智能電動車設(shè)計報告(編輯修改稿)
2025-04-09 16:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 行檢測，經(jīng)主控制器處理后發(fā)出信號驅(qū)動步進電機，來控制小車 運動。 原理框圖如下： 凌陽 SPCE061A 單片機 發(fā)光二極管 +光敏電阻 尋跡 、尋光 直流電機 金屬探測 顯示模塊 聲光指示 避障模塊 STC89C52RC 單片機 紅外對管尋跡、尋光 步進電機 驅(qū)動板 接近開關(guān)金屬探測 LCD12864 顯示模塊 蜂鳴器 +發(fā)光二極管聲光指示 紅外對管避障模塊 步進電機 5 方案 二原理 框圖 方案一通過對各 部分電路的 設(shè)計 組合能滿足預(yù)置 要求。 但方案二中STC89C52RC 能降低系統(tǒng)軟件設(shè)計的難度， 精確度和運算速度也都完全符合我們系統(tǒng)的要求，且 價格低廉； 另 外， 步進電機將電脈沖轉(zhuǎn)換成特定的旋轉(zhuǎn)運動，每個脈沖所產(chǎn)生的運動是精確的，并可重復(fù) ， 只需要按照一定的規(guī)律給步進電機一個脈沖信號，電機就轉(zhuǎn)動一個特定角度 ，這 省卻了處理測速傳感器的環(huán)節(jié) 。雖然直流電機的轉(zhuǎn)動角度 通過反電動勢也可以粗略測量，但精度遠(yuǎn)沒有步進電機高，尤其是針對小功率直流電機，必須加電機轉(zhuǎn)速測量傳感器，才可以很好處理好電機驅(qū)動信號和電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系 ，所以使用步進電機控制更加簡單。 且考慮到性價比，所以我們選擇方案二。 各 模塊 方案選擇與論證 控制模塊 方案一：采用 凌陽公司的 16 位單片機 SPCE061A，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 的特點，而且 具有語音處理、運算速度快等優(yōu)點，但考慮到我們小組 成員 對這個方案采用的微處理器并不熟悉，這 增加了 硬件電路的設(shè)計和軟 件編程 的 難度。我們決定不再使用此方案，考慮其他方案。 方案二：采用 STC 89C52RC 單片機作為主控制器。 STC 89C52RC 是一個超低功耗，和標(biāo)準(zhǔn) 51 系列單片機相比較具有運算速度快 、 抗干擾能力強 、 支持 ISP在線編程 、 片內(nèi)含 8k 空間的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀存儲器 的控制器。并且 具有 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個 I/O 口， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器。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(shè)計的難度， 使 電路設(shè)計簡單 ， 在后來的實驗中我們發(fā)現(xiàn)， STC 89C52RC的 精確度和運算速度也都完全符合我們系統(tǒng)的要求。 綜上，我們選擇方案二的STC 89C52RC 單片機作為系統(tǒng)的控制核心。 尋跡 模塊 方案一：采用普通發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案。該方案在實際使用時，容易受到外界光源的干擾，有時甚至檢測不到。主要是因為可見光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情況 都有 直接 關(guān)系 。雖然可采取超高亮度發(fā)光二極管降低一定的干擾，但這 又 增加額外的功率損耗。 方案二：采用 高性能 紅外對管，雖然易受環(huán)境的影響，但是由于其結(jié)構(gòu)簡單，識別的可靠程度 高， 體積 小巧，易于安裝，完全能用多個該傳感器構(gòu)成高精度的控制輻射網(wǎng)絡(luò)提高識別的可靠性、準(zhǔn)確性，考慮到實際應(yīng)用環(huán)境，因此我們采用方案二。 6 圖 3 尋跡模塊原理圖 尋光模塊 方案一： 采用光敏電阻。由于光敏電阻在不同光強下阻值不同。采用多電壓比較方式，是小車尋找光線最強勢的角度，從而達(dá)到迎著光線行駛的目的 。 方案 二 ： 使 用紅外接收管。 紅外接收管即紅外線接收管，且這更容易實現(xiàn)單片機控制，與尋跡模塊相似的原理及考慮， 我們選擇方案二。 避 障模塊 方案一： 超聲波測距原理 是， 單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差 T，然后求出距離 S＝ CT／ 2，式中的 C為超聲波波速。 采用超聲波傳感器，如果傳感器接受到反射的超聲波，則通知單片機前方有障礙物，否則通知單片機可以向前行駛。 方案 二 ： 繼續(xù)采 用 紅外對管 。 考慮到前面尋光、尋跡模塊均使用紅外對管，
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