基于單片機(jī)控制的循跡小車設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-10 21:20本頁(yè)面
【正文】 倒退 ,轉(zhuǎn)向，從而避開(kāi)障礙物。將循跡光電對(duì)管分別裝在車體下的左右。 所以，我選擇了方案三來(lái)實(shí)現(xiàn)供電。 方案二： 采用 4支 電池單電源供電，但 6V的電壓太小不能同時(shí)給單片機(jī)與與電機(jī)供電。簡(jiǎn)單，而三輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具備以上特點(diǎn)。為使小車能夠順利啟動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在直流電機(jī)和輪車軸之間加裝了三級(jí)減速齒輪。 第五節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)和電源模塊 本題目要求小車的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定、靈活、簡(jiǎn)單，而三輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具備以上特點(diǎn)。通過(guò)測(cè)試此種方案就能很好的實(shí)現(xiàn)小車避開(kāi)障礙物，且充分的利用資源而不浪費(fèi)。但此方案過(guò)于依賴硬件、成本較高、缺乏創(chuàng)造性，而且置于小車左方的紅外對(duì)管用到的幾率很小，所以最終未采用。其安裝簡(jiǎn)易，也可以檢測(cè)到障礙物的存在，但難以確定小車在水平方向上是否會(huì)與障礙物相撞，也不易讓小車做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。我選取第三種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)循跡 。 方案三： 采用四只紅外對(duì)管，兩只置于軌道中間，兩只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車脫離軌道時(shí)，即當(dāng)置于中間的兩只光電開(kāi)關(guān)脫離軌道時(shí)，等待外面任一只檢測(cè)到黑線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開(kāi)關(guān)重新檢測(cè)到黑線（即回到軌道）再恢復(fù)正向行駛。故最 終未采用該方案。 4 圖 橋式電路 圖 L293D 5 第三節(jié) 循跡模塊 方案一： 采用簡(jiǎn)易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測(cè)，但實(shí)際效果并不理想，對(duì)行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測(cè)幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。這種雙極型脈沖調(diào)寬方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，如電流連續(xù)；電機(jī)可四角限運(yùn)行；電機(jī)停止時(shí)有微振電流，起到“動(dòng)力潤(rùn)滑”作用，消除正反向時(shí)的靜摩擦死區(qū)：低速平穩(wěn)性好等?，F(xiàn)市面上有很多此種芯片，我選用了 L293D 如圖 )。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 方案三： 采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。但電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴。 第二節(jié) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 方案一： 采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制 ,通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換對(duì)小車的速度進(jìn)行調(diào)整 .此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單 ,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢 ,易損壞 ,壽命較短 ,可靠性不高。根據(jù)這些分析 ,我選定了 P89C52RA 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的主控裝置， 52單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令， I/O 口均可按位尋址，程序空間多達(dá) 8K，對(duì)于本 3 設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是 52 單片機(jī)價(jià)格非常低廉。因此，這種方案是一種較為理想的方案。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來(lái)它的優(yōu)勢(shì) —— 控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。為 此，我們不采用該種方案，進(jìn)而提出了第二種設(shè)想。同時(shí)， CPLD 的處理速度非?？?，而小車的行進(jìn)速度不可能太高，那么對(duì)系統(tǒng)處理信息的要求也就不會(huì)太高，在這一點(diǎn)上， MCU 就已經(jīng)可以勝任了。 CPLD 具有速度快、編程容易、資源豐富、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，可利用 VHDL 語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)開(kāi)發(fā)。 第一節(jié) 主控系統(tǒng) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我認(rèn)為此設(shè)計(jì)屬于 多輸入量的復(fù)雜程序控制問(wèn)題。 2 第二章 方案設(shè)計(jì)與論證 根據(jù)要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。考慮到實(shí)際情況，本文選擇第二種方案。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來(lái)充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度。可以實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測(cè)到障礙物自動(dòng)躲避。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、 CPU。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。 機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能。視覺(jué)傳感器的核心器件是攝像管或 CCD，目前的 CCD 已能做到自動(dòng)聚焦。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的感覺(jué)傳感器種類越來(lái)越多，其中視覺(jué)傳感器成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。近年來(lái)機(jī)器人的智能 水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。將調(diào)試成功的各個(gè)模塊逐個(gè)地融合成整體，再進(jìn)行軟件編程調(diào)試，直至完成。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。讓小車來(lái)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，停車等基本功能。利用紅外對(duì)管檢測(cè)黑線，通過(guò)循跡模塊里的紅外對(duì)管是否尋到黑線產(chǎn)生的電平信號(hào)返回到單片 機(jī)紅外對(duì)管來(lái)實(shí)現(xiàn)循跡功能。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來(lái)它的優(yōu)勢(shì)控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。 摘 要 本循跡小車采用現(xiàn)在較為流行的 8位單片機(jī)作為系統(tǒng)大腦 ， 以 STC89C52單片機(jī)為控制核心。 用其控制行進(jìn)中的小車，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。 40腳的 DIP封裝使它擁有 32個(gè)完全 IO(GPIO通用輸入輸出 )端口，通過(guò)這些端口加以信號(hào)輸入電路，將各傳感器的信號(hào)傳至單片機(jī)分析處理，從而控制L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制小車。單片機(jī)根據(jù)程序設(shè)計(jì)的要求做出相應(yīng)的判斷送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。集成紅外線傳感器即光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行避障。根據(jù)小車各部分功能，分析硬件電路，并調(diào)試電路。 關(guān)鍵詞 ： 循跡小車 STC89C52 單片機(jī) 紅外對(duì)管 L293D 電機(jī)驅(qū)動(dòng) Abstract This tracking car adopts the now popular 8bit single chip microputer as the system of the brain, with the STC89C52 singlechip microputer as the core. To control the traveling car with it, i
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