《智能电动小车》word版

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1、电气与电子信息工程学院2008年电子设计大赛论文报告作品：智能小车11智能小车摘要：本课题组设计制作了一款具有智能判断功能的小车，功能强大。小车具有以下几个功能：自动避障功能；寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）；自动计算行走路程以及遥控功能。关键字：智能控制避障寻迹行驶电机驱动红外线收发超声波电磁波MSP430单片机总体方案：作品以两个直流减速电动机为主驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，送入主控单元MSP430单片机，处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用高电压，高电流，二道驱动集成芯片L298。其中避障采用超声波收发来完成；寻迹、测速都采

2、用ST168来实现；遥控是用TX-2B/RX-2B电磁波收发模块完成。LCD显示电机驱动无线遥控计程脉冲超声波避障红外寻线MSP430单片机11图1智能车运行基本原理图框图系统原理及理论分析1)单片机最小系统组成单片机系统是整个智能系统的核心部分，它对各路传感信号的采集、处理、分析及对各部分整体调整。主要是组成是：单片机MSP430、小车驱动系统芯片L298、LCD显及各路的传感器件。2)避障原理采用超声波避障方法，利用一管发射另一管接收，接收管对超声波的接收强弱来判断障碍物的远近。在超声波电路中我们还用到了CX20106，NE555芯片。超声波收发管的工作频

3、率在38KHZ-40KHZ,我们采用了NE555产生一个40KHZ的脉冲源，如图2所示。然后我们再经过CX20106把接收的信号放大。CX20106的总放大增益约为80dB，以确保其脚输出的控制脉冲序列信号幅度在3.5~5V范围内。总增益大小由②脚外接的R1、C1决定，R1越小或C1越大，增益越高。C1取值过大时将造成频率响应变差，通常取为1uf。C2为检波电容，一般取3.3uf。CX20106采用峰值检波方，当C2容量较大时将变成平均值检波，瞬态响应灵敏度会变低，C2较小时虽然仍为峰值检波，且瞬态响应灵敏度很高，但检波输出脉冲宽度会发生较大变动，容易造成解调

4、出错而产生误操作。R2为通滤波器中心频率f0的外部电阻，改变R2阻值，可改变载波信号的接受频率，当f0偏离载波频率时，放大增益会显著下降，C3为积分电容，一般取330pf，取值过大，虽然可使抗干扰能力增强，但也会使输出编码脉冲的低电平持续时间增长，造成遥控距离变短。⑦脚为输出端，CX20106处理后的脉冲信号由⑦脚输出给后续电路在加工处理推动负载工作，如图3所示。11图2NE555电路图3CX20106电路3)小车循迹原理该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中

5、利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。　　红外探测法；即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。　　传感器的选择；市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器

6、件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图3所示：11图4ST168检测电路　　ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。　　R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接

7、收电路的电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路的灵敏度。因为传感器输出端得到的是模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将ST168输出电压与2.5V进行比较，再送给单片机处理和控制。传感器的安装；正确选择检测方法和传感器件是决定循迹效果的重要因素，而且正确的器件安装方法也是循迹电路好坏的一个重要因素。从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹的可靠性，具体位置分布如图4所示。图5红外探头的分布图　11图中循迹传感器全部在一条直线上。其中X1与Y1为第一级方向控制传感器，X2与Y2为第二级方

8、向控制传感器，并且黑线同一边的两个传感