【正文】 1 / 30 目錄 1． 概述 ...................................................................................................................... 2 2． 系統(tǒng)原理 .............................................................................................................. 2 底盤的選擇 ........................................................................................................... 2 電機的選擇 ........................................................................................................... 3 電機驅(qū)動模塊 ........................................................................................................ 4 紅外循跡模塊 ........................................................................................................ 7 超聲波測距模塊 .................................................................................................... 9 GPRS 模塊 ........................................................................................................... 10 LQ1000 GPRS DTU 概述 ................................................................................... 10 使用方式 ....................................................................................................... 11 3． 硬件系統(tǒng)設計 ..................................................................................................... 11 單片機選擇 .......................................................................................................... 11 80C51 單片機硬件結(jié)構 ................................................................................. 12 最小應用系統(tǒng)設計 ....................................................................................... 13 電路設計 .............................................................................................................. 15 電機安裝與驅(qū)動 ............................................................................................ 16 紅外循跡模塊 ............................................................................................... 16 超聲波測距模塊 ............................................................................................ 16 DTU 無線控制模塊 ........................................................................................ 16 小車的控制 .......................................................................................................... 18 4． 軟件系統(tǒng)設計 ..................................................................................................... 20 ................................................................................................................ 21 ............................................................................................................................ 22 2 / 30 1． 概述 自第一臺工業(yè)機器人誕生以來，機器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領域，其 涉及到多個學科，機械、電工、自動控制、計算機測量、人工智能、傳感技術等等，是眾多領域的高科技。 近年來機器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認識自然的過程中，制造能替代人勞動的機器一直是人類的夢想。而智能小車比賽就是機器人技術的一個重要研究方向 。 智能小車作為機器人的典型代表，可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、 CPU。 在本次課程設計中，我所制作的智能小車要實現(xiàn)自動避障功能，還擁有擴展循跡等功能，感知導引線和障礙物。基于上述要求，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴 CCD 傳感器而考慮使用價廉物美的紅 外反射式傳感器來充當。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當?shù)模饕刂菩≤嚨男羞M。 CPU 使用STC89C51 單片機，配合軟件編程實現(xiàn)。 而本次課程設計所制作的小車，其與眾不同的地方在于全部使用上位機通過無線模塊對其進行控制，小車本身不具備任何輸入設備。小車可以工作在三種模式下，超聲波測距模式，紅外循跡模式以及無線控制模式。 在無線控制模塊下可以 遠距離 對其進行前后左右停的操作。 除此之外，還可以實現(xiàn)手機對小車的狀態(tài)控制。 2． 系統(tǒng)原理 該智能小車模型是一輛由 PCB 和車體拼裝的小車。所有的機械結(jié)構和零部件都安裝固定在電 路板上，除幾個 特殊模塊是由自己手動焊之外，其余是買回的封裝好的模塊。其穩(wěn)定性 更高。 底盤的選擇 3 / 30 底盤的作用在于固定電機，并安置其他模塊。根據(jù)個人喜好，可以選擇4 輪的和 2輪 +萬向輪式的。我選擇的是 4輪驅(qū)動小車。 電機的選擇 圖 直流減速電機 右圖為小車使用的直流減速電機，減速比為 1： 48，額定電壓為 3－ 9V. 當我們在直流電機的兩極施加一定的電壓后，電機開始勻速轉(zhuǎn)動，如果這時候?qū)㈦姌O對調(diào)， 原來的正極變負極、負極變正極，那么電機就會反向轉(zhuǎn)動 。 小車轉(zhuǎn)彎則是通過左右兩側(cè)電機速度不同來控制的。 圖 直流減速電機參數(shù) 下圖是典型的“ H”橋電路，采用下面這種電路，即可實現(xiàn)上面所說的電極翻轉(zhuǎn)，從而達到 電機的正反轉(zhuǎn) 。 4 / 30 圖 “ H”橋電路 常態(tài)下， 4個橋臂的開關保持開路狀態(tài)，這時候電機兩端懸空，沒有電壓 。 當 4 開關閉合， 3開關打開，電流從 1號開關流經(jīng)電機，再從 4號開關流出，這時候電機正轉(zhuǎn) 。 當 3 開關閉合， 4開關打開，電流從 2 號開關流經(jīng)電機，再從 3號