基于單片機的智能尋跡小車控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧資料
2025-06-25 12:53本頁面
【正文】 由于單片機完成的工作較為簡單，所以在最小系統(tǒng)中，我們只保留了晶振和復(fù)位電路。 單片機最小系統(tǒng)本系統(tǒng)采用AT89S51單片機作為中央處理器。AT89C51單片機擁有4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。硬件電路包括穩(wěn)壓電源、單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動電路、傳感器電路等四大模塊。 總體硬件組成框圖直流12V穩(wěn)壓電源AT89C51單片機L298N芯片直流電機（兩組）紅外傳感器（3組）電壓比較器LM324圖21 總體硬件組成框圖系統(tǒng)框圖如圖21所示，系統(tǒng)主要由四大模塊組成即電源模塊、單片機系統(tǒng)模塊、自動循跡模塊、電動機驅(qū)動模塊。且由L298N結(jié)合單片機可實現(xiàn)對小車速度的精確控制。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。 電動機驅(qū)動模塊方案一：采用傳統(tǒng)的功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。 單片機就是通過接收到的高低電平為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。 方案二：紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，用3組光電發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。 從經(jīng)濟的角度考慮，我們選擇了方案二。本系統(tǒng)主要是進行尋跡運行的檢測以及電機的控制。 方案二：采用宏晶公司的STC89C52單片機，它是16位控制器，具有體積小、驅(qū)動能力高、集成度高、易擴展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力強等特點。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。CPLD可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進行功能擴展。 單片機系統(tǒng)模塊方案一：采用可編程邏輯器件CPLD雖然蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便，但由于我們的車體設(shè)計時留出了足夠的空間，并且蓄電池的價格比較低。方案三：采用12V蓄電池為直流電機供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大的不便。 電源模塊由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電。第2 章 總體方案論證與設(shè)計本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為智能尋跡小車的控制核心，系統(tǒng)主要包括電源模塊、單片機系統(tǒng)模塊、自動循跡模塊、電動機驅(qū)動模塊等。 本設(shè)計任務(wù)智能作為現(xiàn)代的新發(fā)明，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一個環(huán)境里自動的運作，不需要人為的管理，可應(yīng)用于科學(xué)勘探等用途。紅外對管輸出的模擬電壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機。紅外傳感器多對紅外收發(fā)管組成，通過檢測接收到的反射光強，判斷黑白線。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。 AT89C51單片機的概述AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。它具有道路障礙自動識別、自動報警、自動制動、自動保持安全距離、車速和巡航控制等功能。[2] 操作過程見以下表格：電機A電機B傳感器 “左”轉(zhuǎn)動停止傳感器 “中”轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動傳感器 “右”停止轉(zhuǎn)動[3] 基本電路包括：單片機最小系統(tǒng)、電機驅(qū)動電路等；[4] 提交設(shè)計報告、電路圖及程序源
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