简易智能电动车设计报告
简易智能电动车设计报告
E9简易智能电动车设计报告摘要本智能小车采用凌阳单片机SPCE061A作为控制器，利用感光、感铁及红外接近传感器来感知外界信号的变化，实现了小车能够沿着黑线走，并且越过障碍物通过光源的引导顺利的达车库，途中记录了遇到的铁块数目并且显示出来。
一、方安论证与比较1．方案比较方案一：用继电器来控制电机的停与转，但是转速不可调。
用红外传感器实现避障，红外传感器发出了红外光，障碍物反射光，距离障碍物远近不同，传感器输出的信号不同，将信号送入单片机进行A/D转换，控制小车的左传、右转。
方案二：用单片机的PWM信号控制电机的转速，即可实现电机转弯，用红外接近传感器实现避障，当距离障碍物10cm时，红外接近传感器由低电平变为高电平。
由单片机控制小车转弯，用磁接近开关检测铁片，有铁片即使开关由常开变常闭，单片机进行声光报警，有光敏三极管检测200w光源。
有光敏电阻来检测白纸上的黑线，是小车顺黑线运动。
2．方案的确定比较两种方案，运用方案一，信号的处理比较复杂，不容易实现对小车的控制。
方案二运用了比较先进的传感器，使问题的处理变得相对简单。
通过比较我们最终选用了方案二，并基本完成了题目设计要求二、工作原理、框图及电路设计1、工作原理利用光敏电阻来感知黑线，能够使小车沿着黑线的轨迹走；利用感金属的接近开关来感知铁块，使小车遇到铁块时发出信号；当碰到障碍物时，光电开关由低电平变为高电平；利用光敏三极管来感知光源，引导小车进入车库。
2、电路方框图3、单元电路设计及分析（1）光敏电阻部分利用光敏电阻可以感知颜色的深浅，并根据颜色的深浅的不同而输出不同的电压信号，从而使小车区分白纸和黑线。
具体实现电路如下所示图1。
图1 图2（2）感金属的接近传感器和红外接近传感器部分利用感金属的接近传感器可以检测到铁皮向单片机发送出信号，使单片机可以记录下铁块的数目；在小车的前、左、右方各放置一红外接近传感器，当小车遇到障碍物时，可以由传感器向单片机发出电压信号，使小车能够根据信号的不同做出相应的反应，从而实现避开障碍物。
智能电动车设计报告(20页)DOC.doc
皮匠网—开放、共享、免费的咨询方案报告文库咨询人士学习成长与交流平台HEFEI UNIVERSITY智能电动车的设计报告报告名称智能电动车的设计组员名称陈俊勇储小姗王接文皮匠网—开放、共享、免费的咨询方案报告文库咨询人士学习成长与交流平台完成时间2011-4-24目录1引言 (3)2方案设计 (3)2.1设计思路 (3)2.2方案比较与选择 (4)2.3硬件模块设计 (4)2.3.1控制模块 (4)2.3.2寻迹模块 (5)2.3.3寻光模块 (5)2.3.4避障模块 (6)2.3.5电机驱动模块 (6)2.3.6金属探测模块 (6)皮匠网—开放、共享、免费的咨询方案报告文库咨询人士学习成长与交流平台2.3.7电源模块 (7)2.3.8液晶显示模块 (7)2.3.9声光指示模块 (8)2.4系统软件设计 (8)3设计实现 (8)4 系统测试 (8)4.1测试条件与测试仪器设备 (9)4.2测试方法和测试结果 (9)5 结论 (10)智能电动车的设计皮匠网—开放、共享、免费的咨询方案报告文库咨询人士学习成长与交流平台摘要本作品以STC89C52RC单片机为主控芯片，主要包括电机驱动模块、金属探测模块、寻迹寻光蔽障模块、声光指示模块、LCD12864显示模块以及电源模块等几部分。
由步进驱动板驱动步进电机，单片机控制两个步进电机的正反转，实现了小车不同方向的运动。
路面检测采用红外对管构成的红外传感器来检测黑线，寻找光源完成寻迹寻光蔽障功能；接近式开关来探测铝钱币，探测到时发出声光指示信息。
各探头的信号经单片机综合分析处理，同时在LCD12864上显示铝钱币个数、时间与行程等信息。
关键词：单片机步进驱动寻迹蔽障 LCD显示皮匠网—开放、共享、免费的咨询方案报告文库咨询人士学习成长与交流平台1引言当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机电一体化的趋势日趋明显。
汽车也开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具，同时具有交通、娱乐、办公和通讯多种功能。
简易智能电动车报告
简易智能电动车设计总结与总结报告摘要本文研究的电动小车是在给定的区域内沿着轨迹加减速和完成对小车自动往返控制，主要指标有车轮转动的圈数计数、行驶距离、时间、准确定位停车等。
本简易智能电动车采用简单的人工智能技术，以stm32F103单片机为核心，根据光电传感器、超声波传感器、火焰传感器以及自制金属探测器所探测到的信号，可以自动循迹，记忆状态，车辆弯道循迹运行，绕过障碍物行驶，准确进入车库并停车，实时探测金属薄片存储相关信息并发出声光信号以及测量全程时间等功能。
采用PWM技术实现电动机的多级调速，采用LCD液晶实时显示金属薄片相关信息以及显示全程时间等功能。
整机采用电池经过电源产生3.3V、5V作为单片机和整个智能小车的供电体系。
关键词：光电传感器超声波传感器火焰传感器金属探测器 PWM技术一、系统方案设计和论证1.1主芯片的选择方案一：采用AT89S52系列单片机。
此单片机是一种小而完善的计算机系统，由集成电路构成，其成本低、体积小、功耗低，但是其内部资源稀缺，引脚少，运行速度慢，如果要是实现比较复杂的功能，就需要拓展空间，这样的话，实践起来就会变的复杂麻烦。
方案二：采用MSP430系列单片机。
此系列单片机强调超低功耗，有强大的处理能力、高性能模拟技术及丰富的片上外围模块、系统工作稳定、方便高效的开发环境。
但此系列单片机不能很好的达到此题的要求。
方案三：采用STM32F103系列单片机。
此系列单片机采用ARM 32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率达到72MHZ，其嵌套向量中断控制器的设计具有低延迟性，大大提高了性能。
它内部功能强大、功耗低，而且外设资源丰富，运行速度更快，计算更精准。
综上分析，故选择方案三。
主芯片驱动主要构造如图1-1。
图1-1主芯片驱动主要构造1.2电源模块设计方案方案一：采用实验室有线电源通过稳压芯片供电，其可得到稳定的5v电压，但是拉起线来比较麻烦，而且线太长容易影响小车。
简易智能电动车
简易智能电动车简易智能电动车设计报告目录一. 方案比较.选择与论证--------------------------------------------页码1二. 系统总体方案设计-------------------------------------------------页码21.系统总体结构设计及说明-----------------------------------页码22. 系统硬件详细设计.理论分析和计算.详细电路图--页码33. 系统软件功能设计.理论分析和计算.各程序框图--页码84. 软硬件分别调试.联合调试--------------------------------页码11三. 测试仪器与测试试验方法--------------------------------------页码12 开发.实验及测试仪器--------------------------------------页码12四. 测试数据及测试结果分析计算--------------------------------页码13五. 特色与创新点讨论.设计总结--------------------------------页码13 六. 附录（操作说明.元器件清单.程序清单.参考文献等）---------------------------------------------------------------------页码14 摘要本系统按要求制作了一个简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达B点。
在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并同时发出声光指示信息，实时存储.显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。
电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C 点，能够检测C点下正方形薄铁片，并在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。
之后继续行驶，在光源的引导下，利用超声传感器传来的信号通过障碍区进入停车区并到达车库。
简易智能电动车的设计与制作
简易智能电动车的设计与制作介绍本文档将介绍如何设计和制作一辆简易智能电动车。
智能电动车是一种环保、高效的交通工具，有着越来越广泛的应用。
我们将主要涵盖以下内容： 1. 设计目标与需求 2. 器材与零件的选择 3. 构造与装配过程 4. 控制系统的设计与实现 5. 测试与优化 6. 结论与展望1. 设计目标与需求首先，我们需要明确设计目标与需求，以确保设计满足用户的期望。
以下是一些常见的设计目标和需求： - 轻便：车辆整体重量不超过一定限制，以提高操控性和节能性。
- 高效：电路和电池的设计要尽量提高能量转化和储存效率。
- 安全：车辆需要具备一定的安全措施，如制动系统和防撞装置等。
- 智能化：车辆的控制系统需要具备一定的智能特性，如自动巡航和避障等。
- 成本低廉：设计需要尽量选用经济实惠的材料和零件，以降低生产成本。
2. 器材与零件的选择在设计智能电动车时，我们需要选择适当的器材和零件来满足设计目标和需求。
2.1 电动机选择合适的电动机至关重要，它将提供车辆的动力。
常见的电动机类型包括直流无刷电动机和步进电机。
我们需要根据设计需求选择适合的电动机类型，考虑功率、转速和电流等因素。
2.2 控制系统为了实现智能化功能，我们需要设计一个控制系统。
这个系统将负责监测车辆的状态并做出相应的决策。
控制系统的核心部分是微控制器或单片机。
根据需求选择适合的微控制器，考虑处理能力、接口和编程环境等因素。
2.3 电池和电源管理电池是车辆的能源来源，因此选择适当的电池很重要。
常用的电池类型包括锂电池和铅酸电池。
我们需要根据需求选择适合的电池类型，并设计一个电源管理系统来管理电池的充电和放电过程，以确保电池的寿命和安全。
2.4 传感器与执行器为了实现智能化功能，我们需要选择适当的传感器和执行器。
传感器可以用于检测车辆的状态，如速度、位置和距离等。
执行器可以用于执行某些操作，如制动和转向等。
常用的传感器和执行器包括超声波传感器、红外线传感器和舵机等。
组简易智能电动车设计方案报告
简易智能电动车作者: 刘昊黄建李慧来指导教师: 黄根春摘要本系统以单片机为核心，采用脉冲宽度调制方法<PWM）方便地实现了对小车速度的精确控制。
由反射式红外传感器、超声波传感器、接近开关、霍尔开关等传感器探测周围环境数据，依此来控制小车的速度和转向。
在直道和弯道区，小车以红外传感器探测跑道上的黑线做引导标志；利用霍尔开关计量车程；通过接近开关探测道路上的薄铁片，并在最后一个铁片处停车。
另外，系统在硬件上进行了去抖动的处理，增强了其抗干扰能力。
一、方案选择和论证1．电机的选择方案一：使用步进电机。
步进电机的优点是具有快速启动和停转能力、转动角度精确。
但此方案缺点显著，步进电机的功率小、速度慢，另外，其价格较高，且在原有的小车结构上不易找到合适的步进电机进行安装，硬件改造难度很高。
方案二：使用小车上原有的直流电机。
虽然直流电机不易精确控制，但对于小车来说，其精确性并不十分重要。
而其调速平滑方便，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；调整范围广、过载能力强、能承受频繁的冲击负载等优点则显得尤为突出。
因此，我们选择方案二。
2．电机驱动模块方案一：调压方法。
通过电阻网络或数字电位器调整电机的分压，从而达到调速目的。
这种方案只能实现有限级调速，而且由于电机的内阻一般较小，因此分压后电机的效率不高。
方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制。
通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。
此方案电路简单，但继电器易损坏、寿命短，可靠性不高。
方案三：采用由达林顿管组成的H型PWM电路驱动电机。
这种电路由于管子交替工作在饱和与截止的模式下，因此效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极强。
基于以上分析，选用方案三。
3．电源选择方案一：所有器件采用单一电源。
这样供电比较简单；但是由于电动机启动瞬间电流很大，而且PWM驱动电流波动较大，会造成电压不稳、有毛刺等干扰，严重时可能造成单片机系统掉电。
电动智能小车毕业设计报告(完整论文)
摘要80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单，可靠性能高。
实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有：（1）通过编程来控制小车的速度；（2）传感器的有效应用；（3）新型显示芯片的采用.关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine；(2)Efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car目录第一章前言 (1)第二章方案设计与论证 (3)一直流调速系统 (3)二检测系统 (4)三显示电路 (9)四系统原理图 (9)第三章硬件设计 (10)一 80C51单片机硬件结构 (10)二最小应用系统设计 (11)三前向通道设计 (12)四后向通道设计 (15)五显示电路设计 (17)第四章软件设计 (20)一主程序设计 (20)二显示子程序设计 (24)三避障子程序设计 (25)四软件抗干扰技术 (26)五“看门狗”技术 (28)六可编程逻辑器件 (29)第五章测试数据、测试结果分析及结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 程序清单 (33)附录B 硬件原理图 (41)第一章前言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
简易智能电动车的设计
简易智能电动车（E题）摘要：本设计对象为一个简易小车的智能控制系统。
该系统以FPGA技术作为核心控制技术，以行为控制作为核心控制策略。
控制决策所需的信息主要来源于光电传感器、金属探测传感器以及超声传感器等传感器。
通过光电传感器获取小车的车速、行驶距离、引导线以及引导性光源等信息；金属探测传感器主要获取轨道上的金属标志信息；超声传感器主要用来探测障碍物的位置。
小车根据以上诸信息“了解”它所处的位置，并根据运动策略做出运动决策。
实验表明，本文所提供的设计方案正确可行，能够达到设计要求。
本设计的主要特色：(1) 控制电路电源和电动机电路电源隔离，信号通过光电耦合器耦合；(2) 采用以FPGA控制脉宽调制（PWM）信号的方式实现了八个档位的车速调节；(3) 基于行为的智能控制策略；关键词：智能电动车FPGAAbstract：This paper describes an approach of designing an intelligent control system for a facility car. In this control system, FPGA chips act as a core hardware surpport, and FPGA technology as a core technology. Based on the signals (information) picked up by sensors such as photoelectrical sensors, metal sensors, and ultrasonic wave sensors, the information about circumstance are “known of” by c ar. On knowing of these pieces of information, the car can infer about actions it will take. This control system is characteristic of its:(1) dual powers supply, which separate motor control circuits system from that of others;(2) control system based on FPGA technology;(3) and intelligent control algorithms based on bahavior.Key words：FPGA/ Facility car /Intelligent control system目录1.简易智能电动车设计方案的比较、论证与选取 (3)1.1 控制方案与控制策略的选取 (3)1.2 信号检测与处理方案的选取 (4)1.2.1 小车移动距离（速度）检测 (4)1.2.2小车移动引导线信号的检测 (4)1.2.3 小车金属路标信号的检测 (4)1.2.4 路障信号的检测 (5)1.2.5 引导性光源信号的检测 (5)1.3 执行部件和显示模块的方案及选取 (5)1.4 小车控制、驱动系统电源的方案及选取 (6)1.5 简易智能小车测控系统的总体方案 (6)2．简易智能小车测控系统的设计 (7)2.1小车的电动机驱动控制模块设计 (7)2.2 信号检测与处理模块的设计 (8)2.2.1小车移动距离（速度）信号的检测与处理模块的设计 (8)2.2.2小车移动引导线信号的检测与处理模块的设计 (8)2.2.3金属探测传感系统的设计 (9)2.2.4障碍物信号的检测和处理系统设计 (9)2.2.5小车运动方向引导光源信号的检测系统设计 (10)2.3 简易智能小车运动控制策略设计 (11)3．实际测试 (12)3．1 测试设备 (13)3．2 测试过程 (13)3．3 测试结果 (13)3．4 测试结论 (14)4．结论 (14)参考文献 (14)1.简易智能电动车设计方案的比较、论证与选取简易智能电动车控制系统主要包括三个模块：小车的行动决策控制模块、信号的检测与处理模块以及小车的执行/显示模块。
简易智能电动车的设计毕业设计
毕业设计题目：简易智能电动车的设计专业机电一体化班级姓名指导教师目录第一部分设计任务与调研 (3)第二部分设计说明 (5)第三部分设计成果 (10)第四部分结束语 (16)第五部分致谢 (17)第六部分参考文献 (18)第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务本设计的主要任务为在如图1-1所示的行驶路线图中完成如下任务：①电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为2cm的黑色引导线到达B点。
在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。
电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。
②电动车到达B点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。
C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。
③电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。
电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。
④电动车完成上述任务后立即停车，全程不得超过90秒，行驶时间达到90秒时立即自动停车。
跑图1-1 智能电动车行驶路线示意图2、研究意义智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人等领域。
以下列举了机器人的一些应用，所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面。
在产品检测方面，对零部件、线路板及其它类似产品的检测是机器人比较常见的应用。
一般来说，监测系统中还集成有其它一些设备，他们是视觉系统、X 射线装置、超声波探测仪或其它类似仪器。
在瓦斯、地压检测方面，瓦斯和冲击地压是井下作业中的两个不安全的自然因素，一旦发生突然事故，是相当危险和严重的。
但瓦斯和冲击地压在形成突发事故前，都会表现出种种迹象，如岩石破裂等。
采用带有专用新型传感器的移动式机器人连续监视采矿状态，以便及早发现事故突发先兆，采取相应的预防措施。
简易智能电动车设计
1 引言电动车的发展史比燃油汽车更长，世界上第一辆机动车就是电动车。
后来，由于燃油汽车技术的迅速发展，而电动车在能源技术和行驶里程的研制上长期未能取得突破，从20世纪20年代初至60年代末，电动车的发展进入了一个沉寂期。
进入70年代以来，由于中东石油危机的爆发以及人类对自然环境的日益关注，电动车才再度成为技术发展的热点。
近几十年来，主要工业化国家为电动车的开发投入了大量的人力和财力，电动车的各项相关技术也取得了重大的进展。
尽管电动车在能源和行驶里程的研制方面，至今尚未取得突破性的进展，但是电动车的美好前景仍然激励着人们锲而不舍地开发新型电动车，改善其性能。
处于世纪之交的今天，能源和环境对人类的压力越来越大，要求尽快改善人类生存环境的呼声越来越高。
为了适应这个发展趋势，世界各国的政府、学术界、工业界正在加大对电动车开发的投资力度，加快电动车的商品化步伐。
虽然目前电动车在能源和行驶里程方面还未能尽如人意，但已足以满足人们的基本需要。
从技术发展的角度来看，在走过了漫长而艰难的发展程之后，电动车正面临着重大的技术突破，有望成为21世纪的重要交通工具。
在大都市中，电动车作为一种小型、中速和短途的日常交通工具，是十分理想的。
电动车的开发关系到能源、环保、交通和高科技的发展以及新兴工业的兴起，它将推动整个国民经济的发展，成为新的经济增长点。
电动车将使能源的利用多元化和高效化，达到能量的可靠、均衡和无污染地利用。
从环保的角度来看，电动车是无排放交通工具，即使计及发电厂所增加的排气，从总量上来看，它也将使空气污染大为减少。
此外，电动车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全性。
现代电动车的能源系统、电机驱动系统、智能化的能量管理系统、充电系统、车载空调系统和变速系统，电动车的基础设施建设以及未来智能化的交通系统的发展。
根据各类子系统的不同特点.近年来，各种显示高新技术的电动车层出不穷，日新月异。
简易智能电动车的设计与制作
简易智能电动车的设计与制作随着全球能源问题的日益严重，越来越多的人开始关注环保交通工具的研发和应用，电动车也成为了发展趋势之一。
基于此，本文旨在设计一款简易智能电动车，方便市民进行短途出行。
一、设计思路1.车身设计本款电动车的车身采用紧凑型设计，身长1.5米，身高1.3米，宽度0.7米，方便停放在狭窄的路边，车身前半部分采用小圆形设计，减小风阻，后半部分为方形设计，增加装载空间。
2.动力系统本款电动车采用电机驱动，安装在车后轮上。
驱动电机采用直流电机，功率为500W，电池组采用三节12V蓄电池串联，总电压为36V。
为避免过充与过放，电池组安装过程中将安装过充保护电路和过放保护电路。
3.控制系统本款电动车采用单片机控制系统。
主控制器采用STM32F103 MCU，支持扩展模块的接口，采用CAN总线，可以与其他电控模块进行数据通讯，能实现电机转速控制、方向控制等功能，同时也能实现智能电池管理，如状态预报、充电管理等。
4.外围设备本款电动车的外围设备包括OLED显示屏、GPS 导航仪和蓝牙模块。
OLED显示屏配备车速显示、剩余电量显示、车况信息显示、故障提示等，GPS导航仪可实现车辆导航、路线规划等，蓝牙模块支持蓝牙音乐等外部设备接入，丰富车辆使用性能。
二、实现步骤1.车架制作选用高强度较轻的铝合金材质，现代工艺制作车身，使车身结构更加坚固，且良好稳定性可以促进马路上行驶的舒适度和安全性。
2.电机及电池组选购考虑到本款电动车主要用于城市日常短途行驶，采用功率为500W的直流电机，轻便、节能，总电压36V的蓄电池，可以满足车辆长距离移动的需求，并且减少中途充电的压力。
3.控制系统的设计在软件角度上，针对单片机的选用，可以利用c语言编程实现模块式控制，除电机驱动外的其他设备的控制、信息反馈等功能，也可以通过单片机与其他控制器进行数据交换。
这样不仅可充分利用多种功能模块的优势，还可实现方便、灵活，气缸的控制与协作。
智能电动车项目设计报告
Hefei University暑期电子设计竞赛培训项目报告项目名称：智能电动车班级：作者姓名：指导教师：完成时间：智能电动车摘要本设计以单片机ATmega128为控制核心，应用传感器技术实际制作了一个智能电动车。
整个系统采用红外对管实现寻迹功能，光敏电阻实现寻光功能，红外避障传感器躲避障碍物，接近开关探测金属以及槽型光耦检测速度等。
全程行驶时间小于90s，较好的完成了基本部分和发挥部分的要求。
关键字：传感器寻迹寻光智能电动车一、系统总体方案本系统以单片机ATmega128为控制核心，应用传感器技术实际制作了一个智能电动车，如图1，系统总体框图。
通过红外对管进行路面检测，按照跑道的黑线行驶，使用接近开关探测金属并将探测到的金属数目信息传递给单片机，通过避障传感器躲避障碍物，最后使用由光敏电阻与比较器组成的寻光电路实现小车的寻光入库功能。
本系统应用各类传感器技术实现小车的自动控制，通过单片机控制电机驱动，对检测到的金属物进行声光报警，计时并显示。
图1 系统总体框图二、方案设计与论证1.电机驱动方案选择根据题意，为使小车能够实现频繁的无级快速启动、制动和反转等功能，且很好地达到指标要求，操作简单，我们选用电路相对简单、更易于购买的普通的直流电机作为动力源，以下对于电机的驱动电路有两种方案可以实现：方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压实现调速。
但是电阻网络只能实现有级调速，且数字电阻的元器件价格比较昂贵，更主要的问题是一般电动机的电阻比较小，但电流很大，分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。
这个电路的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间长，易损坏，寿命较短，可靠性不高。
方案三：采用由达林顿管组成的双H型驱动电路。
内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。
智能电动小车设计方案
智能电动小车设计方案
设计目标：设计一个智能电动小车，具有定位导航、避障、智能充电等功能，适用于室内外使用。
1. 外观设计：
- 小车应具有时尚简约的外观设计，外壳选用轻量化材料，
如塑料或铝合金，以便提高小车的机动性和携带性；
2. 电机与驱动系统：
- 选择高效能的无刷直流电机，以提供强劲的动力；
- 配备电机驱动电路，能够实现精确的速度和方向控制；
- 电池采用锂电池，以提供持久的续航能力；
- 设备电路保护系统，以确保小车的安全使用；
3. 定位导航系统：
- 集成全球定位系统（GPS）和惯性导航系统，以提供准确
的定位和导航功能；
- 配备地图应用程序，以可视化显示小车的位置和路线；
- 具备自主导航功能，能够设置目的地并自动规划最优路径；
4. 避障系统：
- 配备超声波或红外传感器，用于检测前方障碍物；
- 使用避障算法，以决策如何避免障碍物；
- 配备声光报警系统，以提醒用户注意避障情况；
5. 智能充电系统：
- 小车底部装备感应线圈，用于与充电基站进行无线充电；
- 设备充电管理系统，能够智能地控制充电过程，提高充电
效率；
- 具备自动寻找充电基站的功能，以方便小车无需人工介入
即可完成充电；
6. 控制系统：
- 配备中央处理器，用于处理传感器数据和执行控制算法；
- 配备无线通信模块，以便与其他智能设备交互；
- 集成操作界面，通过手机或平板电脑实现远程控制和监控；
通过以上设计方案，能够实现智能电动小车的定位导航、避障、智能充电等功能，提高小车的便携性和智能性，适用于多种应用场景。
电磁智能小车设计报告
标题: 电磁感应智能电动车摘要:本系统以AVR单片机MEGAl6为核心器件, 实现对驱动电路的控制, 使电动小车自动行驶。
利用电磁原理, 在车模前上方水平方向固定两个相距为L的电感, 通过比较两个电感中产生的感应电动势大小即可判断小车相对于导线的位置, 进而做出调整, 引导小车大致循线行驶。
用PWM技术控制小车的直流电动机转动, 完成小车位置、速度、时间等的控制。
利用干簧管来检测跑道的起始和终点位置从而完成小车的起步及停车。
系统总体设计:基于电磁感应的智能寻迹车模系统以AVR单片机MEGAl6（该芯片能够不需要外围晶振和复位电路而独立工作, 非常适合智能寻迹车模的要求。
）为核心, 由单片机模块、路径识别模块、直流电机驱动模块、舵机驱动模块等组成, 如下图所示。
直流电动机为车辆的驱动装置, 转向电动机用于控制车辆行驶方向。
智能寻迹车模利用电磁感应在跑道上自主寻迹前进, 转向。
单片机模块(控制模块):寻迹车模采用AVR内核的ATMEGAl6。
该芯片能够不需要外围晶振和复位电路而独立工作, 非常适合智能寻迹车模的要求。
路径识别模块:本方案就是在车模前上方水平方向固定两个相距为L的电感。
左边的线圈的坐标为（x,h,z）, 右边的线圈的位置(x-L,h,z)。
由于磁场分布是以z轴为中心的同心圆, 所以在计算磁场强度的时候我们仅仅考虑坐标(x,y)。
由于线圈的轴线是水平的, 所以感应电动势反映了磁场的水平分量。
计算感应电动势:图 1 线圈中感应电动势与它距导线水平位置x 的函数如果只使用一个线圈, 感应电动势E 是位置x 的偶函数, 只能够反映到水平位置的绝对值x 的大小, 无法分辨左右。
为此, 我们可以使用相距长度为L 的两个感应线圈, 计算两个线圈感应电动势的差值:对于直导线, 当装有小车的中轴线对称的两个线圈的小车沿其直线行驶, 即两个线圈的位置关于导线对称时, 则两个线圈中感应出来的电动势大小应相同、且方向亦相同。
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简易智能电动车E62设计报告目录一、方案比较、选择与论证--------------------------------------------页码1二、系统总体方案设计-------------------------------------------------页码21、系统总体结构设计及说明-----------------------------------页码22、系统硬件详细设计、理论分析和计算、详细电路图--页码33、系统软件功能设计、理论分析和计算、各程序框图--页码84、软硬件分别调试、联合调试--------------------------------页码11三、测试仪器与测试试验方法--------------------------------------页码12开发、实验及测试仪器--------------------------------------页码12四、测试数据及测试结果分析计算--------------------------------页码13五、特色与创新点讨论、设计总结--------------------------------页码13六、附录（操作说明、元器件清单、程序清单、参考文献等）-----------------------------------------------------------------------页码14摘要本系统按要求制作了一个简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达B点。
在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并同时发出声光指示信息，实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。
电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点，能够检测C点下正方形薄铁片，并在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。
之后继续行驶，在光源的引导下，利用超声传感器传来的信号通过障碍区进入停车区并到达车库。
最后，电动车完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间小于90秒。
并附加其他功能。
另外系统中传感器电路额外加入了单片机便于89C51单片机在之后的运行中检测四周电路，减小89C51负担。
软件方面：因为，会，利用传感器在检测到某物体时输出信号发生特定变化这种规律，让单片机只对此类信号有所反应，大大减少了处理数据，算法，从而加快了系统的反应速度。
一、方案比较、选择与论证根据题目要求，有两种解决方案。
1、精确定时法这种方案主导思想是在对电动车直线、转弯行驶速度以及行程的准确把握基础上利用单片机定时来使电动车顺利通过直道区、弯到区、障碍区并且最终到达车库。
缺点：供电电压不稳定，易导致小车车速不稳定，则距离不好控制；另外路线固定不变，不能应对意外事件，而且想要准确跑完全程对于电动车的起始位置、直线行进参数、转弯半径进行精密测量和计算，智能化差。
2、传感器引导法这种方法核心是单片机通过对传感器信号检测来控制制动电机和电机转向的动作，智能化大大增强，可以用下图形象的表示出来：我们把任务分为了直道+弯道区、障碍区和停车区，划分依据是：三个部分所用到的感应器不同，实现方法也存在差别。
直道+弯道区主要用黑白检测光电传感器和金属探测接近开关。
障碍区则是用到了超声波传感器。
（带显示） 停车区考虑车库放置了光源，因此选择了光电传感器引导小车进入车库。
比起前一种方案来说，这种方案应用面更广，也更接近实用化，智能化。
重要的是单片机可以通过对感应器信号的检测来控制电机运作，从而大大提高了运行过程中的实时性，准确性、使得电动车能够轻松的完成整个过程。
综上所述，本系统设计选用方案2。
二、系统总体方案设计1、 系统总体结构设计及说明 单片机金属探测传感器信号调理超生波传感器信号调理光电传感器信号调理声、光报警电路显示电路电机控制电路图一 系统总体结构框图该系统实现了电动车的自动行驶、躲避障碍物、探测金属、计数、报警、光电引导功能、测量距离、数码显示、电机控制等功能。
单片机检测出来感应器输出信号从而输出控制信号，控制电机工作，在直道区，考虑引导线是黑颜色，不宜反光，决定利用这一特性选用反射式光电传感器，当其输出信号照射到黑色引导线上是输出一个非常微弱的低电平。
这个过程是一个负跳变的过程通过对此信号高低电平的检测就可以使电动车沿着直道区和弯道区的引导线行进。
当地下有金属时，金属探测器发出一个高电平，用单片机进行检测。
沿引导线到达C点，将从金属探测接近开关发送来的信号作为一个外部终端信号处理，执行停车并发出断续的声光信号，同时进行5秒定时计数工作。
在车头安装有超声传感电路对障碍物进行检测。
（有效距离30厘米）光电传感器接收部分用于采集光信号，通过比较输出信号向车库行驶。
（始终朝在输出信号最强的方向行驶）以上就是完成这个题目的大体思路和方法。
2、系统硬件详细设计、理论分析和计算、详细电路图根据系统要求，硬件电路包括:电源部分，单片机最小系统、超声波测距电路、金属探测电路、光电传感器、黑白探测传感器、电机控制电路、显示电路，电动车整体图示如下：（1）电源部分随着微电子技术的不断进步，系统电源的设计在单片机应用系统设计中显得越来越重要，它对单片机系统是否正常工作起着至关重要的作用。
由于电动车本身为六节1.5V电池供电,根据系统要求，选择7805稳压管将直流9V电压转成5V输出。
7805直流稳压电路图：Vi VoutLM7805C1C2电动机和金属感器部分用原有的9V电压信号，其他电路、传感器都为5V电压供电。
（2）单片机最小系统利用单片机最小系统实验电路板完成传感器与电动机的连接和控制。
单片机选用89C51，其内部有4K字节的Flash Rom，电路设计简单。
具体为89C51的18、19脚接6MHz，40脚输入信号为5伏，20脚接地，EA脚接高电平。
（3）金属探测电路由电路图可以得出，当有金属被其探测到时，输出端输出一个高电平，即发生一个正向跳变，将这个正向跳变信号用单片机检测出来，借此控制电动机产生相应的动作。
以下时金属接近开关外驱动电路：（4）显示电路在单片机应用系统中，显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。
静态显示占用单片机资源小。
可以提供单独锁存的I/O接口电路很多，这里我们组选择最常用的的串并转换电路74LS164。
利用单片机串行发送接收端口，外接4片74LS164作为4位LED显示器的静态显示接口，把89C51的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。
74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。
系统总图：3、系统软件功能设计、理论分析和计算、各程序框图根据方案设定的三个部分重点解决问题，可以将单片机大量工作集中在信号检测和精确定时计数上。
具体实现方法：因为这是一个对实时性要求很高的系统，所以大量数据信号都要在尽量短的时间内完成。
具体思路如下：利用单片机查寻法编程，不断的检测外部传感器信号，并及时输出显示。
编程关键实时输出。
除了传感器本身延时外，还与优化程序程度和电机控制度有关。
4)软硬件分别调试、联合调试阶段调试我们按照前面的方案同样将调试分为了3个阶段：第一阶段：首先是直道区+弯道区的调试1）通过两边固定的光电传感器对引导线检测来实现电动车沿着引导线到达指定的地点。
2）根据题目要求，在行进线路上需要检测金属片，因此，我们又加上了金属接近开关用于实现这个要求。
3）利用原来作过的静态显示电路板和试验用过的子程序，我们将显示功能又加在了系统当中。
第二阶段：障碍区的调试1）在障碍区主要解决的问题是如何躲避障碍物，我们根据题目在车头安装了一个超声波发送接收模块，当检测到有障碍物时进行转向。
第三阶段：停车区的调试1）检测光电接收器的输出信号，来寻找光信号最强的方向。
联合调试在分步调试全部通过的基础上，我们开始了整个系统的协调调试，协调金属传感器、黑白光电传感器、超声波传感器、光电传感器的配合工作。
三、测试仪器与测试试验方法开发、实验及测试仪器实验：显示电路实验、电机长时间运行试验、模拟场地试运行试验、超声波发射接收以及测距试验、光电接收试验、电机控制试验测试仪器：示波器，多功能稳压电源，电压表，秒表。
四、测试数据及测试结果分析计算全程行进时间：24s（误差2s）行进距离：11.2m（误差30~50cm）传感器工作电压：金属接近开关—9V光电传感器—5V超声波传感—5V黑白光电传感器—5V传感器输出信号：金属接近开关—4.8V光电传感器—4.78V超声波传感—5.0V黑白光电传感器—5V五、特色与创新点讨论、设计总结在软件和硬件上运用了一些巧妙方法：硬件方面：超声传感器电路部分额外加入了单片机扩展了此模块功能，并且是的输出信号有规律可循，便于89C51单片机在之后的运行中检测四周电路，减小89C51负担，同时大大提高了电动车载应对障碍物时候的反应时间。
软件方面：因为传感器在检测到某物体时，输出信号会发生特定变化，利用这种变化规律，让单片机只对此类规律的信号有所反应，大大减少了处理数据，算法，从而加快了系统的反应速度，大量使用类似于JB/JNB命令对相应端口进行查询，并且简化程序代码，避免使用繁琐复杂的终端控制，确保系统的高精确度。
另外，整个运行过程中通过采用等分时端口查询思想，只要分时足够小，电动车就会对外界因素有充足的反映空间，即达到了接近实时的信号检测处理效果，又可通过最终等分时数目准确计算出行驶距离，一举两得。
总结与体会：经过为期四天的设计，感触颇深的是解决问题的方法、技巧。
在这四天中，我们遇到许许多多问题，对待问题要多方法处理，多角度处理。
通过这几天的设计竞赛，我们不但增强了实践能力和协作精神，而且懂得了联系实际的重要性，这对我们以后的学习和工作不无裨益。
当然，我们的设计还存在着一些缺陷，有待于在将来设计中进一步提高，在此恳请各位老师批评指正。
六、附录操作说明该系统实现了电动车的自动行驶、躲避障碍物、探测金属、计数、报警、光电引导功能、测量距离、数码显示、电机控制等功能。
1）启动时将彻底的电源开关拨至“ON”位置，此时电源接通。
2）供电部分是6节1.5V五号电池，供电电压9V。
3）调整电动车底部前端的微调器，可调节电动车的直线行驶性能。
（“R”是右，“L”是左）4）使用完毕请把车身的开关至“OFF”。
5）长期不使用时，请取出车底及遥控器的电池，另行保管。
元器件清单AT89C51，74LS04，S9014，S9013，蜂鸣器，超声波传感器，光电传感器，金属探测传感器，ULN2803，电阻、电容若干，发光管。
部分程序清单(1)测金属：MAIN:MOV SP,60HMOV 40H,#00HMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 60H,#00H; ACALL BCD; ACALL DISP; MOV 40H,50HCLR P3.7SS1: J B P3.7,SS1; SETB P3.7SS2: J NB P3.7,SS2MOV 40H,60HMOV A,40HADD A,#01H; INC 40H; MOV A,40HDA AMOV 40H,AMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 60H,40HACALL BCDACALL DISP; ACALL DELAY1SCLR P3.7AJMP SS1DISP: MOV SCON,#00HMOV R0,#40HMOV R2,#04HL00C9: MOV SBUF,@R0L00CB: JNB TI,$CLR TIINC R0DJNZ R2,L00C9RETBCD: MOV R0,#40HMOV R2,#04HMOV DPTR,#TABL TAB: MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV @R0,AINC R0DJNZ R2,TABRETTABL: D B 0C0HDB 0F9HDB 0A4HDB 0B0HDB 99HDB 92HDB 82HDB 0F8HDB 80HDB 90H(2)引导线测试：MAIN: MOV P1,#0FFHACALL DELAY1SCLR P1.0CC1: JNB P3.5,CC2CLR P1.2AJMP CC1CC2: JNB P3.4,CC3CLR P1.3AJMP CC2CC3: AJMP CC1DELAY1S:MOV R3,#50D1: MOV R4,#20D2: MOV R5,248DJNZ R5,$DJNZ R4,D2DJNZ R3,D1RET（3）障碍物调试：MAIN: MOV P1,#0FFHACALL DELAY1SSS: CLR P1.0NOPDD1: JNB P3.6,DD1SETB P1.0NOPNOPNOPNOPNOPNOP; ACALL DELAYCLR P1.1ACALL DELAY5SSETB P1.1CLR P1.0CLR P1.3ACALL DELAY5SACALL DELAY5SACALL DELAY5SMOV P1,#0FFHAJMP SSDD3: JNB P3.6,DD3SETB P1.0NOPNOPNOPNOPNOPNOPCLR P1.1ACALL DELAY5SSETB P1.1CLR P1.2CLR P1.0ACALL DELAY5SMOV P1,#0FFHAJMP DD2 DELAY1S:MOV R3,#50D1: MOV R4,#20 D2: MOV R5,248DJNZ R5,$DJNZ R4,D2DJNZ R3,D1RETDELAY5S:MOV R3,#5D3: MOV R4,#20 D4: MOV R5,248DJNZ R5,$DJNZ R4,D4DJNZ R3,D3RETDELAY:NOPNOPNOPNOPNOPRETDD2:NOPNOPNOPNOPNOPEND（4）传感器协调程序：MAIN:;MOV TMOD,#50H;MOV TH1,#00H;MOV TH0,#00HMOV P1,#0FFHACALL DELAY1SCLR P1.0; AJMP LINEMOV 40H,#00HMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 50H,40HACALL BCDACALL DISPMOV 40H,50H;GO FORWARD SS1: J B P3.7,SS0ACALL MEATALAJMP SS1SS0: J NB P3.3,SS2;LINEAJMP LINE;SS2SS2: J NB P3.5,SS3AJMP GUAIWANSS3:AJMP SS1 MEATAL:DD1: JNB P3.7,DD1MOV 40H,50HMOV A,40HADD A,#01H; INC 40H; MOV A,40HDA AMOV 40H,AMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 50H,40HACALL BCDACALL DISP; ACALL DELAY1SMOV 40H,50HAJMP SS1DISP: MOV SCON,#00HMOV R0,#40HMOV R2,#04HL00C9: MOV SBUF,@R0L00CB: JNB TI,$CLR TIINC R0DJNZ R2,L00C9RETBCD: MOV R0,#40HMOV R2,#04HMOV DPTR,#TABL TAB: MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV @R0,AINC R0DJNZ R2,TABRETTABL: D B 0C0HDB 0F9HDB 0A4HDB 0B0HDB 99HDB 92HDB 82HDB 0F8HDB 80HDB 90H LINE: SETB P1.1 SETB P1.2SETB P1.3NOPCLR P1.0;REJUD:;JB P3.3,CONTR JB P3.5,GUAIW AN ; AJMP REJUD CONTR: C LR P1.3ACALL DELAY9SJB P3.5,GUAIW ANSETB P1.3NOPJB P3.5,GUAIW ANNOPNOPJB P3.5,GUAIW ANNOPNOPNOPCLR P1.2ACALL DELAY8SJB P3.5,GUAIW ANSETB P1.2JB P3.5,GUAIW AN ; AJMP REJUDAJMP SS1 GUAIWAN:CLR P1.0CLR P1.2ACALL DELAY6SSETB P1.2ACALL DELAY1SCLR P1.2ACALL DELAY6Ssetb p1.2ee1: JB P3.7,ee1SETB P1.0acallDELAYclr p1.1acallDELAY25SMOV P1,#0FFHACALL DELAY1SACALL DELAY1SACALL DELAY1SACALL DELAY1SACALL DELAY1SCLR P1.0FF1: JNB P3.6,FF1 MOV P1,#0FFHACALL DELAYCLR P1.1ACALL DELAY1SACALL DELAY5SSETB P1.1ACALL DELAY1SCLR P1.0CLR P1.2ACALL DELAY1SACALL DELAY5SACALL DELAY25SSETB P1.2ACALL DELAYCLR P1.3acallDELAY1SSETB P1.3ACALL DELAY1SACALL DELAY5S GG1: SETB P1.0ACALL DELAYJNB P3.4,GG2CLR P1.0ACALL DELAY1SACALL DELAY1SAJMP QQGG2: CLR P1.0ACALL DELAYCLR P1.3ACALL DELAY5SSETB P1.0ACALL DELAY25SAJMP GG1QQ: MOV P1,#0FFHEND参考文献1、《MCS－51系列单片机及其应用》孙育才东南大学出版社2、《电动机的单片机控制》王晓明北京航空航天大学出版社3、《单片机应用系统设计》何立民北京航空航天大学出版社4、《流行单片机使用子程序机应用实例》杨振江杜铁军李群西安电子科技大学出版社5、《使用遥控技术手册》苏长赞人民邮电出版社21。