【正文】 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。 運行情況測試 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。采用 FSK調(diào)制方式，抗干擾能力強。也就是工作在工作頻道 ，接收狀態(tài)。也就是工作在工作頻道 ，發(fā)射狀態(tài)。接主控制系統(tǒng)的 RF2021始終為發(fā)射方。 工作模式控制及工作頻道選擇： 主控制系統(tǒng)與 RF2021 的連接電路圖如圖。而且有兩個工作頻道可供選擇：工作頻道一： 。但屬于半雙工工作方式。 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對點通信，方向性要求高，對于運動中的小汽車傳輸過程中易產(chǎn)生誤碼，性能不穩(wěn)定。 電機轉(zhuǎn)動狀態(tài)編碼： 左電機 右電機 左電機 右電機 電動車運行狀態(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)等不同的運行狀態(tài)；且 BA6219B 的最大輸出電流為 ，可使電動車快速運行。 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 單片機控制口接 BA6219B 的兩個輸入控制端 IN1,IN2。但該方案中單片機部分和電機供電部分沒有完全隔離，而電動機在切換 時會產(chǎn)生巨大的反電動勢，經(jīng)常燒壞單片機。單片機89C52 控制口 輸出低電平時， 9012 導(dǎo)通，2SC8050 導(dǎo)通，電機開始運轉(zhuǎn)。 方案一 :利用 901 2SC8050、及電機構(gòu)成驅(qū)動電路。 電機控制 由于電動車采用了前面使用萬向輪，兩個后輪各一個電機驅(qū)動的驅(qū)動方式，所以可使電動車旋轉(zhuǎn) 360 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。并且可以進(jìn)行誤差控制，因為孔的個數(shù)與誤差成反比，要想提高準(zhǔn)確度只要增加小孔的個數(shù)就可以。單片機定時器 T0 就會準(zhǔn)確記錄下這種高低電平的變化的次數(shù)，即通過的小孔的個數(shù)。在有小孔的地方，發(fā)光二極管發(fā)射的光就會透過小孔照射到光敏三極管上，使光敏三極管導(dǎo)通，此時光敏三極管的集電極輸出為低電平。 在小汽車的車輪上鉆若干小孔，設(shè)小孔的個數(shù)為n。這種測量方法的測量數(shù)據(jù)只能是車輪周 長的整數(shù)倍，誤差較大。因此在本系統(tǒng)中采用方案二。并且在給 PCF8563 送入初始的日歷信息后 , PCF8563 中的日歷就會自動運行，經(jīng)單片機讀取、處理后就可以在液晶顯示器上顯示當(dāng)前日歷。該部分硬件電路如圖： 設(shè)定好 PCF8563 的 CLKOUT 輸出頻率控制字，即可輸出所需頻率的脈沖信號，在本設(shè)計中所用頻率為 1Hz。但該電路功耗較大 ,且只能提供由 CB555 組成的秒脈沖發(fā)生器 C2C110uR147KR347KR22K GND1TR2Vo3RD4V c c8D I S C7TH6V c o5R P ?C B 555V C C秒脈沖 12 簡單的脈沖信號。 方案論證 ： 計時 方案一： 在需用秒脈沖時，大部分設(shè)計采用 555 定時器組成秒脈沖多諧振蕩器。在 C 以后運行中，電動車始終朝著光源前進(jìn)，當(dāng)在車前的紅外線測距傳感器檢測到障礙物后，電動車左轉(zhuǎn)避開障礙物，避開障礙物后，繼續(xù)朝著光源前進(jìn)，進(jìn)入車庫。同時主控制系統(tǒng)的單片機通過透射式光電傳感器測量行程，金屬感應(yīng)器檢測鐵片且在 PCF8563 秒脈沖的作用下計時并把各種參數(shù)在液晶顯示器上顯示出來，同時用無線收發(fā)模塊 RF2021 把這些參數(shù)發(fā)送到上位機，在上位機上 模擬電動車的運行情況。主控制系統(tǒng)的麥克接收到聲控信號后，產(chǎn)生一高低電平變化，從而使主控制系統(tǒng)的單片機產(chǎn)生中斷。 采用以 AT89C52 為中心控制器的智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電動車的智能控制功能。檢測控制系統(tǒng)通過各傳感器檢測引導(dǎo)線、障礙物和光源等控制信號，并送入單片機，單片機判斷、處理后，控制 MOTOR1（左輪驅(qū)動電機）和 MOTOR2（右輪驅(qū)動電機），以達(dá)到控制電動車行進(jìn)方向的目的，使電動車準(zhǔn)確進(jìn)入車庫，完成預(yù)定任務(wù)。上位機實時模擬系統(tǒng)根據(jù)主控制系統(tǒng)傳送的行程、行駛時間、鐵片數(shù)目等各種參數(shù)實時模擬電動車的運行狀況，實時監(jiān)控電動車的運行情況。 北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 10 摘要 本系統(tǒng)采用 AT89C52 為中心控制器，實現(xiàn)電動車的智能控制功能。 [7] 紀(jì)宗南。傳感器工作原理及應(yīng)用實例。新編傳感器原理應(yīng)用電路詳解。單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。 MCS51 系列單片機使用接口技術(shù)。單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全。白天，偶爾會有失敗的情況。 20 次中，汽車停留在 C 點時間，實測值與秒表均為 5 秒，相對誤差和絕對誤差為 0。 4． 3 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析 ? 測試條件 按照題目給定的尺寸，在實驗室自做場地，白天和晚上分別測試。小車響第 2次聲音時，開始前行，第一塊秒表開始計時； ? 運行到 C點停車時，第二塊秒表開始計時，到車離開 C點第二塊秒表停止計時，記錄停在 C點的時間； ? 汽車到終點區(qū)即入庫停車，第一塊秒表停止計時，記錄總運行時間。 啟動避障、尋找光源模塊： 1． 在 C 點，調(diào)整車的方向 2． 先向左，在向右，調(diào)整車的位置 3． 根據(jù)紅外和光敏傳感器的信息，實時調(diào)整 小車的運動方向 4． 根據(jù)光敏傳感器的信息，入庫 5． 顯示完成或成功及運行總時間。計時開始 路線跟蹤模塊： 運行過程中，不斷檢測是否壓線，壓線，則及時調(diào)整；同時進(jìn)行金屬探測，記數(shù)，計算、顯示距離，根據(jù)距離及探測到的金屬判斷 C 點位置。 3 軟件設(shè)計 3． 1 軟件所實現(xiàn)的功能 ① 路線跟蹤 ② 障礙檢測 ③ 尋找光源 ④ 金屬探測，數(shù)目存儲、顯示 ⑤ 運行時間顯示 ⑥ 起跑線與金屬鐵片中心點間的距離計算與顯示 3． 2 軟件流程 系統(tǒng)的主程序流程框圖如圖 7所示。 2． 7 電源電路 電動車可提供 9V的電源（ 6 節(jié)干電池）。采用 PWM 控制，可較方便的對電機進(jìn)行 調(diào)速。最后，決定對小車的電機及驅(qū)動電路，進(jìn)行了更換。電壓低了，速度慢，驅(qū)動力矩小，走不動；電壓高時（剛換上電池時），速度又很快，難以調(diào)整?？煽刻綔y距離， 小于 8cm。不同型號的光敏電阻，暗電阻及亮電阻差別較大，需根據(jù)不同參數(shù)的光敏電阻，選用不同大小的分壓電阻。電路如圖 5所示。我們采用這種電路，能可靠地檢測左前方、右前方、前方的障礙情況，為成功避障提供了保證。 方案三：采用左右兩個紅外傳感器。進(jìn)口的超聲傳感器，換能器薄，并且?guī)幚黼娐罚敵雠c距離成比例的模擬信號，通過 AD轉(zhuǎn)換，可獲得距離信息，價格貴。能非常準(zhǔn)確地測出小車與障礙物的距離，但價格也高， 處理復(fù)雜，不符合我們的要求。因黑線較窄（ 2cm），為及時調(diào)整車的方向，選擇比較器的閥值為 ，即黑白相間的位置，即開始調(diào)整。 啟動時，小車跨騎在黑線上。為 使發(fā)射有一定的功 率，發(fā)射回路要求不小于 20mA 的電流。該傳感器不但價格便宜，容易購買，而且處理電路（如圖 3所示），簡單易行，實際使用效果很好，能很順利地引導(dǎo)小車到達(dá) C點。但幾百元的價格及相對復(fù)雜的處理電路，并且還需要光源，所以也不是一個很好的選擇。 方案二：采用顏色傳感器。對白背景下，黑線的識別，目前做的比較成熟，效果相當(dāng)好。 ③ 停車后，能準(zhǔn)確顯示全程行駛時間及成功或完成信息。 圖 2 系統(tǒng)總體框圖 1． 2 發(fā)揮部分和創(chuàng)新部分 ① 電動車在“直道區(qū)”行駛過程中，我們存儲并顯示出了每個薄鐵片（中心線）至起跑線間的距離。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。 C點下埋有邊長為 15cm 的正方形薄鐵片，要求電動車到達(dá) C 點檢測到薄鐵片后在 C處停車 5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。電動車檢測到薄鐵片時，立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數(shù)目。 關(guān)鍵詞： 電動車，路徑跟蹤，避障，光源引導(dǎo)