基于单片机的智能小车控制系统设计

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1、基于单片机的智能小车控制系统设计摘要：本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制P信号从而实现对智能小车控制的方法。本项目中采用了利用单片机对P信号的软件实现方法，并且通过对P信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片L298N作为功率放大电路的驱动模块，把单片机输出的微弱的电流型号放大从而使电机满足转速的要求。另外，本系统中使用四位共阳极数码管对电机的转速、方向进行监控，能够直观的观察电机的变化，通过独立键盘手动控制电机的转速。关键词：智能小车；单片机；P；§1.1引言　　　随着科学技术的不

2、断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展速度，改变着我国的工业的整体面貌。同时，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大的影响，并在现代化建设中发挥着越来越重要的作用。随着与信息科学、计算机科学和能源科学等相关学科的交叉融合，它正在向智能化、网络化和集成化的方向发展。　　　现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片

3、机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。改变电压的方法很多，最常见的一种P脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。　　　P控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，P控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，

4、如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，P控制技术获得了空前的发展，到目前为止，已经出现了多种P控制技术。　　　§1.2选题的目的与意义　　　智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，　　　比较先进的遥控车还能控制其速度，而智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地

5、运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。所以关于汽车的研究也就越来越受人关注，本设计就是在这样的背景下提出的，为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。　　　传统的控制系统采用模拟元件，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，故系统的运行

6、可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。　　　目前，直流电动机调速系统数字化已经走向实用化，伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。　　　§1.3研究方法　　　本文主要研究了利用MCS-51系列单片机，通过P方法控制智能小车的直流电机驱动。文章中采用了单片机组成P信号的发生系统，然后通过放大来驱动电机。以四位共阳数码管显示电机速度，它能间接直观的观察到电机速度的变化，用独立键盘来手动控制电机的转速和转向。　　　　

7、　　　　　　　第二章总体设计概述　　　　　　　智能小车调速简介：单片机直流调速系统可实现对智能小车直流电动机驱动的平滑调速。P是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。在P驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，P又被称为“开关驱动装置”。本系统以AT89S52单片机为核心，通过单片机控制，C语言编程实现对直流电机的平滑调速。　

8、　　系统控制方案的分析：本智能小车系统以单片机系统为依托，根据P调速的基本原理，以直流电机电枢上电压的占空比来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速为依据，实现对直流电动机的平滑调速，并通过