基于單片機智能循跡小車畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 19:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。第2章為總體規(guī)劃智能循跡小車系統(tǒng)的設計，包含主系統(tǒng)流程圖。第3章是系統(tǒng)的硬件設計，其中包含單片機電路的設計，光電傳感器模塊和電機驅動電路。第4章為系統(tǒng)的軟件設計，主要介紹的是軟件實現(xiàn)過程的框圖。第5章是對硬件和軟件的調(diào)試，最終保證了系統(tǒng)的正常運行。3系統(tǒng)設計本系統(tǒng)采用簡單明了的設計方案。通過高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成的傳感器循跡模塊判斷黑線路經(jīng)，然后由STC89C52通過IO口控制L298N驅動模塊改變兩個直流電機的工作狀態(tài)，最后實現(xiàn)小車循跡。系統(tǒng)設計方案方框圖4詳細設計 硬件設計此設計的整體方案是：用AT89C51單片機做信號的采集和處理。在AT89C51芯片的P0口連接信號的采集；經(jīng)過單片機的處理，然后在P1口輸出處理后的信號，送給驅動電路（驅動電動機的芯片）。整體設計框圖如圖所示：系統(tǒng)的總體架構圖最小系統(tǒng)用的元器件有：電阻（）、晶振（12MHZ）、瓷片電容（30pF，兩個）、電解電容（10181。F一個）。單片機最小系統(tǒng)電路圖如下：單片機最小系統(tǒng)圖整體電路如圖所示:整體轉換電路圖 器件選擇 智能循跡小車的主控芯片的選擇方案一：采用Atmel公司的AT89S52單片機作為智能小車的主控芯片， AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，工作電壓為5V，32個I/O口，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。該芯片價格便宜，應用廣泛，操作簡單，硬件與軟件設計相對簡單。大學生廣泛用于單片機學習與創(chuàng)作。資源足夠用于智能小車的設計。因此，本設計選擇了此芯片。方案二：采用德州儀器公司生產(chǎn)的F系列單片機MSP430F1611作為智能小車的主控芯片，MSP430F1611是一款超低功耗單片機，,48 位I/O 口線，16Bit RISC 架構，但相應硬件復雜，軟件編寫相對難度大，而且價格昂貴，用于智能小車資源過剩，造成浪費。經(jīng)過討論，我們放棄了此方案。 智能循跡小車電源模塊的選擇方案一：直接用直流電源供電。采用LM7812和LM7805穩(wěn)壓后產(chǎn)生12V和5V的直流電壓，供給系統(tǒng)各個模塊用。雖然直接用直流電源供電，功率大，但由于有電源供電線的限制，這樣就會對小車的行動造成諸多不便，為了能使小車能夠簡便地行駛，只能放棄這一方案。方案二:采用容量為9000mA的鋰電池供電，鋰電池質量輕，容量大，能為小車較長時間地供電，更重要的是它體積小安裝方便，因此，本設計選擇了這一方案。 智能循跡小車電機驅動電路的選擇方案一：采用分立元件制作而成的H橋驅動電路作為電機的驅動電路。由分立元件制作的H橋驅動電路雖然可以驅動電機，成本也低廉，但是由于各個元件的參數(shù)不一樣，穩(wěn)定性難以保證，因此本設計放棄了這一方案。方案二：采用專門的電機驅動芯片L298N驅動電機，性能穩(wěn)定，經(jīng)過不斷試驗，L298N能夠很穩(wěn)定地驅動電機的轉動，也易于控制，所以，本設計采用了這一方案。 智能小車循跡模塊的選擇方案一：采用紅外對管進行黑線檢測。紅外對管的工作原理是：由紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，紅外線遇到黑線后反射回來，再被紅外接收管接收，再經(jīng)過電壓比較器輸出高低電平給單片機識別。該方案受外界影響小，使用簡單。方案二：采用交流調(diào)制紅外避障電路。其工作原理是，使音頻鎖相環(huán)芯片LM567發(fā)出調(diào)制脈沖驅動紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線，然后再給紅外接收管接收信號，再經(jīng)過信號放大，輸入到音頻鎖相環(huán)芯片LM567，如果LM567接收到的信號的頻率和它本身產(chǎn)生的頻率相同，則LM567輸出一個低電平，否則，輸出高電平。然后再給單片機識別。但是，示波器檢測一直有低電平跳變，電路在受到外界紅外線的干擾。因此，這一方案不可靠。綜上考慮，根據(jù)小車的需要，本設計選擇了紅外對管進行黑線檢測。 模塊設計電機驅動模塊采用專用驅動芯片L298N作為電機的驅動芯片。L298N是一種具有高電壓大電流的全橋驅動芯片，它的響應頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流減速電機，而且還帶有控制使能端，用它作為驅動芯片，操作方便，穩(wěn)定，性能優(yōu)良。L298N的7引腳為一個電機的控制信號輸入端，12引腳為另一個電機的控制信號輸入端，3引腳為一個電機的控制
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