【文章內(nèi)容簡介】 0 度，這樣即使光源在電動車的后方，電動車也 可以通過在原地不斷旋轉(zhuǎn)的方式找到光源的準(zhǔn)確位置，從而完成尋找光源，入庫等功能。在電動機(jī)的控制上有兩種方案可供選擇。 方案一 :利用 901 2SC8050、及電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動電路。 如果單片機(jī) 89C52 控制口 輸出高電平， 9012截止， 2SC8050 截止，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)89C52 控制口 輸出低電平時， 9012 導(dǎo)通，2SC8050 導(dǎo)通，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。該電路比較簡單，輸出功率足夠大，足以推動電機(jī)工作，并且電機(jī)工作時三極管性能非常穩(wěn)定。但該方案中單片機(jī)部分和電機(jī)供電部分沒有完全隔離，而電動機(jī)在切換時 會產(chǎn)生巨大的反電動勢，經(jīng)常燒壞單片機(jī)。 方案二： 利用 BA6219B 及其外部輔助電路和電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動電路。 12J2M O T O R 112345678910J4B A 6 2 1 9 BZ1+5C D 11041 I N 11 I N 2+ 9 VN C 1100uR C 1 3C D 2104C M 10 .3 3 u 單片機(jī)控制口接 BA6219B 的兩個輸入控制端 IN1,IN2。 BA6219 的兩個輸出端OUT1(2),OUT2(10)接電機(jī)。 電機(jī)轉(zhuǎn)動狀態(tài)編碼： 左電機(jī) 右電機(jī) 左電機(jī) 右電機(jī) 電動車運(yùn)行狀態(tài) 1IN1 1IN2 2IN1 2IN2 1 0 1 0 正轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 前行 14 1 0 0 1 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 左轉(zhuǎn) 1 0 0 0 正轉(zhuǎn) 停 以左電機(jī)為中心原地左轉(zhuǎn) 0 1 1 0 反轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 0 0 1 0 停 正轉(zhuǎn) 以右電機(jī)為中心原地右轉(zhuǎn) 0 1 0 1 反轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 后退 根據(jù)上表可知，只要設(shè)定兩塊 BA6219B 的 1IN1,1IN2,2IN1,2IN2 四個控制端口的不同編碼，就可得到電動車的前進(jìn)，后退，旋轉(zhuǎn)等不同的運(yùn)行狀態(tài)；且 BA6219B 的最大輸出電流為 ，可使電動車快速運(yùn)行。故采用方案二。 無線通信 方案一： 紅外光方式 紅外通信只適用于室內(nèi)靜止或慢速移動中的點(diǎn)對點(diǎn)通信，方向性要求高，對于運(yùn)動中的小汽車傳輸過程中易產(chǎn)生誤碼，性能不穩(wěn)定。 方案二： 使用無線 MODEM（ RF2022） RF2022 采用 Nordic 公司的 nRF401 芯片，它是一種 RF 無線收發(fā)芯片 ，一個 RF2022模塊即可以接收數(shù)據(jù)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。但屬于半雙工工作方式。接收與發(fā)送方式選擇由 TXEN 控制。而且有兩個工作頻道可供選擇：工作頻道一： 。工作頻道二：。 工作模式控制及工作頻道選擇： 主控制系統(tǒng)與 RF2022 的連接電路圖如圖。 DI、 DO分別接單片機(jī)的 TXD、 RXD。接主控制系統(tǒng)的 RF2022始終為發(fā)射方。 CS401， PWR， TXEN始終置 0， 1， 1。也就是工作在工作頻道 ，發(fā)射狀態(tài)。 上位機(jī)（ COMPUTER）實時模擬系統(tǒng)與 RF2022的連接電路圖 RF2022 與單片機(jī)連接電路圖 1234567RFR F 40 1V+C S 4 01DODIP W RT X E NGNDC 16C 15L133 0m HV C C 15 C 2 5V C C16C 2+4V6R 2 I N8R 2 O U T9C 1 3V+2C 1+1GND15T 2 I N10T 2 O U T7U 13M A X 23 2T X DR X DV C C162738495J1R S 23 2C 12 C 13 C 14C 25C 261234567R F 1R F 20 00V+C S 4 01T X DR X DP W RT X E NGNDC 27C 28330uHV C C 接上位機(jī)的 RF2022始終為接收方， CS401， PWR， TXEN始終置 0， 1， 0。也就是工作在工作頻道 ，接收狀態(tài)。使用 RF2022設(shè)計比較簡單，且不受外界環(huán)境影響，具有較低的發(fā)射功率和較高的接收靈敏度，并且可工作在較低速率下如常用的單片機(jī)串口波特率 9600bps。采用 FSK調(diào)制方式，抗干擾能力強(qiáng)?；谝陨现T多優(yōu)點(diǎn)所以在本系統(tǒng)中無線通信部分采用了方 案二的設(shè)計。 運(yùn)行情況測試 測試儀器清單：秒表，函數(shù)發(fā)生器，示波器，頻率計等 測試過程及測試數(shù)據(jù)： 在單項模塊測試完成之后，進(jìn)行組裝整體測試。組裝后的整車尺寸為28cm(長 )*18cm(寬 )*15cm(高 )。 首先按照題目要求制作場地如下： 障 礙 物 1 障 礙 物 2 1m 1m 2m R= C B 5cm 起跑線 5cm 5cm 2cm 5cm 5cm 2cm 停車區(qū) m 12cm 光源 m m 直道區(qū) 彎道區(qū) 2m O 50cm 障 礙 區(qū) 引導(dǎo)線 車庫 15cm 5cm 行使路線 16 場地內(nèi)全部敷設(shè)白色繪圖紙，并用透明膠帶固定。在白紙下面按要求放置 4 塊鐵片，其中最后一塊置于 C 點(diǎn)。然后用毛筆繪制邊線及引導(dǎo)線。 首先將整車放于起點(diǎn)處，上電后通過聲音信號啟動運(yùn)行。小車正確感應(yīng)到鐵片，發(fā)出 聲光指示信息。小車正常尋跡運(yùn)行到 C 點(diǎn)之后，在 C 點(diǎn)停留 5 秒，然后小車重新啟動，朝光源方向直線行使，直至檢測到前方出現(xiàn)障礙物。在檢測到障礙物之后，小車左轉(zhuǎn) 90 度行駛，繞過障礙物，繼續(xù)向光源方向行駛，直至進(jìn)入車庫后檢測到黑色邊線，停止運(yùn)行。小車在經(jīng)過 C 點(diǎn)之后的路線如圖所示。 下表為連續(xù)十次的運(yùn)行時間： 次數(shù) 1 2 3 4 5 運(yùn)行時間 75s 68s 69s 74s 60s 次數(shù) 6 7 8 9 10 運(yùn)行時間 62s 74s 65s 70s 64s 由上表數(shù)據(jù)可知，本系統(tǒng)完全可以在 90 秒之內(nèi)完成題 目所要求的各項任務(wù)，并實現(xiàn)無線傳輸，聲控等創(chuàng)新功能。 目錄 一、 方案比較、選擇與論證 頁碼 1 二、 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 頁碼 2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 頁碼 2 系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計、理論分析和計算、詳細(xì)電路圖 頁碼 3 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計、理論分析和計算、各程序框圖 頁 碼 8 軟硬件分別調(diào)試、聯(lián)合調(diào)試 頁碼 11 三、 測試儀器與測試試驗方法 頁碼 12 開發(fā)、實驗及測試儀器 頁碼 12 17 四、 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析計算 頁碼 13 五、 特色與創(chuàng)新點(diǎn)討論、設(shè)計總結(jié) 頁碼 13 六、 附錄（操作說明、元器件清單、程序清單、參考文獻(xiàn)等） 頁碼 14 18 摘 要 本系統(tǒng)按要求制作了一個簡易智能電動車，它能實現(xiàn)的功能是：從起跑線出發(fā)，沿引導(dǎo)線到達(dá) B 點(diǎn)。在此期間檢測到鋪設(shè)在白紙下的薄鐵片，并同時發(fā)出聲光指示信息，實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數(shù)目。電動車到達(dá) B 點(diǎn)以后進(jìn)入“彎道區(qū)”，沿圓弧引導(dǎo)線到達(dá) C 點(diǎn)，能夠檢測 C 點(diǎn) 下正方形薄鐵片，并在 C 點(diǎn)處停車 5 秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。之后繼續(xù)行駛，在光源的引導(dǎo)下，利用超聲傳感器傳來的信號通過障礙區(qū)進(jìn)入停車區(qū)并到達(dá)車庫。最后，電動車完成上述任務(wù)后能夠立即停車，全程行駛時間小于 90 秒。 并附加其他功能 。 另外系統(tǒng)中傳感器電路額外加入了單片機(jī)便于 89C51單片機(jī)在之后的運(yùn)行中檢測四周電路，減小 89C51負(fù)擔(dān)。 軟件方面：因為，會，利用傳感器在檢測到某物體時輸出信號發(fā)生特定變化這種規(guī)律，讓單片機(jī)只對此類信號有所反應(yīng)，大大減少了處理數(shù)據(jù)，算法，從而加快了系統(tǒng)的反應(yīng)速度。 一、 方案比較 、選擇與論證 根據(jù)題目要求，有兩種解決方案。 精確定時法 這種方案主導(dǎo)思想是在對電動車直線、轉(zhuǎn)彎行駛速度以及行程的準(zhǔn)確把握基礎(chǔ)上利用單片機(jī)定時來使電動車順利通過直道區(qū)、彎到區(qū)、障礙區(qū)并且最終到達(dá)車庫。 19 缺點(diǎn) ：供電電壓不穩(wěn)定，易導(dǎo)致小車車速不穩(wěn)定，則距離不好控制；另外路線固定不變，不能應(yīng)對意外事件，而且想要準(zhǔn)確跑完全程對于電動車的起始位置、直線行進(jìn)參數(shù)、轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行精密測量和計算，智能化差。 傳感器引導(dǎo)法 這種方法核心是單片機(jī)通過對傳感器信號檢測來控制制動電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)向的動作，智能化大大增強(qiáng)， 可以用 下圖形象的表示出來： 我們把任務(wù)分為了直道 +彎道區(qū)、障礙區(qū)和停車區(qū)，劃分依據(jù)是：三個部分所用到的感應(yīng)器不同，實現(xiàn)方法也存在差別。 直道 +彎道區(qū)主要用黑