色膠布循跡行駛；采用紅外壁障測障礙物。采用1602LCD實時顯示小車行駛的時間，小車停止行駛后，顯示小車行駛時間以及硬幣的個數(shù)。本設計結構簡單，較容易實現(xiàn)，但具有高度的智能化、人性化，一定程度體現(xiàn)了智能。關鍵詞：STC89C52 循跡 紅外壁障 金屬感應器 1602LCD1. 設計任務：設計并制作了一個智能電動車，其行駛路線滿足所需的要求。 要求： 基本要求：（1）分區(qū)控制：如（圖1）所示：（圖1）（1）電動車從出發(fā)區(qū)出發(fā)（車體不得超出出發(fā)區(qū)），沿引導黑線向終點區(qū)行駛，電動車行駛過程中不可脫離黑色引導線行駛。（2）電動車行駛過程中遇到轉角路口時發(fā)出聲光指示信息。（3）電動車在AB段駛過程中遇到引導線下有硬幣。電動車發(fā)出聲光指示信息并且停車2秒。（4）電動車到達終點后應立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間到達90秒時必須立即自動停車。 發(fā)揮部分：（1）進一步提高B點到G點的行駛速度（電動車行駛過程中不可脫離黑色引導線行駛）。 （2）電動車在GH段行駛過程中如有豎直放置飲用水瓶電動車發(fā)出聲光指示信息。 （3）電動車在GH段行駛過程中如有倒置放置飲用水瓶電動車起動風扇將其吹到。 （4）電動車進入終點區(qū)域后，能進一步準確駛入終點區(qū)，要求電動車的車身完全進入終點區(qū)到達終點區(qū)中心。停車后，能準確顯示電動車全程行駛時間、路程以及遇到硬幣的數(shù)量和飲用水瓶的數(shù)量。2. 方案比較與選擇： 主控系統(tǒng)模塊根據設計要求，我認為此設計屬于多輸入量的復雜程序控制問題。據此，擬定了以下兩種方案并進行了綜合的比較論證，具體如下：方案一：選用一片CPLD（如EPM7128LC8415）作為系統(tǒng)的核心部件，實現(xiàn)控制與處理的功能。CPLD具有速度快、編程容易、資源豐富、開發(fā)周期短等優(yōu)點，可利用VHDL語言進行編寫開發(fā)。但CPLD在控制上較單片機有較大的劣勢。同時，CPLD的處理速度非?？?，而小車的行進速度不可能太高，那么對系統(tǒng)處理信息的要求也就不會太高，在這一點上，MCU就已經可以勝任了。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。為此，我們不采用該種方案，進而提出了第二種設想。方案二：采用單片機作為整個系統(tǒng)的核心，用其控制行進中的小車，以實現(xiàn)其既定的性能指標。充分分析我們的系統(tǒng)，其關鍵在于實現(xiàn)小車的自動控制，而在這一點上，單片機就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢——控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點。因此，這種方案是一種較為理想的方案。針對本設計特點——多開關量輸入的復雜程序控制系統(tǒng)，需要擅長處理多開關量的標準單片機，而不能用精簡I/O口和程序存儲器的小體積單片機，D/A、A/D功能也不必選用。根據這些分析,我選定了P89C51RA單片機作為本設計的主控裝置，51單片機具有功能強大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達8K，對于本設計也綽綽有余，更可貴的是51單片機價格非常低廉。在綜合考慮了傳感器、兩部電機的驅動等諸多因素后，我們決定采用一片單片機，充分利用STC89C52單片機的資源。 電機驅動模塊方案一：采用繼電器對電動機的開或關進行控制，通過開關的切換對小車的速度進行調整，此方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應時間慢，易損壞，壽命較短，可靠性不高。方案二：采用電阻網絡或數(shù)字電位器調節(jié)電動機的分壓，從而達到分壓的目的。但電阻網絡只能實現(xiàn)有級調速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴。更主要的問題在于一般的電動機電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實現(xiàn)很困難。方案三：采用功率三極管作為功率放大器
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