智能避障小車設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-25 07:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 PROCESSOR 即數(shù)字信號處理器)的出現(xiàn)， 為采用新的控制理論和控制 策略提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，使電機(jī)傳動的自動化程度大為提高。在先進(jìn)的數(shù)控 機(jī)床等數(shù)控位置伺服系統(tǒng)，已經(jīng)采用了如 DSP 等的高速微處理器，其執(zhí)行速度可達(dá)數(shù)百萬兆以上每秒，且具有適合的矩陣運(yùn)算。：直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的加速、減速，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。主體電路：即直流電機(jī) PWM 控制模塊。這部分電路主要由 AT89S52 單片機(jī) 的 I/O 端口、定時計(jì)數(shù)器、外部中斷擴(kuò)展等控制直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。 其間是通過 AT89S52 單片機(jī)產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號并輸入到 L298 驅(qū)動芯片來 控制直流電機(jī)工作的。該直流電機(jī) PWM 控制系統(tǒng)由以下電路模塊組成：設(shè)計(jì)控制部分： 主要由 AT89S52 單片機(jī)的外部中斷擴(kuò)展電路組成。直流電機(jī)PWM控制實(shí)現(xiàn)部分主要由一些二極管、電機(jī)和 L298 直流電機(jī)驅(qū)動模塊組成。設(shè)計(jì)顯示部分：LED 數(shù)碼顯示部分，實(shí)現(xiàn)對超聲波測的距離的實(shí)時顯示。第二章 總體設(shè)計(jì)方案、本小車使用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，它通過超聲波測距來獲取小車距離障礙物的距離，并且用LED顯示出來，當(dāng)小車與障礙物的距離大于40cm時，小車會沿直線前進(jìn)，當(dāng)小車與障礙物的距離小于30cm時，小車轉(zhuǎn)彎以避開障礙物，并且此時蜂鳴器報警。在避開障礙物后，小車會沿直線前進(jìn)。簡要框圖如圖21。 圖 2 總體電路原理圖 第三章 硬件設(shè)計(jì)一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定時/記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器﹑打印機(jī)﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。（一）80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。1 微處理器該單片機(jī)中有一個8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。2 數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)為128個字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)，用來存儲程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。3 程序存儲器由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。4 中斷系統(tǒng)具有5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。5 定時器/計(jì)數(shù)器片內(nèi)有2個16位的定時器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。6 串行口1個全雙工的串行口，具有四種工作方式?？捎脕磉M(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。7 P1口、P2口、P3口、P4口為4個并行8位I/O口。8 特殊功能寄存器共有21個，用于對片內(nèi)的個功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的RAM區(qū)。由上可見，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。（二）最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)80C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠。用80C51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可， 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)：(1) 有可供用戶使用的大量I/O口線。(2) 內(nèi)部存儲器容量有限。(3) 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)、障礙物測距系統(tǒng)：方案一：超聲波視覺 優(yōu)點(diǎn)：價格合理，夜間不受影響。易于多目標(biāo)測量和分類，分辨率好。缺點(diǎn)：測量范圍小，對天氣變化敏感。不能直接測量距離，算法復(fù)雜，處理速度慢。方案二：激光雷達(dá)MMW雷達(dá) 優(yōu)點(diǎn)：夜間不受影響,不受燈光、天氣影響。缺點(diǎn)：對水、灰塵、燈光敏感、價格貴。 探測障礙的最簡單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，計(jì)算其往返時間來判定距離的。算法簡單，價格合理。所以我們選擇超聲波傳感器。超聲波測距原理：首先利用單片機(jī)輸出一個40kHz的觸發(fā)信號，把觸發(fā)信號通過TRIG管腳輸入到超聲波測距模塊，再由超聲波測距模塊的發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時單片機(jī)通過軟件開始計(jì)時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物返回，超聲波測距模塊的接收器收到反射波后通過產(chǎn)生一個回應(yīng)信號并通過ECHO腳反饋給單片機(jī)
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1