智能电动小车方案设计课程毕业设计
毕业设计任务书(智能小车)
毕业设计任务书(智能小车)第一篇:毕业设计任务书(智能小车)安徽建筑工业学院毕业设计(论文)任务书课题名称系别专业姓名基于单片机智能小车的设计电子与信息工程学院城建电子学号2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指导教师签字系主任签字 201日年 1 月一、毕业设计(论文)的内容毕业设计(论文)是高等学校培养学生的最后一个环节。
是锻炼和培养学生综合运用本专业学科的基础理论知识、专业知识和基本技能,提高综合分析问题和解决问题的能力,实现研发和技术人员的初步训练,使学生具有从事科学研究初步能力的重要环节,并且它是学生承担技术性工作前的一次理论联系实际的实践。
学生通过设计(论文)综合运用所学的基础理论和专业知识,理论联系实际,提高分析问题和解决本专业从事研发和工程应用问题的能力,为以后走上工作岗位打下一定的基础。
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。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。
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,利用光电等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。
二、毕业设计(论文)的要求与数据本课题的任务主要是设计采用以80C51 为控制核心,利用光电等传感器检测道路上的障碍,控制电动小车的自动避障,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。
本课题由6位学生完成。
现就6位学生的具体分工叙述如下:1.同学负责主控制电路的方案设计和实现;2.同学负责电机驱动电路及方案设计和实现;3.同学负责传感器电路的设计和相关程序设计和调试;4.同学负责小车控制策略程序设计和调试。
毕业设计:智能小汽车设计
目录第1节引言 (3)1.1 智能小汽车系统概述 (3)1.2 本设计任务和要紧内容 (3)第2节系统要紧硬件电路设计 (4)2.1 系统方案论证与比较 (4)2.2 单片机主机系统电路 (5)时钟电路 (5)复位电路 (6)2.3 电机的选择与论证 (6)2.4 电机驱动方案与电路 (6)2.5 探测障碍物方案与电路 (8)2.6 光源检测方案与电路 (9)2.7 显示部份方案与电路 (9)2.8 电源方案与PCB电路 (10)入库前后声音提示方案与电路 (11)2.10 拦栅操纵电路 (12)2.11 车速检测模块电路 (13)第3节系统的软件设计 (14)3.1系统主程序设计 (14)3.2小车行使程序 (32)第4节终止语 (39)参考文献 (40)附录 (41)智能小汽车第1节引言题目要求设计一智能小汽车,小车能够准确寻觅到光源,并随着光源的引导,能够顺利地进入车库,同时在行程进程中能准确地显示小车的行使路程的总时刻。
依照要求本设计用两个电机来操纵小车的转向,用红外对管传感器来检测障碍物,用光敏电阻来检测光源,用夜晶来显示小车的行使时刻和车库拦栅上升的时刻、高度和当前温度等。
与此同时通过语音电路来实现人性化的人机互动。
作品能够作为高级智能玩具,也能够作为大学生学习嵌入式操纵的强有力的应用实例,该系统将会有更广漠的开发前景。
1.1 智能小汽车系统概述本设计制作了一款具有智能判定功能的小车,功能壮大。
小车具有以下几个功能:自动避障功能(幸免撞到车库的三块木板);趋光功能(寻觅前方的点光源并行驶到位、寻觅车库门);显示小车行走的总时刻和车库拦栅上升的时刻、高度和当前温度,同时在小车预备入库时和入库后进行语音提示。
在小车行走操纵中作品以两直流电动机为主驱动,通过各类传感器件来搜集各类信息,送入主控单元AT89C51单片机,处置数据后完成相应动作,以达到自动操纵。
在开启和关闭车库拦栅时用步进电机来操纵,并通过单片机来实现相应动作。
自动往返电动小汽车(毕业设计)
一. 毕业实践任务书无锡职业技术学院毕业实践任务书课题名称:自动往返电动小汽车指导教师:XXXXXXX 职称:讲师指导教师:职称:专业名称:XXXXXXXX 班组:XXXXXX学生姓名:XXXXXXX 学号:05一. 课题需要完成的任务:设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。
允许用玩具汽车改装,但不能用人工遥控(包括有线和无线遥控)。
图1跑道顶视图跑道宽度0.5m,表面贴有白纸,两侧有挡板,挡板与地面垂直,其高度不低于20cm。
在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线,各段的长度如图1所示。
设计要求1、车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线),到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑线(允许倒车返回)。
往返一次的时间应力求最短(从合上汽车电源开关开始计时)。
2. 达终点线和返回起跑线时,停车位置离起跑线和终点线偏差应最小(以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值)。
D~E间为限速区,车辆往返均要求以低速通过,通过时间不得少于8秒,但不允许在限速区内停车。
二. 课题计划:2006.3.3~2006.3.6 熟悉课题,可行性方案分析及方案论述。
2006.3.7~2006.3.19 查阅资料,设计各部分硬件。
2006.3.19~2006.4.10 画原理图,印刷线路板。
2006.4.10~2006.4.20 编写程序验证部分硬件。
2006.4.21~2006.4.25 写出毕业论文。
计划答辩时间:4.21-4.28XXXXX 系(部、分院)2006年02年18日二.外文翻译VIDEOCASSETTEBefore the videocassette recorder there was the movie projector and screen. Perhaps you remember your fifth-grade teacher pulling down a screen—or Dad hanging a sheet on the wall, ready to show visiting friends the enthralling account of your summer vacation at the shore. Just as the film got started, the projector bulb often blew out.Those days did have one advantage, though: the screen was light, paper-thin and could be rolled into a portable tube. Compare that with bulky television and computer screens, and the projector screen invokes more than just nostalgia. Could yesterday's convenience be married to today's technology?The answer is yes, thanks to organic light-emitting materials that promise to make electronic viewing more convenient and ubiquitous. Used in displays, the organic materials are brighter, consume less energy and are easier to manufacture (thus potentially cheaper) than current options based on liquid crystals. Because organic light-emitting diodes (OLEDs) emit light, they consume significantly less power, especially in small sizes, than common liquid-crystal displays (LCDs), which require backlighting. OLEDs also offer several exciting advantages over common LEDs: the materials do not need to be crystalline (that is, composed of a precisely repeating pattern of planes of atoms), so they are easier to make; they are applied in thin layers for a slimmer profile; and different materials (for different colors) can be patterned on a given substrate to make high-resolution images. The substrates may be inexpensive glass or flexible plastic or even metal foil.In the coming years, large-screen televisions and computer monitors could roll up for storage. A soldier might unfurl a sheet of plastic showing a real-time situation map. Smaller displays could be wrapped around a person's forearm or incorporated into clothing. Used in lighting fixtures, the panels could curl around an architectural column or lie almost wallpaperlike against a wall or ceiling.LEDs currently have longer lifetimes than organic emitters, and itwill be tough to beat the widespread LED for use in indicator lamps. But OLEDs are already demonstrating their potential for displays. Their screens put out more than 100 candelas per square meter (about the luminance of a notebook screen) and last tens of thousands of hours (several years of regular use) before they dim to half their original radiance.Close to 100 companies are developing applications for the technology, focusing on small, low-power displays [see box on page 80]. Initial products include a nonflexible 2.2-inch (diagonal) display for digital cameras and cellular phones made jointly by Kodak and Sanyo, introduced in 2002, and a 15-inch prototype computer monitor produced by the same collaborative venture. The global market for organic display devices was about $219 million in 2003 and is projected to jump to $3.1 billion by 2009, according to Kimberly Allen of iSuppli/Stanford Resources, a market-research firm specializing in displays.一、What LED to OLEDCRYSTALLINE semiconductors—the forerunners of OLEDs—trace their roots back to the development of the transistor in 1947, and visible-light LEDs were invented in 1962 by Nick Holonyak, Jr. They were first used commercially as tiny sources of red light in calculators and watches and soon after also appeared as durable indicator lights of red, green or yellow. (When suitably constructed, LEDs form lasers, which have spawned the optical-fiber revolution, as well as optical data storage on compact discs and digital video discs.) Since the advent of the blue LED in the 1990s [see “Blue Chip,” by Glenn Zorpette; Scientific American, August 2000], full-color, large-screen television displays made from hundreds of thousands of LED chips have appeared in spectacular fashion on skyscrapers and in arenas [see “In Pursuit of the Ultimate Lamp,” by M. George Crawford, Nick Holonyak, Jr., and Frederick A. Kish, Jr.; Scientific American, February 2001]. Yet the smaller sizes used in devices such as PDAs (personal digital assistants) and laptops are not as practical.LEDs and OLEDs are made from layers of semiconductors—materials whose electrical performance is midway between an excellent conductorsuch as copper and an insulator such as rubber. Semiconducting materials, such as silicon, have a small energy gap between electrons that are bound and those that are free to move around and conduct electricity. Given sufficient energy in the form of an applied voltage, electrons can “jump” the gap a nd begin moving, constituting an electrical charge. A semiconductor can be made conductive by doping it; if the atoms added to a layer have a smaller number of electrons than the atoms they replace, electrons have effectively been removed, leaving positively charged “holes” and making the material “p-type.” Alternatively, a layer that is doped so that it has an excess of negatively charged electrons becomes “n-type” [see box on opposite page]. When an electron is added to a p-type material, it may encounter a hole and drop into the lower band, giving up an amount of energy (equal to the energy gap) as a photon of light. The wavelength depends on the energy gap of the emitting material.For the production of visible light, organic materials should have an energy gap between their lower and higher conduction bands in a relatively small range, about two to three electron volts. (One electron volt is defined as the kinetic energy gained by an electron when it is accelerated by a potential difference of one volt. A photon with one electron volt of energy corresponds to the infrared wavelength of 1,240 nanometers, and a photon of two electron volts has a wavelength half as much—620 nanometers—a reddish color.)二、A Surprising GlowORGANIC semiconductors are formed as aggregates of molecules that are, in the technologies being pursued, amorphous—a solid material, but one that is noncrystalline and without a definite order. There are two general types of organic light emitters, distinguished by “small” and “large” molecule sizes. The first practical p-n-type organic LED, based on small molecules, was invented in 1987 by Ching W. Tang and Steven A. Van Slyke of Eastman Kodak, after Tang noticed a surprising green glow coming from an organic solar cell he was working on. The duo recognized that by using two organic materials, one a good conductor of holes and the other a good conductor of electrons, they could ensure that photon emission would take place near the contact area, or junction, of the two materials, as in acrystalline LED. They also needed a material that held its electrons tightly, meaning that it would be easy to inject holes. For the light to escape, one of the contacts must be transparent, and the scientists benefited from the fortunate fact that the most widely used transparent conducting material, indium tin oxide, bound its electrons suitably for p-type contact material.The structure they came up with has not changed much over the years and is often called “Kodak-type,” because Kodak had the basic patent [see box on opposite page]. Beginning with a glass substrate, different materials are deposited layer by layer. This process is accomplished by evaporating the constituent materials and letting them condense on the substrate. The total thickness of the organic layers is only 100 to 150 nanometers, much thinner than that of a conventional LED (which is at least microns in thickness) and less than 1 percent of the thickness of a human hair. Because the molecules of the materials used are relatively lightweight—even lighter than a small protein—the Kodak-type OLEDs are referred to as “small molecule” OLEDs.After their initial insight, Tang and Van Slyke tinkered with the design to increase efficiency. They added a small amount of the fluorescent dye coumarin to the emitter material tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum. The energy released by the recombination of holes and electrons was transferred to the dye, which emitted light with greatly increased efficiency. Deposition of additional thin layers of indium tin oxide and other compounds next to the electrodes altered the interaction of the thicker layers and also improved the efficiency of the injection of holes and electrons, thereby further upping the overall power efficiency of the fluorescent OLED.Organic LEDs of this small-molecule type are used to make red, green and blue light, with green light having the highest efficiency. Such green-emitting OLEDs can exhibit luminous efficiencies of 10 to 15 candelas per ampere—about as efficient as commercial LEDs today—and seven to 10 lumens per watt, values that are comparable to those for common incandescent lamps.录像机在卡匣式录像机出来之前,我们用的是电影放映机与屏幕。
智能小车毕业设计
智能小车毕业设计本文将介绍一种智能小车的毕业设计方案。
智能小车是一种结合传感器、控制算法和机械执行器的智能装置,它能够根据周围环境信息做出决策并执行相应的动作。
该毕业设计旨在设计和构建一辆可自主导航的智能小车,使其能够在室内环境中自由移动、识别和避免障碍物。
首先,该智能小车将配备各种传感器,如红外线传感器、超声波传感器和摄像头。
这些传感器将用于检测小车周围的障碍物,提供关键的环境信息。
红外线传感器可以检测前方是否有障碍物,超声波传感器可以估计距离,而摄像头可以用于图像识别和目标跟踪。
其次,该智能小车将使用基于PID控制的控制算法来实现自主导航。
PID控制算法可以根据传感器数据和设定的目标位置,计算出小车需要采取的动作。
通过不断修正预期动作,小车能够逐渐接近目标位置并避免障碍物。
此外,为了提高小车的性能,可以采用模糊控制或遗传算法等更高级别的控制方法。
接下来,需要设计和构建小车的机械结构和动力系统。
机械结构应具有一定的稳定性和可操作性,以确保小车能够平稳地移动和转向。
动力系统可以选择电机或无线充电电池等适当的动力源,以提供足够的动力。
最后,为了使智能小车能够更好地执行任务,可以考虑添加一些额外的功能和特性。
例如,可以加入语音识别和语音合成功能,使小车能够听从用户的指令并进行相应的回应。
此外,可以设计一个用户界面,以便用户能够直观地控制和监控小车的运行状态。
在设计和实现智能小车的过程中,需要进行系统建模、控制算法设计、实验测试等一系列工作。
此外,还需要使用相关软件和硬件工具,如Arduino开发板、CAD软件等。
总之,本文介绍了一种智能小车的毕业设计方案。
设计和实现一辆智能小车需要综合运用多个学科的知识,包括电子工程、机械工程和控制工程。
通过完成这个项目,不仅可以加深对智能系统的理解,还能提高问题解决能力和团队合作能力。
智能小车系统设计【河南理工大学毕业设计】
摘要随着科学的发展和科技的进步,人们在完成一件事情的时候不单单只关注结果而且也越来越多的考虑过程的影响,比如说对环境的影响还有方便程度等,而且对智能化的要求也越来越高。
两轮智能车不仅节省了空间而且节省了能源,为人们未来的生活带来了不少好处。
本系统以MC9S12XS128MAA单片机为核心,其中还包括倾角检测模块、速度检测模块、电源模块、电机驱动模块、路径检测模块、拨码盘组成。
电源模块把7.2V电压转换为5V、3.3V电压,速度检测模块检测电机的速度,倾角检测模块检测智能车的倾角从而为控制智能车的直立提供信息,拨码盘可对电机的速度进行直接设定。
本系统有两个电机驱动,一个电机驱动一个轮子,通过电机转速的不同实现方向控制和直立控制。
本智能车可以沿着特殊的路径进行智力的行走。
本系统显示了高度的智能化,可以为无人驾驶汽车的后续研究提供经验,方便人们的生活和工作。
关键词:MC9S12XS128MAA单片机、传感器、PID算法AbstractWith the development of science, When finish one thing people don't just f ocus on results, but also more and more considering the influence of the proce ss .For example the influence of environment and the convenience of life. And people have high requirement of intelligent. Two rounds of smart car n ot only saves space and save the energy. Make people’s life more and more c onvenience and comfortable.This system with MC9S12XS128MAA single-chip microcomputer as the co re.This system aslo contains Angle detection module、Speed detection 、module power module driver module of electric motor 、Path detection module. Dial th e encoder. The angle can offer information to make the smart car upright. Pow er supply module convert voltage of 7.2 V to 5 V, 3.3 V voltage. Speed detec tion module to detect the speed of the motor. Dial the encoder can be set spe ed of the motor .This system has two motor ,one motor drive one wheel Thro ugh the speed of the motor can make the smart car upright. The smart car c an walk along a path of special intelligence.This system shows the highly intelligent.Make people’s life more conveni ence.At he same time can save a lot of time to do other things.Keyword: MC9S12XS128MAA、sensor、PID arithmetic第一章引言1.1两轮自平衡小车研究的意义两轮自平衡小车的研究是在移动机器人研究的基础上发展起来的。
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。
(完整版)智能小车本科毕业设计
摘要随着社会各行各业的迅速发展,根据人类的需求出现了各种各样的智能机器人、智能车。
智能小车又称为移动式机器人,是一个多种高新技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,伴着我国科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能车等制造领域,使智能车越来越多样化。
根据不同的需求便出现了各种功能的智能小车。
本设计是以AT89C52单片机为核心的智能车的设计,系统主要由红外检测模块、单片机最小系统模块、电机控制模块、电源模块组成。
其中电源模块由四节1.5V电池组成,经过7805稳压电路输出5V的稳定电压;红外检测模块包括两只红外反射式对管TCRT5000;最小系统模块主要包括AT89C52单片机和其外围电路;电机模块包括两个减速直流电机及其附属减速箱和两个电机驱动控制芯片L298N。
软件部分由C语言编程,实现对各部分的处理和控制。
该智能车可以实现自动避障、避障的功能。
整个系统结构简单,运行高效。
关键词:智能小车避障 AT89C52 L298N电机驱动AbstractWith the rapid development of all sectors of society, based on needs emergence of a variety of intelligent robots, intelligent vehicles. Smart car, also known as mobile robots, is a multi-tech integrated body, which combines mechanical, electronics, sensors, computer technology is becoming increasingly popular, is also widely used in various the needs of the various functions will appear smart car.The design is based on AT89C52 microcontroller as the core of the intelligent vehicle design, the system mainly consists of infrared detection module, the smallest single-chip system module, motor control module, power module. Wherein the power supply module consists of four 1.5V batteries composed after 7805 5V regulator circuit output stable voltage; infrared detector module includes two infrared reflective of the tube TCRT5000; minimum system module includes AT89C52 microcontroller and its peripheral circuits; motor module includes two DC motors and its subsidiary reducer gearbox and two motor drive control chip L298N. Software part by the C programming language, to achieve the various parts of the processing and control. The smart car can automatically avoid obstacles, obstacle avoidance function. The whole system is simple, efficient operation.Key words:Intelligent car Obstacle avoidance Remote control AT89C52目录目录 (i)前言 (1)1绪论 (2)1.1 智能小车的研究现状及发展趋势 (2)1.1.1 智能小车的研究现状 (2)1.1.2 智能小车的发展趋势 (2)1.2 本文的结构 (3)2 系统总体方案设计 (5)2.1 系统各部分设计方案 (5)2.1.1 单片机型号的选定 (5)2.1.2 直流电机驱动芯片的选定 (5)2.1.3 红外对管的选定 (8)2.2 总体方案设计 (8)2.3 智能小车的基本介绍 (9)2.3.1 智能小车的基本结构 (9)2.3.2智能小车的基本功能及原理 (10)3硬件设计 (10)3.1系统硬件结构图 (10)3.2 单片机主控单元的设计 (11)3.2.1 单片机引脚说明 (11)3.2.2 AT89C52最小系统设计 (16)3.3红外检测单元设计 (17)3.4 电机驱动单元设计 (21)3.5 系统总体原理图 (22)3.6 硬件抗干扰设计 (23)3.6.1 电源干扰的抑制 (23)3.6.2 信号通道干扰的抑制 (23)4系统软件设计 (25)4.1主程序设计 (25)4.2 红外检测模块程序设计 (26)4.3 电机驱动模块程序设计 ...................................... 错误!未定义书签。
大学智能小车课程设计
大学智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握智能小车的基本组成、工作原理及各部分功能;2. 学习并理解智能小车编程所需的基础知识,如传感器数据处理、控制算法等;3. 了解智能小车在现实生活中的应用场景及其发展前景。
技能目标:1. 能够独立完成智能小车的组装和调试;2. 学会使用相关编程软件,编写简单的控制程序,实现对智能小车的控制;3. 培养动手实践能力、团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能小车及机器人技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生勇于尝试、不断探索的精神,增强自信心;3. 培养学生关注科技发展,认识到智能小车在现实生活中的重要意义,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论知识与实际操作相结合,培养学生动手实践能力和创新能力。
学生特点:大学年级学生已具备一定的理论基础和动手能力,对新技术有较高的兴趣和求知欲。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调实践操作,引导学生主动参与,培养实际操作能力和团队协作能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生具备智能小车相关领域的基本知识和技能,为未来进一步学习和研究打下基础。
二、教学内容1. 智能小车概述:介绍智能小车的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。
- 教材章节:第一章 智能小车概述- 内容安排:1课时2. 智能小车硬件组成:讲解智能小车的各部分硬件,如电机、传感器、控制器等。
- 教材章节:第二章 智能小车硬件组成- 内容安排:2课时3. 智能小车编程基础:学习编程语言、传感器数据处理、控制算法等基础知识。
- 教材章节:第三章 智能小车编程基础- 内容安排:4课时4. 智能小车组装与调试:指导学生动手组装智能小车,并进行调试。
- 教材章节:第四章 智能小车组装与调试- 内容安排:3课时5. 智能小车控制程序编写:教授如何使用编程软件,编写简单的控制程序。
简易智能电动车 毕业设计
毕业设计(论文)中文摘要简易智能电动车摘要:本小车以MSP超低功耗单片机系列MSP430F149和MSP430FE425为核心,完成寻迹、检测金属、避障、寻光、测速等功能。
在机械结构上,对普通的小车作了改进,即用一个万用轮来代替两个前轮,使小车的转向更加灵敏。
采用PWM 驱动芯片控制电机,红外传感器检测黑线,金属传感器检测铁片,光敏器件检测光强,红外LED和一体化接收头来避障。
基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法,实现题目要求。
而且附加实现显示起跑距离、行驶时间、检测金属数目等扩展功能。
关键词:MSP430 寻迹检测金属避障寻光毕业设计(论文)外文摘要Title: Simple Intelligent CarAbstract: This design is controlled with the MCU(MSP430F149,MSP430FE425) to complete the function of finding trace, detecting medal, avoiding barrier, tending to light and measure speed. By using infrared sensor to locate the trace、photoelectricity sense to measure the light、metal sensor to detect the metal and ultrasonic wave sensor to avoid the barrier. Based on the reliable hardware and software designing,this design is well fulfilled. In addition, such extended functions as measuring thedistance and recording the running-time are completed well. On the level of machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more convenience.Key words:MSP430 find trace detect medal avoid barrier and tend to light目录1 引言 (4)2 系统设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.1.1 基本要求 (4)2.1.2发挥部分 (4)2.2方案论证与比较 (5)2.2.1电机驱动方案的选择与论证 (5)2.2.2路面寻线模块 (5)2.2.3金属检测模块 (5)2.2.4寻光模块 (5)2.2.5避障模块 (5)3硬件电路设计 (6)3.1 主控制模块 (6)3.2 电机驱动模块 (8)3.3 寻迹模块 (9)3.4 金属检测模块 (11)3.5 寻光避障模块 (11)3.6 测距和显示模块 (12)3.7电源模块 (13)4软件设计 (14)4.1 寻迹算法 (14)4.2 寻光,避障算法 (16)4.3串口通信 (20)5.系统测试 (22)5.1测试用仪表: (22)5.2测试数据: (22)结论 (23)致谢 (23)参考文献 (23)附录 (24)附件1:使用TI芯片 (24)附件2:元器件清单 (24)附件3:实物及PCB 图片 (25)1 引言随着素质教育的越来越被重视,很多学校都把制作智能小车作为首选课题,智能小车有趣生动并且还牵扯到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制、单片机、编程等诸多学科知识,学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力,而且智能小车还是一个很好的硬件平台,只要增加一些控制电路就能完成循迹小车,机器人等课题。
毕业设计基于Arduino单片机的智能小车设计
江海职业技术学院毕业设计毕业设计题目:姓名学号:所在系(部):专业及班级:指导教师:完成日期:中文摘要智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,是智能交通系统的一个重要组成部分。
它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。
随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。
本系统在硬件设计方面,以Arduino单片机为控制核心,以超声波传感器检测前方障碍物,从而自动避障。
在软件方面,利用C语言进行编程,通过软件编程来控制小车运转。
根据家庭各种房间家具的布局不同而使用不同的路径,从而使得家居中常用到的智能清扫小车智能化,人性化。
该小车能自动避障,有一定的实用价值。
关键词:单片机;智能清扫小车;自动避障目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 智能小车研究现状 (2)1.3 课题主要内容 (4)第二章智能小车总体结构 (5)2.1 方案综述 (5)2.2 主控单元方案比较与选择 (5)2.3 避障单元方案比较与选择 (6)2.4 “小车”的必要的信息 (7)第三章智能小车的触觉、眼睛 (8)3.1 智能小车内部检测原理 (8)3.2 电机电流、电压检测 (10)3.3 超声波测距 (11)第四章智能小车的脚 (23)4.1 轮系结构详述 (23)4.2 直流电机 H 桥驱动电路 (26)4.3 电机控制信号 (28)第五章智能小车的大脑 (29)5.1 Arduino单片机简介 (29)5.2 Arduino单片机引脚简介 (30)5.3 Arduino编程软件 (33)第六章智能小车控制流程及程序 (35)6.1 控制流程 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论随着科技进步,现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。
无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面,机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。
智能小车的设计毕业设计论文
摘要本设计以STC89C51单片机为控制核心,小车具有循迹检测、电机驱动、等主要功能。
首先,两个电机分别单独控制左右两个车轮,通过调节两个电机的转速及转动时间,达到小车正常行驶及转向的目的。
车头的四个红外光电传感器通过对路况的检测反馈给单片机,控制小车行走路线,防止超出边界线。
与此同时检测前方是否有小车,并且将信息反馈给单片机,控制小车减速,防止出现撞车。
在第二圈超车过程中,两车相继进入超车区后,甲车减速后直线前进,乙车正常行驶并进入超车区,达到超车目的。
关键词:控制;检测;反馈;STC89C51单片机;超车-I-AbstractThis design with the STC89C51 single-chip microcomputer as the core, the car has a tracking detection, motor drive, such as the main function. First of all, the two motor control separately or so two wheels, by adjusting the two motor rotation speed and time, achieve the goal of the car moving and steering. Four infrared electric car sensor through the road test feedback to MCU, control the car walking routes, prevent beyond the border. At the same time detect whether there is a car in front, and feedback the information to the microcontroller, control the car slow down, to prevent a crash. In the second circle during the overtaking process, the two cars have entered after overtaking area, a straight line after car slow down, b car overtaking is moving into the area, the purpose of overtaking.Keywords:control,Detection,Feedback,STC89C51 single-chip micro-computer,Overtaking-II-目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 设计题目 (1)1.3 设计要求 (1)第2章方案论证与比较 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计要求 (3)2.3.1调速模块 (3)2.3.2 寻迹模块 (5)2.3.3 转向装置模块 (5)第3章系统硬件设计 (7)3.1电源设计 (7)3.2最小系统设计 (8)3.3电机驱动模块设计 (9)3.4循迹模块设计 (10)3.5避障模块设计 (11)3.6显示模块设计 (12)第4章电路设计软件的使用 (14)4.1仿真软件的介绍 (14)4.2仿真软件的优势 (14)第5章电路的组装及调试 (16)5.1 电路的组装 (16)5.2 电路调试 (16)5.3 电路焊接及调试原理办法 (18)5.3.1 电子电路的设计基本步骤 (18)5.3.2电子电路的组装 (19)5.3.4 电子电路故障检查的一般方法 (20)结论 (22)-III-致谢 (23)附录1 译文 (25)附录2 英文参考资料 (26)附录3 程序流程图 (27)附录4 整机原理图 (28)附录5 元件清单 (29)-IV-第1章绪论1.1 课题背景众所周知,汽车的研究是伴随着汽车工业的蓬勃发展而越来越受人关注。
智能小车课程设计
智能小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解智能小车的基本原理,掌握其电路组成及工作原理。
2. 学生能了解编程控制智能小车的基本方法,掌握相关编程知识。
3. 学生能了解传感器在智能小车中的作用,掌握常见传感器的工作原理。
技能目标:1. 学生能独立完成智能小车的组装和调试。
2. 学生能运用所学知识,编写程序控制智能小车完成特定任务。
3. 学生能通过小组合作,解决智能小车在实际运行中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的兴趣,提高创新意识和动手能力。
2. 学生培养团队协作精神,提高沟通与交流能力。
3. 学生增强环保意识,认识到智能小车在生活中的应用价值。
课程性质:本课程为实践性课程,注重培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
学生特点:六年级学生具有一定的电子、编程基础,对新鲜事物充满好奇心,善于合作与交流。
教学要求:教师需引导学生主动参与实践,关注学生个体差异,鼓励学生提出问题、解决问题,注重培养学生的综合素质。
通过本课程的学习,使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面得到全面提升。
二、教学内容1. 智能小车基础知识- 介绍智能小车的定义、发展及应用场景。
- 深入讲解智能小车的电路组成、工作原理及各部分功能。
2. 编程控制- 介绍编程控制智能小车的基本方法,结合课本相关章节,学习编程语言及语法。
- 实践操作:编写程序,实现智能小车的直线行驶、转弯等功能。
3. 传感器应用- 讲解传感器在智能小车中的作用,介绍常见传感器(如红外传感器、超声波传感器等)的工作原理。
- 实践操作:利用传感器,实现智能小车的避障、跟踪等功能。
4. 智能小车组装与调试- 介绍智能小车的组装方法,指导学生进行实际操作。
- 学习调试智能小车,解决组装过程中出现的问题。
5. 团队合作与任务挑战- 学生分组,进行团队合作,共同完成智能小车的设计、组装和调试。
- 设置任务挑战,让学生运用所学知识,解决实际问题。
课程设计智能小车
课程设计智能小车一、课程目标知识目标:1. 让学生理解智能小车的基本组成原理,掌握电路连接、编程控制等相关知识。
2. 使学生了解智能小车在不同环境下的应用,如避障、追踪等。
3. 帮助学生掌握传感器的工作原理,如红外线传感器、超声波传感器等。
技能目标:1. 培养学生动手搭建智能小车的能力,提高解决问题的实践操作能力。
2. 培养学生运用编程语言对智能小车进行控制的能力,提高逻辑思维能力。
3. 培养学生团队协作能力,提高沟通与表达能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对智能科技的兴趣,培养创新精神和探究精神。
2. 培养学生面对挫折和困难时,保持积极的心态,勇于尝试和改进。
3. 增强学生的环保意识,引导学生关注智能小车在环保领域的应用。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与动手操作,培养学生的创新思维和动手能力。
学生特点:六年级学生对新鲜事物充满好奇,具备一定的动手操作能力,但编程知识相对薄弱。
教学要求:结合学生特点,注重理论知识与实践操作的结合,以教师引导、学生动手为主,激发学生兴趣,提高学生的实践能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识运用到实际生活中,培养创新精神和团队协作能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观的培养,提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 智能小车基础知识:介绍智能小车的基本组成,包括电机、传感器、控制器等,对应教材第3章。
- 电机驱动原理- 常用传感器类型及其工作原理- 控制器的基本功能与编程方法2. 智能小车搭建与编程:讲解智能小车的搭建过程,学习编程控制,对应教材第4章。
- 智能小车的组装方法- 编程环境的使用与基本编程语法- 控制程序编写,实现避障、追踪等功能3. 智能小车应用场景:探讨智能小车在实际生活中的应用,如环保、救援等,对应教材第5章。
- 智能小车在不同环境下的适应能力- 智能小车在环保、救援等领域的实际应用案例4. 创新设计与团队协作:鼓励学生进行创新设计,培养团队协作能力,对应教材第6章。
优秀毕业设计---智能小车设计
目录1引言 (1)2需求分析 (2)2.1项目来源及背景 (2)2.2项目目标 (2)2.3应用环境 (2)2.3.1系统硬件环境 (2)2.3.2系统软件环境 (6)2.4功能规格 (7)3系统设计 (8)3.1系统总体设计 (8)3.1.1总体设计 (8)3.1.2系统的功能模块 (8)3.1.3小车系统结构图 (9)3.2详细设计 (10)3.2.1详细设计的任务 (10)3.2.2具体设计 (10)3.2.3总体设计流程图 (13)4系统实现 (14)4.1核心部分实现方法 (14)4.1.1红外蔽障模块 (14)4.1.25V4相步进电机的驱动模块[5] (14)4.1.3速度控制模块 (14)4.2部分模块实现结果 (14)4.2.1红外避障模块的实现 (14)4.2.2电机驱动模块的实现 (14)4.2.3蜂鸣器模块的实现 (14)4.2.4加减车速控制模块 (15)4.2.5车速显示模块 (15)5小车系统测试 (16)6结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)7 附件1:系统实现 (20)7.1核心部分实现方法 (20)7.1.1红外蔽障模块 (20)7.1.25V4相步进电机的驱动模块[5] (23)7.1.3速度控制模块 (26)摘要智能小车属机器人的一种,它可按照预先设定的模式在一个环境里自主运行,不需要人为管理,多应用于学术应用、科学探测、救灾抢险等用途。
人们通过编译环境编程实现行进、绕障、停止、检测数据的存储、显示等功能,无需人工干预。
智能小车设计具有实际意义,与实际相结合,现实意义很强。
本系统以Easyarm1138为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用光电发射接收器、步进电机、传感模块、车轮模块、车速控制模块、速度显示模块等组成不同的模块,实现小车在行驶中测试、躲避障碍物、自我调整方向、蜂鸣提醒、加减行驶速度、显示当前速度等问题。
并将测量数据传送至Arm板进行处理,然后由Arm板根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。
智能小车 毕业设计
智能小车毕业设计
智能小车的毕业设计可以包括以下几个方面的内容:
1. 车体设计:设计一个小巧、稳定的小车车身结构,并选择合适的材料和加工工艺进行制造。
2. 动力系统:选择合适的电机、电池和驱动器,配置适当的传动系统,保证小车能够平稳地行驶。
3. 控制系统:采用嵌入式系统作为控制核心,搭建相应的硬件和软件平台,实现小车的自主导航和避障功能。
4. 传感器集成:集成各种传感器,包括距离传感器、红外线传感器、摄像头等,用于感知周围环境,并提供实时数据给控制系统。
5. 路径规划:设计算法,根据传感器数据和用户输入,实现小车的路径规划功能,能够自主选择最优路径并进行导航。
6. 远程控制:为小车添加远程控制功能,可通过手机、电脑等设备对小车进行远程控制,实现远程操控和监控。
7. 功能扩展:根据个人兴趣和需求,可以添加一些额外的功能,例如语音交互、物品抓取等,进一步提升小车的智能化程度。
通过以上的设计,你可以完成一个能够根据环境感知、自主规
划路径并具备远程控制功能的智能小车。
当然,具体设计和实现的细节还需根据个人能力和资源情况进行调整。
智能电动小汽车的设计
西安航空技术高等专科学校专业毕业设计或实践任务书—————————————————————————————一、设计或实践题目:智能电动小汽车的设计—————————————————————————————二、内容及要求1.电动车能够按照规定路线跑完全程2.电动车在行驶过程中不能与障碍物相碰3.电动车行驶完全程后能够准确的显示电动车全程行驶时间三、完成形式实物+论文—————————————————————————————四、系(部)审核意见—————————————————————————————发题日期:年月日完成日期:年月日本设计是以单片机AT89S51为核心系统,设计了一款具有自动循迹,自动避开障碍物以及准确显示全程行驶时间的电动小汽车。
设计中应用到了两个反射式红外线光电传感器来实现自动循迹,应用了一个集成红外线传感器来完成自动避开障碍物,运用了单片机的串口及三位LED来实现了全程行驶时间的显示,通过单片机产生PWM信号进行调速来达到转弯的目的,以保证小汽车能准确的完成全程。
本设计结构简单,比较容易实现,但具有一定的智能化、人性化,一定程度实现了智能化。
关键字:单片机循迹PWM 壁障传感器ABSTRACTThis design based on AT89S51 single-chip microcomputer as the core system, designed a paragraph of tracing, automatic with automatic follow obstacles and show the full travel time electric car. Design applied to two reflex infrared photoelectric sensors to achieve automatic follow mark, the application a integrated infrared sensors to complete automatic obstacles, using a string and conversion chip and LED light emitting diode to realize the full travel time, according to produce PWM signal by microcontroller to achieve the purpose of turning speed, to ensure the cars can be done accurately the way. This design is simple in structure, easy implementation, but has some of the intelligent, humanization, certain degree realized intelligent.Key word: single-chip microcomputer automatic follow been tracing PWM speed automatic sensors1引言 (4)§1.1 设计背景 (5)§1.2 设计概述 (5)§1.3 设计方案 (6)2 系统方案论证与分析 (6)§2.1 电机模块 (7)§2.2 电机驱动芯片模块 (7)§2.3 电机驱动调速模块 (9)§2.4循迹模块 (11)§2.5 避障模块 (12)§2.6 显示模块 (14)§2.7 电源模块 (15)3 智能电动小汽车的组装 (17)4 软件设计 (19)5 安装调试 (22)§5.1 软件调试 (22)§5.1.1 显示模块程序调试 (22)§5.1.2 单片机小系统程序 (26)§5.1.3 循迹程序调试 (28)§5.1.4 避障程序调试 (29)§5.2 综合调试 (30)结论 (32)参考文献 (32)致谢 (33)附录1 (34)附录2 (39)伴随着现代汽车行业的飞速发展,作为汽车的电子控制系统也势必得到更大的发展机会,以满足人们对汽车的安全性。
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智能电动小车方案设计课程毕业设计目录第一章前言 (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。
全国电子大赛和省电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。
本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。
根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。
本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。
以80C51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。
80C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
它是第三代单片机的代表。
第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。
新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如A/D ﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。
这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。
Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(Controller Area Network BUS).新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了良好的基础。
本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心,80C51采用CHOMS工艺,功耗很低。
该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与实际相结合,现实意义很强。
第二章方案设计与论证根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。
一直流调速系统方案一:串电阻调速系统。
方案二:静止可控整流器。
简称V-M系统。
方案三:脉宽调速系统。
旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流,由发电机给需要调速的直流电动机供电,调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压,从而调节电动机的转速。
改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变,所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。
该系统需要旋转变流机组,至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。
且技术落后,因此搁置不用。
V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,可实现平滑调速。
V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高,维护运行麻烦。
最后,当系统处于低速运行时,系统的功率因数很低,并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是,在这里晶闸管不受相位控制,而是工作在开关状态。
当晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上,当晶闸管关断时,直流电源与电动机断开,电动机经二极管续流,两端电压接近于零。
脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。
脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。
与V-M系统相比,PWM调速系统有下列优点:(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速围较宽,可达1:10000左右。
由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。
(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。
(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。
根据以上综合比较,以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向,本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。
脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器,简称PWM变换器。
脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现,但是驱动能力有限。
为顺利实现电动小汽车的前行与倒车,本设计采用了可逆PWM变换器。
可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。
我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器,它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。
二检测系统检测系统主要实现光电检测,即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。
1.行车起始、终点及光线检测:本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2cm宽的黑线),玩具车底盘上沿黑线放置一套,以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。
利用超声波传感器检测障碍。
光线跟踪,采用光敏三极管接收灯泡发出的光线,当感受到光线照射时,其c-e间的阻值下降,检测电路输出高电平,经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。
本系统共设计两个光电三极管,分别放置在电动车车头的左、右两个方向,用来控制电动车的行走方向,当左侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向左转;当右侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向右转;当左、右两侧光电管都受到光照时,单片机控制直行。
见图2.1 电动车的方向检测电路(a)。
行车方向检测电路(见图2.2 电动车的方向检测电路(b))采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。
该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。
红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体,红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通,发出一个电平跳变信号。
此套红外光电传感器固定在底盘前沿,贴近地面。
正常行驶时,发射管发射红外光照射地面,光线经白纸反射后被接收管接收,输出高电平信号;电动车经过黑线时,发射端发射的光线被黑线吸收,接收端接收不到反射光线,传感器输出低电平信号后送80C51单片机处理,判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。
前进时,驱动轮直流电机正转,进入减速区时,由单片机控制进行PWM变频调速,通过软件改变脉冲调宽波形的占空比,实现调速。
最后经反接制动实现停车。
前行与倒车控制电路的核心是桥式电路和继电器。
电桥上设置有两组开关,一组常闭,另一组常开。
图2.1 电动车的方向检测电路(a)图2.2 电动车的方向检测电路(b)电桥一端接电源,另一端接了一个三极管。
三极管导通时,电桥通过三极管接地,电机电枢中有电流通过;三极管截止时,电桥浮空,电机电枢中没有电流通过。
系统通过电桥的输出端为转向电机供电。
通过对继电器开闭的控制即可控制电机的开断和转速方向进而达到控制玩具车前行与倒车的目的,实现随动控制系统的纠偏功能。
如图2.3 前行与倒车控制电路所示。
图2.3前行与倒车控制电路检测放大器方案:方案一:使用普通单级比例放大电路。
其特点是结构简单、调试方便、价格低廉。
但是也存在着许多不足。
如抗干扰能力差、共模抑制比低等。
方案二:采用差动放大电路。
选择优质元件构成比例放大电路,虽然可以达到一定的精度,但有时仍不能满足某些特殊要求。
例如,在测量本设计中的光电检测信号时需要把检测过来的电平信号放大并滤除干扰,而且要求对共模干扰信号具有相当强的抑制能力。
这种情况下须采用差动放大电路,并应设法减小温漂。
但在实际操作中,往往满足了高共模抑制比的要求,却使运算放大器输出饱和;为获得单片机能识别的TTL电平却又无法抑制共模干扰。
方案三:电压比较器方案。
电压比较器的功能是比较两个电压的大小,例如将一个信号电压Ui和一个参考电压Ur进行比较,在Ui>Ur和Ui<Ur两种不同情况下,电压比较器输出两个不同的电平,即高电平和低电平。
而Ui变化经过Ur时,比较器的输出将从一个电压跳变到另一个电平。
比较器有各种不同的类型。
对它的要求是:鉴别要准确,反应要灵敏,动作要迅速,抗干扰能力要强,还应有一定的保护措施,以防止因过电压或过电流而造成器件损坏。
比较器的特点:⑴工作在开环或正反馈状态。
放大、运算电路为了实现性能稳定并满足一定的精度要求,这些电路中的运放均引入了深度负反馈;而为了提高比较器的反应速度和灵敏度,它所采用的运放不但没有引入负反馈,有时甚至还加正反馈。
因此比较器的性能分析方法与放大、运算电路是不同的。
⑵非线性。
由于比较器中运放处于开环或正反馈状态,它的两个输入端之间的电位差与开环电压放大倍数的乘积通常超过最大输出电压,使其部某些管子进入饱和区或截止区,因此在绝大多数情况下输出与输入不成线性关系,即在放大、运算等电路中常用的计算方法对于比较器不再适用。
⑶开关特性。