測(cè)控儀器課程設(shè)計(jì)-小車智能自動(dòng)避障系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-08-04 21:34本頁面
【正文】 ，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá) 1： 10000左右。 （ 2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。 根據(jù)以 上綜合比較，以及本設(shè)計(jì)中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計(jì)采用了 H 型單極型可逆 PWM 變換器進(jìn)行調(diào)速。 脈寬調(diào)速也可通過單片機(jī)控制繼電器的閉合來實(shí)現(xiàn)，但是驅(qū)動(dòng)能力有限?？赡?PWM 變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有 H 型、 T 型等類型。 三、硬件設(shè)計(jì)： 總體設(shè)計(jì) 智能小車采用雙輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)， 左右輪兩邊各用一個(gè)電機(jī)，控制兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達(dá)到避障的目的。當(dāng)其檢測(cè)到障礙物時(shí)，主控芯片給出信號(hào)報(bào)警（蜂鳴器響或綠燈亮）并控制車子減速 —— 停止 —— 倒退 —— 轉(zhuǎn)向 —— 直走 —— 加速，從而避開障礙物實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)避障功能的實(shí)現(xiàn)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì) 方案一：采用 MSP430 系列的 16 位單片機(jī)，它是 16 位控制器，具有體積小、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有語音處理 、運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，但考慮到我們小組對(duì)這個(gè)方案采用的微處理器并不熟悉，使用起來并不是很方便。 方案二：采用 STC51 單片機(jī)控制。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路，能夠滿足題目設(shè)計(jì)的所有要 求，而且我們對(duì) STC51 單片機(jī)也比較熟悉，因此我們選擇方案二。 方案二： 采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到分壓的目的。更主要的問題在于一般的電動(dòng)機(jī)電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率， 而且實(shí)現(xiàn)很困難。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，加速能力強(qiáng) ，采用由達(dá)林頓管組成的 H 型橋式電路。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(jiǎn)單的實(shí)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)。 這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過 載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般采用 H 橋式驅(qū)動(dòng)電路， L298N 內(nèi)部集成了 H 橋式驅(qū)動(dòng)電路，從而可以采用 L298N 電路來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。其引腳圖如 ，驅(qū)動(dòng)原理圖如圖 。 ST188 是一 個(gè)無限紅外模塊，它有一個(gè)發(fā)射管（白色）和一個(gè)接收管（黑色），一般情況下接收管能收到發(fā)射管發(fā)送的紅外光，但當(dāng)遇到吸光介質(zhì)（如黑色物體）時(shí)接收管便不能收到發(fā)射管的紅外光。圖 是該系統(tǒng)中 ST188 應(yīng)用電路圖。 四、軟件設(shè)計(jì) ：主程序流程圖如下： 上電運(yùn)行后，放到?jīng)]有障礙物的空地上，小車直走。如果前方遇到障礙物，則小車做左轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 如果前方有障礙物的時(shí)候，左邊同時(shí)也有障礙物，則小車右轉(zhuǎn)。這時(shí)小車恢復(fù)左轉(zhuǎn)，或者直走。 五、測(cè)試數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)結(jié)果： 本設(shè)計(jì)制作完 成了題目要求的基本部分，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。圖 路實(shí)物圖，圖 為智能避障小車實(shí)物圖。 附錄Ⅱ：程序代碼 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit en1=P1^6。 //右電機(jī)使能端 sbit in1_1=P1^0。 //L298_1 的 Input 2
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