智能小车设计 PPT

2、1 智能小车硬件设计
2、电机及驱动模块的选择方案
方案一:选择普通直流电机。 直流电机能够通过减速齿轮 增大扭力,提高带负载能力。直流 电机的优点是:价格廉价,驱动控 制容易,但不能做到精确控制是其 一大弱点。
2、1 智能小车硬件设计
方案二:选择步进电机。 步进电机的特点是:能够精确控 制电机选择步数与角度,能良好的达 到题目要求的精确度。 考虑到题目性能要求,我们选择 了步进电机,同时采纳电机驱动芯片 BA6845FS。BA6845FS包罗两个独立 的H桥电路。直截了当给芯片上电, 即可实现电机的驱动。此芯片集成 度高,电路简单,控制方便可靠,体积 小,效率高。
智能小车设计
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
1、1 题目要求简介
题目要求两辆小车在如右图所示的赛道上 实现如下功能: 1、 基本要求
1、2 设计思路介绍
智能小车功能需求
精准寻迹 快速行进 位置同步 自主超车
完成功能需求 所需的模块
光电检测模块
电机及驱动模块 无线通讯模块
主处理模块 供电系统模块
解决方案
红外传感器 +
步进电机 +
ARM控制板 +
无线收发
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
2、1 智能小车硬件设计
3、位置同步方案
方案一:采纳超声波传感器测距方 案
超声波传感器采纳IO触发测距, 模块自动发送8个40khz的方波,自动 检测是否有信号返回。有价格廉价、 使用简单的优点。然而不能准确测得 小车超车及姿态调整时的距离,因此 采纳此种方案稳定性不高
2、1 智能小车硬件设计
方案二:采纳无线通信方 案
2、1 智能小车硬件设计
5、鸣笛电路设计
本设计中添 加了鸣笛功能 ,由比较器与 喇叭组成。当 甲乙两车启动 时、超车时以
2、2 智能小车软件设计
本系统采纳嵌入式的ARM芯片 LM3S615作为控制核心。使用两个 32位定时计数器的中断来对步进电 机的时序进行控制,如此能够充分 利用CPU的资源,精确而简单的控 制小车的速度。小车在行进过程中 不断检测红外传感器,判断小车是
采纳无线通信的方式能够 在小车启动时、超车时特别好 的实现位置信号的同步,效果 稳定。
相比于电路复杂,成本高, 实时性不行,控制复杂的 Zigbee无线收发模块,我们采 纳无线收发模块UP-96。该模 块采纳了9600bit/s的波特率, 直截了当能够连接到本设计的 处理器输出口,无需在无线模 块上编制程序,易于控制,传输 速率高,可编程控制输出功率, 操作简单。
2、1 智能小车硬件设计
1、主处理板选型
方案一:采纳AT89S52单片机 作为主控芯片。其特点是功耗较 低,集成度较高,兼容性较好,但 CPU处理速度及片上资源有限,不 适合复杂实时控制系统的应用。 由于在小车运行过程中,涉及大量 数据处理,需要完成传感器检测、 电机控制、定时计数等功能。因 此此系统需要有良好的运算性能, 对两个小车的速度控制要求较高, 而此普通单片机运算速度较慢,不 能满足需求。
2、2 智能小车软件设计
甲车软件流程图
2、1 智能小车软件设计
乙车软件流程图
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
2、1 智能小车硬件设计
方案二:采纳嵌入式系统 采纳LM3S615的ARM芯片作为控
制核心。LM3S615是基于ARM® Cortex-M3的控制器,它将高性能的 32 位计算引入嵌入式微控制器应 用中。其特点是运算速度快,外围 器件简单,功耗低,片上资源丰富, 能满足小车的速度控制以及无线通 信设备的需求,是目前性价比较高 的控制类芯片。基于以上分析,我 们选择方案二。
基于以上的分析,采纳方 案二。
2、1 智能小车硬件设计
4、循迹模块的选择
方案一:采纳光敏电阻组成 光敏探测器。
光敏电阻的阻值能够跟随周 围环境光线的变化而变化。当光 线照射到白线上面时,光线反射 特别强烈,光线照射到黑线上面 时,光线反射较弱。基于光的反 射原理因此光敏电阻在白线与黑 线上方时,阻值会发生明显的变 化。将阻值的变化值经比较器就 能够输出TTL高低电平信号。不从起点标志线开始,在 行车道各正常行驶一圈。
(2)甲、乙两车按图所示位置同时起动,乙 车通过超车标志线后在超车区内实现超车功能, 并先于甲车到达终点标志线,即第一圈实现乙 车超过甲车。
(3)甲、乙两车在完成(2)时的行驶时间要 尽估计的短。
1、1 题目要求简介
2、 发挥部分 (1)在完成基本要求(2)后,甲、乙两车接着
行驶第二圈,要求甲车通过超车标志线后要实 现超车功能,并先于乙车到达终点标志线,即第 二圈完成甲车超过乙车,实现了交替领跑。甲、 乙两车在第二圈行驶的时间要尽估计的短。
(2)甲、乙两车接着行驶第三圈与第四圈, 并交替领跑;两车行驶的时间 要尽估计的短。
(3)在完成上述功能后,重新设定甲车起始 位置(在离起点标志线前进方向40cm 范围内任 意),实现甲、乙两车四圈交替领跑功能,行驶 时间要尽估计的短。
2、1 智能小车硬件设计
方案二:采纳反射式红外传感器。 利用红外线在不同颜色的物体表 面具有不同的反射性质的特点,在小 车行驶过程中红外发射管不断发出红 外射线。当发出的红外射线照射到白 色的平面后经反射,则检测出白线继 而输出低电平;当发出的红外射线照 射到黑色的平面后被吸收,则收不到 发射管发出的红外线,则检测出黑线 继而输出高电平。微控制器就是通过 接收到的高低电平为依据来确定小车 相关于黑线的位置。只要选择数量与 探测距离合适的红外传感器,就能够 精确控制小车。基于以上的分析,采 纳方案二。