【正文】 ........ 39 圖 1 實(shí)物圖 ........................................................ 39 圖 2 實(shí)物圖 ........................................................ 40 圖 3 實(shí)物圖 ........................................................ 41 1 1 緒 論 智能小車，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航及白動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體 。 1． 1 問題的提出及研究意義 于湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院就讀大二期間 ， 很榮幸被歐陽(yáng)再東老師欽點(diǎn)參加本校的電子技能大賽。智能車輛作為現(xiàn)代工業(yè)研究最小單元， 是現(xiàn)代工業(yè) 發(fā)展必不能少的一環(huán)。 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、汽車等消費(fèi)類產(chǎn)品越來 越呈現(xiàn)光機(jī)電一體化、智能化、小型化等趨勢(shì)。 隨之 必將迎來它的發(fā)展新時(shí)代 。國(guó)家科技攻關(guān)專題“智能公路技術(shù)跟蹤”，國(guó)家 863 課題“智能道路系統(tǒng)信息結(jié)構(gòu)及環(huán)境感知與重構(gòu)技術(shù)研究”、“基于車路協(xié)調(diào)的道路智能標(biāo)識(shí)與感知技術(shù)研究”、“基于泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的道路設(shè)施及災(zāi)害信息采集和融合”，交通部西部科技項(xiàng)目“新型公路磁引導(dǎo)安全輔助系統(tǒng)開發(fā)及示范應(yīng)用”。同時(shí)，在科研和具體應(yīng)用中，綜合應(yīng)用上述幾種技術(shù)，最終將摸索出一條適合中國(guó)國(guó)情的智能車發(fā)展方向。同時(shí) , 歐洲的一些國(guó)家正試驗(yàn)將智能速度適應(yīng)作為提高車輛安全性的手段 , 其構(gòu)想是通過路邊標(biāo)志信息或衛(wèi)星定位信息以及車載數(shù)字地圖進(jìn)行車輛導(dǎo)航 , 并自動(dòng)控制車輛的速度。日本智能公路計(jì)劃中 , 提出車輛上采用諸如 : 車道保持、十字路口防撞、行人避讓和車距保持等技術(shù)。 更重要的是能為 自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng) 新產(chǎn)品研發(fā)的奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4 2 智能攪拌車整體方案設(shè)計(jì) 整體方案設(shè)計(jì)的思路 通過兩個(gè)變壓器分別采用自制單相橋式整流穩(wěn)壓 5V電源與其自焊串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 10V 進(jìn)行失量疊加成 15V 電源 ,隨后再與小蜜蜂擴(kuò)音器 12V 電源模塊進(jìn)行失量疊加成 27V 總電源。具體的過程如下： 六 路 無線遙控器 ， 每一路發(fā)射一個(gè)信號(hào) ，并且這些信號(hào)都呈現(xiàn)為 高電平 和聯(lián)動(dòng) ， 從之一個(gè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示模塊與前總燈模塊供電，使其達(dá)到對(duì)其液晶屏顯示，燈光閃爍控制。 (1)單相橋式整流穩(wěn)壓 5V電源 橋式整流電路的工作原理如下： e2為正半周時(shí)，對(duì) D D3加正向電壓， Dl、 D3導(dǎo)通；對(duì) D D4加反向電壓， D D4截止。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍 ，同時(shí) 橋式整流 也 是交流電轉(zhuǎn)換成直流電的第一個(gè)步驟 。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載變動(dòng)引起輸出電壓 V0變化時(shí)，取樣電路將輸出電壓 V0的一部分饋送回比較放大器和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差電壓經(jīng)放大后去 控制調(diào)整管的基極電流，自動(dòng)地改變調(diào)整管集 — 射極間的電壓，補(bǔ)償 V0的變化，從而維持輸出電壓基本不變。 電壓調(diào)節(jié)：接入電源 (340V)，調(diào)整藍(lán)色電位器旋鈕 (一般順時(shí)針旋轉(zhuǎn)升壓 ,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)降壓 )并 用萬用表監(jiān)測(cè)輸出電壓達(dá)到需要電壓為止。其應(yīng)用特點(diǎn)： 8 （ 1）有可供用戶使用的大量 I/O 線 。該芯片采用 15 腳封裝。 L298N 雙 H 橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)物圖 一 .電機(jī)接口部分 ： OUT1 、 OUT OUT OUT4 四個(gè)接口分別用來連接直流電動(dòng)機(jī)或 者是步進(jìn)電機(jī)。 （ 2） 高壓驅(qū)動(dòng)的非常規(guī)應(yīng)用 ： 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓高于 12V，小于等于 24V（芯片手冊(cè)中提出可以支持到 35V，但是按照經(jīng)驗(yàn)一般 298 保守應(yīng)用最大電壓支持到 24V 已經(jīng)很了不起?。r(shí)，比如要驅(qū)動(dòng)額定電壓為 18V 的電機(jī)。 三 .信號(hào)驅(qū)動(dòng)部分 這里一共有六個(gè)接口， 分別是 ENA、 ENB、 IN IN IN IN4 （ 1） ENA 使能 OUT OUT2 的 接口，也 就是說如果 ENA 不接高電平 ，那么 OUT 10 OUT2 驅(qū)動(dòng)的電機(jī)是不可能可以驅(qū)動(dòng)的。這樣電機(jī)就有了電勢(shì)差，就可以 運(yùn)轉(zhuǎn) 了，調(diào)整電勢(shì)差可以改變正傳反轉(zhuǎn)和加減速（ PWM 來控制）。現(xiàn)行的直流電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)電驅(qū)式，也就是說，激磁繞組及其所包圍的鐵芯組成的磁極為定子，帶換向單元的電驅(qū)繞組和電驅(qū)鐵芯結(jié)合構(gòu)成直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子。 （ 4）調(diào)速時(shí)的能量損耗較小。 1602B 引腳說明如下： LCD 液晶顯示器各引腳功能及結(jié)構(gòu) 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 雙向數(shù)據(jù)口 2 VDD 電源正極 10 D3 雙向數(shù)據(jù)口 3 VL 對(duì)比度調(diào)節(jié) 11 D4 雙向數(shù)據(jù)口 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 雙向數(shù)據(jù)口 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 雙向數(shù)據(jù)口 6 E 模塊使能端 14 D7 雙向數(shù)據(jù)口 7 D0 雙向數(shù)據(jù)口 15 BLK 背光源地 8 D1 雙向數(shù)據(jù)口 16 BLA 背光源正極 注意事項(xiàng)：從該模塊的正面看，引腳排列從右向左為： 15 腳、 16 腳，然后才是1－ 14 腳 (線路板上已經(jīng)標(biāo)明 ): VDD：電源正極， － ，通常使用 5V 電 壓； VL： LCD 對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為 0－ 5V。寫數(shù)據(jù)時(shí)，需要下降沿觸發(fā)模塊。需要背光時(shí)， BLA 串接一個(gè)限流電阻接 VDD， BLK 接地，實(shí)測(cè)該模塊的背光電流為 50mA 左右； BLK： LED 背光地端。 PT2262 停止發(fā)送編碼信號(hào)， PT2272 的 VT 端便恢復(fù)為低電平狀態(tài)。 16 音樂 模塊 及報(bào)警 模塊系統(tǒng)實(shí)物圖 燈光輔助模塊 為了更加展現(xiàn)智能攪拌車性能，通過比較嘗試發(fā)現(xiàn)選擇綠色 LED 燈比較顯眼。 抗震性： LED 是固態(tài)光源，由于它的特殊性，具有其他光源產(chǎn)品不能比擬的抗震性。 顏 色： LED 的帶快相當(dāng)窄，所發(fā)光顏色純，無雜色光，覆蓋整過可見光的全部 17 波段，且可由 R\G\B 組合成任何想要可見光。一般的說來，自己制作的車體比較粗糙， 及相應(yīng)車型配備摩擦力不好控制難以協(xié)調(diào)。我們可以保留 前兩車 輪 車架不變 ， 而后 左右兩輪 采取保留輪 軸， 加之 改換轉(zhuǎn)軸力矩大的電機(jī)，并使用直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方案。 電源模塊的選擇 方案 1：由于智能攪拌車結(jié)構(gòu)功能較為復(fù)雜，模塊相對(duì)較多，故車體負(fù)載相對(duì)很大， 為此 通過比較嘗試我發(fā)現(xiàn)所需電壓需在 25V 以上 30V 以下能較好將小車智能的展現(xiàn)出來。隨之通過兩個(gè)變壓器分別采用自制單相橋式整流穩(wěn)壓 5V 電源與其自焊串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 10V 進(jìn)行失量疊加成 15V 電源 ,隨后再與小蜜蜂擴(kuò)音器 12V 電源模塊進(jìn)行失量疊加成 27V 總電源。 電機(jī)模塊的選擇 方案 1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。經(jīng)綜合比較考慮，我放棄了此方案。對(duì)于直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，可以采用改變電壓的方法，也可采用 PWM調(diào)速方法。 SM6135W 是專為遙控車設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路。通過單片機(jī)的 I/O 輸入改變芯片控制端的電平，即可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，非常方便，亦能滿足直流減速電機(jī)的大電流要求。 顯示模塊的選擇 方案 1：使用 LED 數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 更重要的是能與單片機(jī)兼容實(shí)現(xiàn)較好的連接，從而達(dá)到更好控制。 方案 2： 采用 解碼接收電路 為互鎖 輸出模式 ，互鎖型輸出就是任意一路收到信號(hào)則該路就能一直保持對(duì)應(yīng)的高電 平狀態(tài)，接收到任意其它路的數(shù)據(jù)則恢復(fù)到原始狀態(tài)，即單穩(wěn)態(tài)。但是特為注意的是： （ 1） VL： LCD 對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為 0－ 5V。 然而還有一 驅(qū)動(dòng)芯片 L298 就直接驅(qū)動(dòng) 130攪拌馬達(dá)。隨后將其總燈正負(fù)極相應(yīng)連接到單片機(jī)擴(kuò)展電源上。 sbit LCD_RW = P0^6。 uchar code dis2[] = { SANYI }。i) for(j=0。 LCD_WriteCmd(LCD_AC_AUTO_INCREMENT|LCD_MOVE_DISENABLE)。 LCD_RS=0。 } while(LCD_BUSY==1)。 LCD_RW = LOW。 } // LCD1602 寫數(shù)據(jù) void LCD_WriteData (UCHAR dat) { LCD_CheckBusy()。 LCDIO = dat。 else address = LINE2_HEAD + x。 for(。\039。) { x = 0。 x LINE_LENGTH amp。 x ++) { LCD_WriteData(*(Data++))。 sbit In4 = P1^3。 sbit hzd = P1^7。 sbit SJ2 = P0^1。 void forward() { In1 = 1。 qyd = 1。 qyy = 1。 In3 = 0。 hyd = 0。 } void right() { In1 = 1。 qyd = 1。 qyy = 1。 In3 = 1。 hyd = 1。 } void stop() { In1 = 0。 qyd = 0。 qyy = 0。amp。amp。 } else if(SJ1==0amp。SJ3==0amp。SJ5==0) { back()。amp。amp。SJ2==0amp。SJ4==1amp。amp。amp。 } } } 32 7 軟件的簡(jiǎn)單介紹 Keil uVision2 的簡(jiǎn)介 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的 C 語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器 匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國(guó)內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍?，F(xiàn)將本文主要工作總結(jié)如下： （ 1）由于智能小車的功能復(fù)雜性決定了其結(jié)構(gòu)的通用性。 （ 2）本設(shè) 計(jì)使用模塊化的設(shè)計(jì)方法。小車 就能隨心所欲的展示 。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì) 布局制造 有了初步認(rèn)識(shí)，還認(rèn)識(shí)了 許些電子器件，極大的豐富了我的知識(shí)面 。 總之，在課題設(shè)計(jì)的過程中，無論是對(duì)于 實(shí)踐能力 還是理論知識(shí)，我們都有了新的認(rèn)識(shí)，受益匪淺，這將激勵(lì)我們?cè)诮窈笤俳釉賲?，不斷完善自己的理論知識(shí)，提高實(shí)踐運(yùn)作能力。 顯然， 其的不靈敏關(guān)鍵是由于硬件的選擇，若是在經(jīng)濟(jì)允許的基礎(chǔ)下選用舵機(jī)是最佳的。在此下才能更好的將小車活靈活現(xiàn)的展現(xiàn)出來。 （ 4）在對(duì)智能小車更加智能化系統(tǒng)化的情況下，在音樂播放模塊 中我們可以將硬件 mp3 換成 ESE626M 芯片，再其錄制我們想要的音樂。經(jīng)過自己 不懈努 力 鉆研以及導(dǎo)師 歐陽(yáng)再東老師和胡輝春老師 的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下 ， 本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。 在此，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！ 衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授！ 38 參 考 文 獻(xiàn) [1]康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 [M].（第四版） .北京 :高等教育出版社， 20xx. [2]陳大欽 .電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) [M].（第二版） .北京 :高等教育出版社， 20xx. [3]謝自美 .電子線路設(shè)計(jì)?實(shí)驗(yàn)?測(cè)試 [M].（第三版） .武漢 :華中科技大學(xué)出版社 ,20xx. [4]郭天祥 .新概念 51 單片機(jī) C 語言教程 [M].電子工業(yè)出版社 ,20xx. [5]譚浩強(qiáng) .C 語言設(shè)計(jì) [M].（第三版） .清華大學(xué)出版社 ,20xx. [6]樊昌信 曹麗娜 .通信原理 [M].（第六版） .北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,20xx. [7]全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)編 .全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 [M].北京理工大學(xué)出版社 ,1999. [8]郭強(qiáng) .液晶顯示應(yīng)用技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. [9]高