【正文】 ............................................................................................................................................. 19 七、結(jié)束語 .................................................................................................................................................. 19 八、參考文獻： .......................................................................................................................................... 19 摘要 本小組設計制作的一款智能救援小車，能夠?qū)崿F(xiàn) 2021 年山東省電子設計競賽 G 題的基本部分和發(fā)揮部分的所有功能要求。直流減速電機采用 電機專用驅(qū)動芯片 L293D 進行驅(qū)動，其中避障 采光電開關(guān)來完成； 用 RPR220 型光電對管完成系統(tǒng)循跡功能 ；鐵片檢測部分通過電感式接近開關(guān)鐵片進行信號的采集，接近開關(guān)反饋的信號送入單片機處理，由控制單元處理信號并控制相應的線圈，利用線圈用電產(chǎn)生磁場的效應撿起鐵片并轉(zhuǎn)移到題目中所指定的區(qū)域，由語音提示電路提示小車操作完成。 設矩形建筑物有兩個門 A、 B，門寬 24 厘米，建筑物的墻壁是 10 厘米高（或與小車高度相同）、 2 厘米厚的矮墻，建筑物內(nèi)無引導軌跡（見圖示）。 注 :智能救援小車場地圖片的相關(guān)說明 智能救援小車場地圖 二、系統(tǒng)方案論證與選擇 根據(jù)題目中的設計要求，本系統(tǒng)主要由微控制器模塊、電源模塊、避障模塊、循跡傳感器模塊、直流電機及其驅(qū)動模塊、金屬檢測模塊、角度測量模塊，語音提示模塊以及液 晶顯示模塊等構(gòu)成。玩具電動車的電機多為玩具直流電機，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負載性能差，不易調(diào)速。經(jīng)過反復考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動，在校車后面加萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐穩(wěn)定的作用。制作的小車實物如下圖所示： 小車實物 控制模塊論證與選擇 方案一：采用凌陽公司的 16 位單片機，它是 16 位控制器，具有體積小、驅(qū)動能力強、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、具有語音處理、運算速度快等優(yōu)點，但考慮到我們小組對這個方案采用的微處理器并不熟悉，使用起來并不是很方便，這對于硬件電路 的設計和軟件編程增加了難度。其指令系統(tǒng)和傳統(tǒng)的 8051 系列單片機指令系統(tǒng)兼容，降低了系統(tǒng)軟件設計的難度， 電路設計簡單、價格低廉， 在后來的實驗中我們發(fā)現(xiàn)， STC 89C52 精確度和運算速度也都完全符合我們系統(tǒng)的要求。 方案二：采用 12V蓄電池為直流電機供電，將 12V 電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其它芯片供電。 電機模塊選擇與論證 方案一：采用直流減速電機。 綜合以上考慮我們選擇方案一的直流減速電機作為整個救援小車的驅(qū)動電機。 避障模塊的選擇與論證 方案一：用超聲波傳感 器進行避障。因此我們考慮其它的方案。當沒有光線反射回來時，輸出高電平。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。單片機據(jù)此來判斷小車是否偏離軌道，并根據(jù)反饋來不同的電平信號，發(fā)出相應的控制操作命令來校驗小車的位置。 方案二：用 RPR220 型光電對管完成系統(tǒng)循跡。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。 方案一：采 用 CCD 圖像傳感器 利用 CCD 圖像傳感器可適用于各種量的檢測。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。高強度磁鐵具有使用簡單，無需外圍電路，直接將磁鐵放置在救援小車底盤的某一固定位置，當救援小車靠近鐵片時，將鐵片吸附在磁鐵表面，以達到轉(zhuǎn)移鐵片的目的。 綜合以上方案論述我們選擇方案二，實現(xiàn)小車轉(zhuǎn)移鐵片。 方案二：采用單片機產(chǎn)生不同的頻率信號通過蜂鳴器來完成聲音提示功能，其硬件電路和較容易實現(xiàn)，但其缺點是給人以提示的可懂性比較差，給人的感覺不夠直觀，考慮的本題目的具體要求，我們決定不采用此方案。 方案二：采用 LCD液晶顯示。 STC89C52 單片機作為整個電路的控制核心。 。 10. 采用 IDS1420 錄放音模塊完成救援小車的語音提示功能。 LPKF 線路板雕刻機 ProtoMat174。其充電電路原理圖如圖所示： 本設計中采用的電機專用驅(qū)動芯片 L293D。其額定工作電流為 1A，最大可達 ， Vss 電壓最小 ，最大可達 36V。調(diào)試時在依照上表，用程序輸入對應的碼值，即可 以實現(xiàn)對應的操作。當沒有光線反射回來時，輸出高電平。四個傳感器的安裝位置與安裝方法相一致。具體的安裝位置實物圖如下圖所示： 硬件電路 實物圖 金屬檢測電路的原理與設計 金屬傳感器性能的好壞對于該系統(tǒng)的功能是否能實現(xiàn)，起著十分重要的作用。語音提示電路主要用來提示救援小車的工作狀態(tài)。 無線遙控電路主要實現(xiàn)小車的無線操作，系 統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，由單片機進行控制操作。從而計算出小車前進的路程。其原理圖如下所示： ADC0832 組成的電壓測量電路，并通過液 晶顯示救援小車系統(tǒng)電池組的電壓。 //轉(zhuǎn)向燈使能端 sbit baojing=P1^4。 //液晶顯示代碼 uchar date1=0,second=0,minute1=0,minute2=0。 display()。 } void run_left() //向前左轉(zhuǎn) { P2=left。 delay(2021)。 temp=P0amp。cs_245=0。deng(rightd)。 run_left()。//right default :break。 temp2=P0amp。cs_245=0。 cs_245=0。cs_245=0。cs_245=0。 cs_245=0。 lcd1[0]= lcd[date1]。} //定時器的 //主函數(shù) void main(void) { star()。小車行駛路線的示意圖如下所示： 發(fā)揮部分的功能測試 救援小車在 B 門的位置通過循跡電路沿著黑色引導線 BC 前進，在金屬傳感器檢測到鐵片 D 時，單片機控制相應的電路將鐵片撿起并轉(zhuǎn)移到指定的位置，在這個過程中單 片機同時控制相應的電路發(fā)出語音和發(fā)光提示，指示智能救援小車以完成救援任務。在行進過程中，救援小車可以自動避開墻壁，找到通路，可以在三分鐘之內(nèi)完成到達 B門的要求，在 B 門處，小車檢測到黑色標志，小車停止運行，同時發(fā)出聲光，提示基本部分測試完畢。同時在此過程中，單片機控制語音電路和發(fā)光二極管發(fā)光電路同時發(fā)出語音和發(fā)光的提示，指示救援小車的救援任務結(jié)束（救援小車系統(tǒng)測試的具體參數(shù)見下表）。 七、結(jié)束語 首先，感謝山東省大學生電子設計競賽組委會和協(xié)辦單位給我們這樣一次珍貴的鍛煉機會，在本次設計大賽中，通過我們共同的努力，我們完成了 智能救援小車系統(tǒng)的設計與制作，本設計中的救援小車能完成了大賽題目要求的大部分功能，同時也提高了我們的創(chuàng)新意識和團隊合作意識，培養(yǎng)了我們認真分析問題、獨立解決問題的能力，鞏固了我們對所學理論的實際運用。我們在調(diào)試的過程中遇到了不少問題，如在避障、循跡、金屬檢測等問題上，通過大家的共同努力研究問題被解決，參加此次競賽對我們來說是一次寶貴經(jīng)歷，也是人生的一筆精神財富 。 QA9wkxFyeQ^! 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