基于stc89c52單片機(jī)的藍(lán)牙控制自動避障小車的設(shè)計-展示頁
2024-11-29 21:46本頁面
【正文】 D4USB123456789RS112345678P412345678P312345678P612345678P51234567P7 22pFC922pFC8GND VCCGND10KR2 C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U8MAX232CPEVCC GND1uFC101uFC111uFC121uFC131uFC14GND GNDGNDS1 VCCGNDGNDIN3OUT2GND1U4100uFC2100uFC7GNDGNDVCC1 23 45 67 89 1011 1213 14+5V123456+GNDGNDK1D7LEDGND VCC1 2 34 5 6J1VCC1KR3電源電路1 21N5819D6I/O口排針最小系統(tǒng)串口通信電平轉(zhuǎn)換1210uFC1 圖 8 主控電路圖 （三）驅(qū)動 電路 本 模塊主要是對 單片機(jī)傳送過來的高低電平信號進(jìn)行處理， 控制電機(jī)起停、正反轉(zhuǎn)。 藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊可以輕松實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)無線透傳。由于單片機(jī)為低功耗元件而可采用普通 電池（共 4 節(jié)）供電，電機(jī)為大功耗器件因而單獨采 用鋰電 （ 900mAh）供電 （如圖 6） 。 電機(jī)在運行過程中產(chǎn)生的反向電動勢可能會影響單片機(jī)的正常工作 。 經(jīng)過實測發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)三輪容易在走直線的時候出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象。為使小車能夠順利啟動，且運動平穩(wěn)，在直流電機(jī)和輪車軸之間加裝了三級減速齒輪。 開封大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文 8 圖 5 L298N （ 四 ） 機(jī)械系統(tǒng) 本題目要求小車的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定、靈活、簡單，而三輪運動系統(tǒng)具備以上特點。比如常用的 L293D、 L298N、 TA7257P、 SN754410等。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高， H型橋式電路保證了簡單的實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWM調(diào)速技術(shù)。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，加速能力強(qiáng)，采用由達(dá)林頓管組成的 H型橋式電路 （如圖 4） 。 開封大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文 6 圖 3 STC89C52引腳圖 （ 三 ） 電機(jī)驅(qū)動模塊 電機(jī)驅(qū)動模塊擬用兩種解決方案，分別如下： ,通過開關(guān)的切換對小車的速度進(jìn)行調(diào)整 .此方案的優(yōu) 點是電路較為簡單 ,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢 ,易損壞 ,壽命較短 ,可靠性不高。根據(jù)這些分析 ,我選定了 STC89C52 單片機(jī) (如圖 3)作為本設(shè)計的主控裝置， 51系列單片機(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，對于本設(shè)計也綽綽有余，更可貴的是 STC89C52 單片機(jī)價格非常低廉。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)鍵在于實現(xiàn)小車的自動控制，而在這一點上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢 —— 控制簡單、方便、快捷。據(jù)此，擬定了以下兩種方案并進(jìn)行了綜合的比較論證，具體 有 如下 兩種方案 ： PLC作為主控系統(tǒng)， PLC 雖然性能穩(wěn)定但是價格昂貴，為此，我們不采用該種方案，進(jìn)而提出了第二種設(shè)想。 圖 1 紅外 距離傳感器 原理圖 市面上有很多紅外傳感器，在這里我選用 常用的 2~80cm可調(diào)距離傳感器 （如圖 2） 。在小車行駛過程中不斷地 向 前方 發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外 距離傳感器沒有遇到障礙物時為關(guān)斷狀態(tài) ；如果遇到 障礙物則閉合 。在該模塊中利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法 —— 紅外探測法。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。我此次的設(shè)計主要實現(xiàn)循跡避障這兩個功能。其基本可實現(xiàn)循跡、避障、檢測貼片、尋光入庫、避崖等基本功能，這幾節(jié)的電子設(shè)計大賽智能小車又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展。 CPU 使用 STC89C52 單片機(jī)，配合軟件編程實現(xiàn)。單片機(jī)驅(qū)動直流電機(jī)一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機(jī)資源，開封大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文 4 直接選擇有 PWM功能的單片機(jī)，這樣可以實現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可 以由軟件模擬 PWM 輸出調(diào)制，需要占用單片機(jī)資源，難以精確調(diào)速，但單片機(jī)型號的選擇余地較大?；谏鲜鲆?，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的 CCD 傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當(dāng)。 該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。 機(jī)器人 要實現(xiàn) 避障功能就必須要感知 障礙物 ， 避障控制系統(tǒng)是基于自動導(dǎo)引小車（ AVG— autoguide vehicle）系統(tǒng)，基于它的智能小車實現(xiàn)自動避開障礙 ，選擇正確的行進(jìn)路線。但 CCD 傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是 覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。 隨著 科 學(xué) 技 術(shù)的 發(fā)展 ，機(jī)器人的感 系統(tǒng)，對于視覺的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達(dá)，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機(jī)器視覺需 要通過大量的運算也只能識別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡單的目標(biāo)。近年來機(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。 關(guān)鍵詞 ： 智能小車 STC89C52單片機(jī) L298N 紅外光對管 開封大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)論文
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