智能小车设计报告

智能小车

学校：江汉大学

学院：物信学院

班级、姓名：

10通信曹聪慧

10自二彭洋

摘要：

本系统采用STC89C52作为主控制芯片，采用7805作为稳压芯片，采用L9110芯片作为直流电机驱动，在PWM 控制下，小车自动寻路，快慢速行驶和转向。三者的结合使小车更加智能化，自动化，并用霍尔元件测速，用1602液晶把速度显示出来。电路结构简单，可靠性能高。

关键词:STC89C52单片机、PWM调速、自动循迹，测速

目录

1.系统方案 (4)

1.1 车体设计 (4)

1.2 控制器模块 (4)

1.3电机模块 (4)

1.4电机驱动模块 (5)

1.5测速模块 (5)

1.6电源模块 (5)

1.7最终方案 (6)

2.系统硬件设计 (7)

2.1电源模块的设计 (7)

2.1控制模块的设计 (6)

2.1循迹模块的设计 (6)

2.1电机驱动模块的设计 (7)

2.1测速模块的设计 (7)

3．软件程序的设计 (10)

3.1总体流程图 (10)

3.2软件大体思路 (10)

4．系统功能测试 (9)

4.1 问题分析及解决 (10)

5．总结 (12)

(附录)

系统方案

1.1 车体设计

自己制作电动车。一般的说来，自己制作的车体比较粗糙，性能不太稳定。但只要对车体仔细制作，通过优良的控制算法，也能实现控制小车前进转弯的功能。

1.2 控制器模块

采用STC公司的STC89C52单片机作为主控制器。STC89C52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。且该系列的51单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。我们自己制作51最小系统板，体积很小，下载程序方便，放在车上不会占用太多的空间。

1.3电机模块

方案一：采用步进电机实现物体的精确定位和方向控制。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，可以精确地控制角度和距离。缺点是相对体积较大，力矩比较小，容易失步，而且价格比较昂贵。

方案二：采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机

价格经济。

我们选择方案二，使用直流电机作为电动车的驱动电机。

1.4电机驱动模块

采用电机驱动芯片L9110。L9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个

TTL/CMOS。兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750～800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5～2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。

1.5 测速模块

本系统中选用霍尔元件测速。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。

1.6电源模块

在本系统中，需要用到的电源有单片机的5V，7805芯片的电源5V和电机的电源7-15V。所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。

方案一：用9V的锌电源给前、后轮电机供电，然后使用7805稳压管来把高电压稳成5V分别给单片机和电机驱动芯片供电。这种接法比较简单。

方案二：采用双电源。为了确保单片机控制部分和后轮电机驱动的部分的电压不会互相影响，要把单片机的供电和驱动电路分开来，即：用直流电12v供给单片机，后轮电机的电源用5V供电，这样有助于消除电机干扰，提高系统的稳定性。

基于以上分析，我们选择了方案一，采用7805芯片供电。

1.7最终方案

经过反复论证，我们最终确定了如下方案：

1车体用塑胶车架手工制作。

2采用STC公司的STC89C52单片机作为主控制器。

3电机采用直流电机。

4采用专用芯片L9110作为电机驱动芯片。

5采用7805供电。

6采用霍尔元件测速

系统硬件设计2.1电源模块电路图为：

2.2控制模块电路图为：

2.3循迹模块电路图为：

2.4测速模块电路图为：

2.5电机驱动电路的设计

L9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS。兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750～800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5～2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。

芯片引脚和功能如图1，驱动电路如图2。

序号符号功能

1 OA A 路输出管脚

2 VCC 电源电压

3 VCC 电源电压

4 OB B 路输出管脚

5 GND 地线

6 IA A 路输入管脚

7 IB B 路输入管脚

8 GND 地线