简易智能小车论文

《简易智能小车论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、全国电子设计大赛简易智能小车设计报告2009年简易智能小车设计简易智能小车设计报告陕西科技大学电信学院卢丹付博吴志彪摘要：本系统以AT89S52单片机作为控制核心，使用光电对管、光敏电阻阵列、红外一体化探头及电感式接近开关实现了循迹、寻光、避障和识别铁片等功能。通过程序模拟PWM脉冲的方法对小车进行调速，让小车在转弯时更加平滑、顺畅。由液晶、蜂鸣器组成的报警显示电路让系统交互性良好。经测验完全满足题目要求。关键词：AT89S52单片机PWM调速红外小车智能1.系统设计1.1实现方法本题要求设计并制作一辆简易智能小车，能实现寻迹，检测铁片，寻光避障等功能。1.2方案论证1.2.1控制器模块方

2、案1：采用高端单片机STC12C5A32S2，带PWM输出、AD转换，考虑到选用的小车体积较大，在不使用PWM调速的情况下能够实现大角度的转弯，此外，根据题目设计要求，不需要用到AD转换，采用普通的51单片机就能够实现题目全部要求，方案2：采用普通51单片机，AT89S52单片机，该单片机内部FLASH有8K，完全兼容51指令，支持SPI在线编程，方便调试，而且价格低廉，为满足性价比的要求，故我们选择该芯片作为小车的控制核心。根据比较，采用方案2。1.2.2电机模块12全国电子设计大赛简易智能小车设计报告方案1：采用步进电机，步进电机能够通过给出的脉冲数，实现精确的控制。方案2：采用直流减

3、速电机，该种电机力矩扭力大，速度可调。方案论证：考虑到步进电机电流大，力矩小，速度慢等特性，而我们采用的小车体积较大，步进电机无法驱动，并且该小车无需精确定位；而采用直流减速电机，可避免上述情况，还可以通过软件模拟PWM来调速。故该模块我们选用方案2。1.2.3寻迹模块方案1：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。方案2：用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓

4、红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。方案论证：根据方案1制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响，因此我们放弃了这个方案；方案2中RPR220采用DIP4封装，塑料透镜可以提高灵敏度。内置可见光过滤器能减小离散光的影响。体积小，结构紧凑。当发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简单，工作性能稳定。根据上述特点，我们选用方案2。1.2.4检测铁片模块方案1：采用电容式接近开关对地面铁片进行检测，识别率高、工作性能稳定。方案2：使用探测线圈和探测仪构成的金属探测器。此类金属探测器利用探测线圈产生的交变磁

5、场在接近金属材料时产生微弱变化这一原理，将变化信号放大处理进而实现探测金属的目的。12全国电子设计大赛简易智能小车设计报告方案论证：由于该探测器结构复杂，在短期内不可能完成制作，为节省时间，我们放弃了该方案，选择方案2。1.2.5寻光模块方案1：采用光电池，.光电池是一种特殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电。有的光电池还可以将红外光和紫外光转化为直流电。方案2：采用光敏电阻，光的强度能影响到光敏电阻的阻值来传达信息。方案论证：光敏电阻灵敏度太高，而且价格较光敏电阻要高。通过使用多个光敏电阻组成的阵列同样能较好的实现寻光功能，故经过反复比较论证我们选用方案2。1.2.6避障模块方案1：

6、采用超声波测距，测速精度很高，在发射和接收装置都很好的状况下探测距离很远。方案2：采用红外发射接收一体探头，探测距离可调，工作稳定。方案论证：方案1工作受到的干扰较多，自己制作的超声波模块工作一般都不稳定，而小车处于一个时刻运动的过程，故我们放弃使用方案1；方案2红外探头使用方便探测距离30cm到50cm，小车在行进过程能有足够的时间调整方向。1.3系统设计根据上述方案论证，最终选用AT89S52单片机作为控制核心，使用只留减速电机作为小车的动力保障。采用RPR220光电对管实现循迹功能，同时电感式接近开关对地面的铁片进行检测。在循迹阶段结束后，采用光敏电阻阵列组成的寻光模块，寻找光源使小

7、车行进，红外探头检测到前方有障碍物后给单片机中断使小车迅速调整避开障碍。使用1602液晶显示检测到的贴片数目和小车行进时间。在检测到铁片以后蜂鸣器自动报警；两排发光二极管显示循迹寻光模块工作状态。1.4结构框图12全国电子设计大赛简易智能小车设计报告图1-1整体结构图1.理论分析与计算本作品使用的是西安三木直流减速电机。12v直流供电，60rpm扭力为4kgcm。轮子半径r=3.5cm；轮子转一圈大概能走28.26cm。