智能小车设计.ppt

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1、本科组C题--智能小车设计长安大学代表队2011年全国大学生电子设计竞赛交流报告弘毅明德笃学创新2011-11-27长安大学Chang'anUniversity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2011年全国大学生电子设计竞赛交流报告主要报告内容一、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2011年全国大学生电子设计竞赛交流报告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）甲车和乙车分别从起点标志线开

2、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)时的行驶时间要尽可能的短。1.1题目要求简介2.发挥部分（1）在完成基本要求(2)后,甲、乙两车继续行驶第二圈，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可能的短。（2）甲、乙两车继续行驶第三圈和第四圈，并交替领跑；两车行驶的时间要尽可能的短。（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

3、向40cm范围内任意），实现甲、乙两车四圈交替领跑功能，行驶时间要尽可能的短。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解决方案红外传感器+步进电机+ARM控制板+无线收发完成功能需求所需的模块光电检测模块无线通讯模块电机及驱动模块供电系统模块主处理模块主要报告内容一、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2011年全国大学生电子设计竞赛交流报告1、主处理板选型2.1智能小车硬件设计方案一:采用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，

4、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。2.1智能小车硬件设计方案二：采用嵌入式系统采用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。2.1智能小车硬件设计2、

5、电机及驱动模块的选择方案方案一：选择普通直流电机。直流电机可以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：价格便宜，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：可以精确控制电机选择步数和角度，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，同时采用电机驱动芯片BA6845FS。BA6845FS包含两个独立的H桥电路。直接给芯片上电，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。2.1智能小车硬件设计3、位置同步方案方案一：采用超声波传感器测距方案超声波传感器采用IO

6、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。有价格便宜、使用简单的优点。但是不能准确测得小车超车及姿态调整时的距离，因此采用此种方案稳定性不高2.1智能小车硬件设计方案二：采用无线通信方案采用无线通信的方式可以在小车启动时、超车时很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，实时性不好，控制复杂的Zigbee无线收发模块，我们采用无线收发模块UP-96。该模块采用了9600bit/s的波特率，直接可以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。基于以上的分析，采用方案二。2.1智能小车硬件设计

7、4、循迹模块的选择方案一：采用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以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，光线反射很强烈，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和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经比较器就可以输出TTL高低电平信号。但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。2.1智能小车硬件设计方案二：采用反射式红外传感器。利用红外线在不