智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-04-09 16:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 行檢測(cè)，經(jīng)主控制器處理后發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，來控制小車 運(yùn)動(dòng)。 原理框圖如下： 凌陽 SPCE061A 單片機(jī) 發(fā)光二極管 +光敏電阻 尋跡 、尋光 直流電機(jī) 金屬探測(cè) 顯示模塊 聲光指示 避障模塊 STC89C52RC 單片機(jī) 紅外對(duì)管尋跡、尋光 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)板 接近開關(guān)金屬探測(cè) LCD12864 顯示模塊 蜂鳴器 +發(fā)光二極管聲光指示 紅外對(duì)管避障模塊 步進(jìn)電機(jī) 5 方案 二原理 框圖 方案一通過對(duì)各 部分電路的 設(shè)計(jì) 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(jì)的難度， 精確度和運(yùn)算速度也都完全符合我們系統(tǒng)的要求，且 價(jià)格低廉； 另 外， 步進(jìn)電機(jī)將電脈沖轉(zhuǎn)換成特定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)脈沖所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是精確的，并可重復(fù) ， 只需要按照一定的規(guī)律給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)特定角度 ，這 省卻了處理測(cè)速傳感器的環(huán)節(jié) 。雖然直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度 通過反電動(dòng)勢(shì)也可以粗略測(cè)量，但精度遠(yuǎn)沒有步進(jìn)電機(jī)高，尤其是針對(duì)小功率直流電機(jī)，必須加電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器，才可以很好處理好電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系 ，所以使用步進(jìn)電機(jī)控制更加簡(jiǎn)單。 且考慮到性價(jià)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(jī) SPCE061A，它是 16 位控制器，具有體積小、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 的特點(diǎn)，而且 具有語音處理、運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，但考慮到我們小組 成員 對(duì)這個(gè)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(jì)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(jī)作為主控制器。 STC 89C52RC 是一個(gè)超低功耗，和標(biāo)準(zhǔn) 51 系列單片機(jī)相比較具有運(yùn)算速度快 、 抗干擾能力強(qiáng) 、 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(chǔ)器 的控制器。并且 具有 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè) I/O 口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器。其指令系統(tǒng)和傳統(tǒng)的 8051 系列單片機(jī)指令系統(tǒng)兼容，降低了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的難度， 使 電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 ， 在后來的實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)， STC 89C52RC的 精確度和運(yùn)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(jī)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(shí)際使用時(shí)，容易受到外界光源的干擾，有時(shí)甚至檢測(cè)不到。主要是因?yàn)榭梢姽獾姆瓷湫Ч乇淼钠教钩潭?、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(duì)管，雖然易受環(huán)境的影響，但是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，識(shí)別的可靠程度 高， 體積 小巧，易于安裝，完全能用多個(gè)該傳感器構(gòu)成高精度的控制輻射網(wǎng)絡(luò)提高識(shí)別的可靠性、準(zhǔn)確性，考慮到實(shí)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(qiáng)下阻值不同。采用多電壓比較方式，是小車尋找光線最強(qiáng)勢(shì)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)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(cè)距原理 是， 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)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(jī)前方有障礙物，否則通知單片機(jī)可以向前行駛。 方案 二 ： 繼續(xù)采 用 紅外對(duì)管 。 考慮到前面尋光、尋跡模塊均使用紅外對(duì)管，
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