【正文】 簽。 PWM 調速控制設計 ...................................................................................... 17 167。 主控單片機功能設計 ................................................................................. 12 167。 計時模塊 ..........................................................................................................11 167。 采用反射式紅外光電傳感器 ............................................................... 9 167。 采用單電源供電 .................................................................................... 8 167。 采用步進電機 ............................................................................................... 6 167。 主控單片機 ....................................................................................................... 5 167。 設計背景 ........................................................................................................... 2 167。 智能小車采用 單片機 為控制器核心，其集成度高、體積小、抗干擾能力強 ， 具有獨特的控制功能，單片機的應用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。通過 Keil C 和 PROTEUS 的仿真，通過實踐操作與調試，實現(xiàn)自動往返小車設計。河南科技大學本科畢業(yè)設計（論文） I 自動往返電動小汽車設計 摘 要 智能小車，也稱輪式機器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋智能控制、模式識別、傳感技術、電子電氣、計算機、機械等多學科的科技創(chuàng)意性設計。綜合運用單片機技術、自動控制理論、檢測技術等。 本設計以單片機為核心，附以外圍電路，采用光電檢測器進行檢測信號和循線運動。 設計概述 ........................................................................................................... 2 167。 采用凌陽 16 位單片機 .......................................................................... 5 167。 采用直流電機 ............................................................................................... 6 167。 采用雙電源供電 .................................................................................... 8 167。 測速及里程計量模塊 .................................................................................... 10 167。 顯示模塊 ..........................................................................................................11 167。 單片機硬件結構 .................................................................................... 12 167。 傳感器設計 .................................................................................................. 20 167。 167。 光電傳感器技術參數(shù) .............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 它集中地運用了計算機 、傳感器、信息、通訊、導航、人工智能及自動控制等技術 — 是典型的高新技術綜合體。 本次畢業(yè)設計要求設計并制作一個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車。 智能小車設計的核心思想便是建立賽道可行區(qū)域感知系統(tǒng)，使小車在行駛過程中對跑道上的黑線能夠自動檢測與識別，通過對視覺信息的處理確定小車與跑道的相對位置關系，通過執(zhí)行機構調 整小車與跑道的相對位置，使小車在賽道中心準確穩(wěn)定行駛的同時又兼顧車速，盡量縮短往返時間，從而達到“穩(wěn)”和“快”的協(xié)調。 實現(xiàn)了 自動往返小車 在無人控制狀態(tài)下實現(xiàn)智能循跡、 限速、壓線 的智能控制，液晶顯示電路顯示運行的時間 、路程并實時更新速度顯示 。 智能小車，也稱輪式機器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋智能控制、模式識別、傳感技術、電子電氣、計算機、機械等多學科的科技創(chuàng)意性設計。 設計概述 智能小車系統(tǒng)集中地運用了計算機、傳感器、信息通訊、人工智能及自動控制等技術，是典型的高新技術綜合體。同時小車可以在要求區(qū)域內自動加速和減速。另外，采用 C語言編程算法進行速度調節(jié)，經(jīng)過 PROTEUS仿真后，成功地實現(xiàn)了從最高速降至低速的平穩(wěn)調速。 設計任務和主要內容 設計并制作一 個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車，能在如圖11所示的跑道上自動往返行駛。 2. 到達終點線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點線偏差應最?。ㄒ?小車 中心點與終點線或起跑線中心線之間距離作為偏差的測量值）。 EF段：小車全速前進。其具有結構小巧、運動靈活、擴展性強、控制簡單等諸多特點。且實驗室器材室沒有此型號單片機。 SST89E516RD片內有兩塊 SuperFlash EEPROM，分為 64K主塊 (Block0)和 8K次塊 (Block1)。由于 SST89E516RD具有兩塊獨立的 SuperFlash程序存儲區(qū)，當監(jiān)控程序在 Block1存儲區(qū)中運行時可以改寫 Block0程序存儲區(qū)中的程序， 使用在線 SoftICE模式，不需要反復的將調試程序下載到單片機中，避免了單片機的老化損壞，可方便的與 Keil C實現(xiàn) SoftICE在線仿真調試功能 。 采用步進電機 采用步進電機作為該系統(tǒng)的驅動電機，由于其轉動的角度可以精確定位，可以實現(xiàn)小車前進距離和位置的精確定位。 使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變 的非常的簡單 。因此 決定放棄此方案。 綜合以上考慮，我選擇使用直流減速電機作為自動往返電動小車的驅動電機。 （ 2）改變磁通φ ,即改變激磁回路的調節(jié)電阻 Rj以改變激磁電流 Ij。 下面是通過調節(jié)電機兩端電壓達到調速目的的三種方案： 方案一：采用電阻網(wǎng)絡或數(shù)字電位器調整電動機的分壓，從而達到調速的目的。這個方案的優(yōu) 點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應時間慢、機械結構易損壞，壽命較短、可靠性不高。 H型電路保證了可以簡單的實現(xiàn)轉速和方向的控制。 可以直接通過電源來調節(jié)輸出電壓 ， 可以直接用單片機的 IO口提供信號 ， 而且電路簡單，使用比較方便。 167。這樣供電比較簡單，但是由于電動機啟動瞬間電流很大，而且 PWM 驅動的電動機電流波動較大，會造成電壓不穩(wěn) 、有毛刺等干擾，嚴重時可能造成單片機系統(tǒng)掉電，缺點十分明顯。將電動機驅動電源與單片機以及周邊電路電源完全隔離。 因此采用單一電源（ 4 節(jié) AA 電池）為單片機、 Vss 端和傳感器供電。 167。 使用光電傳感器來采集路面信息。經(jīng)過綜合考慮，在本項目中采用紅外光電傳感器作為信息采集元件。這種方案的缺點在于，其他環(huán)境光源會對光敏二極管的工作產生很大干擾，一旦外界光亮條件改變，很可能造成誤判和漏判。 采用反射式紅外光電傳感器 1. 不調制的反射式紅外發(fā)射－接收器?？紤]到環(huán)境光干擾主要是直流分量，如果采用帶有交流分量的調制信號，則可大幅度減少外界干擾。 測速及里程計量模塊 167。 采用 U 型紅外光電傳感器 采用 U 型紅外光電傳感器， 在車輪上貼上白紙黑條，當作光電編碼盤，當車輪轉動時，帶動碼盤轉動，利用紅外傳感器對不同顏色的物體反射的光線強度的不同，從而導致接收管的導通和截止。但是在本題中，小車的車輪較小，方案一的磁片密集安裝十分困難，容易產生相互干擾。故我們采用單片機內部的定時器作為計時模塊。由于我們計劃要顯示小車運行時間、速度、路程等內容。用自帶中文字符庫的液晶顯示模塊，顯示方便美觀，而且人機交互界面也很友好。 河南科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 第 3章 智能小車 系統(tǒng) 設計 167。若不能滿足應用系統(tǒng)的要求時， 必須在片外進行擴展。單片機已經(jīng)預先燒錄一段引導下裝（ BOOT STRAP LOADER）的代碼，通過 IAP 操 作，實現(xiàn)開始的用戶程序代碼燒錄和以后的用戶代碼升級。 167。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式?？捎脕磉M行串行通訊，擴展并行 I/O 口，甚至與多個單片機相連構成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣。 167。 ， 端口 ，可分別用來檢測黑線和測速 、里程計量 。 P2口是一個多功能的八位口，可以字節(jié)訪問也可以位訪問，其字節(jié)訪問地址為 A0H，位訪問地址為 A0H~A7H。 EN1為左側兩電機控制使能端， EN2為右側兩電機控制使能端。如改變其運動方向、運動速度。 圖 34 L298N Multiwatt 封裝 外形圖 經(jīng)過之前論證分析后，決定選用 L298電機驅動芯片 。 圖 35 電機驅動控制流程圖 通過圖 35，可清楚看出單片機→電機驅動芯片→直流電機的三級控制電機驅動芯片 L298 直流電機 單片機作為核心控制器，由 I/O 口發(fā)出 各種高低電平組號信號，控制L298。 167。當 U1為低電平， U2為高電平時， Q Q6管截止， Q Q5管導通，電動機反轉。當脈沖頻率在 100Hz 以 下時，電機轉動有明顯的跳動現(xiàn)象， 小車不能連續(xù)順暢運行。 當電機穩(wěn)定開動后，有 (f 為摩擦力 ) 則 [2] 所以， [3] 由 [3]式可知智能 小 車的速度與脈寬成正比。 當 IN1端為高電平、 IN2端為低電平時， 二極管 D1到 D4導通，電機正轉；反之，二極管 D3到 D2導通，電機反轉。 表 32 L298 引腳符號及功能表 引腳 功能 Mutiwatt15封裝 1 、 15 SEN SEN2 分別為兩個 H橋的電流反饋腳，不用是可以接地 2 、 3 1Y 1Y2 輸出端，與對應輸入端（ IN IN2）同邏輯 4 Vs 驅動電壓，最小值需比輸入的低電平電壓高 5 、 7 IN IN2 輸入端， TTL電平兼容 6 、 11 EN EN2 使能端，低電平禁止輸出 8 GND 地 9 Vss 邏輯電源， ~7V 10 、 12 IN IN4 輸入端， TTL電平兼容 13 、 14 2Y 2Y2 輸出端 ， 與對應輸入端（ IN IN4）同邏輯 下 圖 38為 L298驅動小車電機的 PROTEUS功能仿真圖。 I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N S A1S E N S B15G ND8VS4V C C9U1L 2 9 8+ 8 8 . 8+