智能搬运小车

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1、《智能搬运小车-清华大学二队》目录21引言3系统总体结构设计及说明4电机驱动调速系统5循迹系统6超声波模块电路7电源模块设计9单片机最小系统设计9小车软件设计10小车夹紧装置11步进电机驱动模块12PROTUES仿真结果13程序15智能搬运小车车辆与我们的社会生活息息相关，然而当今车辆的智能化发展还不是很迅速，特别是在安全性、智能化、车与路之间交互信息等方面。今天的车辆技术与未来的智能车辆技术还存在着巨大的差距。今天的汽车工程师正面临着巨大的挑战，需要在新旧技术之间建立一座桥梁，通过应用先进的电子技术、信息

2、技术、电子通讯技术推动车辆技术的进步,可解决人类大量的体力劳动。本设计采用AT89S52单片机为简易智能小车的核心器件。循迹模块由若干个光电管组成，通过反射红外线的变化判断黑线的有无以达到循迹的功能，电源模块采21用电池两路供电，单片机与大电流器件分开供电，避免大电流器件对单片机造成干扰，电机驱动模块选用常用的H桥驱动芯片L298N结合单片机来控制电机工作，舵机转向模块是智能小车程序设计的重要模块，采用PWM波，控制舵机的转向和电机转速。根据设计的要求，确定如下方案：自己设计小车模型，加装一些模块，实现对电

3、动小车的速度和方向的控制，自动循迹，由单片机根据所检测的各种信息实现对小车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。智能小车系统主要包括以下模块：C52单片机模块、电机驱动模块、步进电机夹紧模块、循迹模块、超声波蔽障模块和电源模块一共六个模块。21系统总体结构设计及说明21电机驱动调速系统采用直流电机驱动芯片L298N，驱动电流总和可达到4A，它可以驱动二相和四相步进电机的专用芯片，我们利用它内部的双H(如图1)桥式电路来驱动直流电机，这种驱动

4、电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。控制比较简单，电路也很简单。是广泛采用的PWM调速技术。由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。根据以上综合比较，以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向，本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器，简称PWM变换器。脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现，但是驱动能力有限。为顺利实现电动小汽车的前行与倒车，本设计采用了可逆PWM变换器。可逆P

5、WM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器，它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。PWM调速主要是针对功率较小的低惯量电机,具有高的定位速度和精度，低速性能好,稳速精度高,调速范围宽，系统频带宽,动态响应好,抗干扰能力强，且经济可靠，因而有很大的使用价值。调压调速主要是针对饶线式电机，通过串电阻调压调速。价格便宜。在一些精度要求不高，低电压时力矩小，调速范围小的场合。循迹系统本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点（2cm宽的黑线）

6、，玩具车底盘上沿黑线放置一套，以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。21超声波模块电路光线跟踪，采用光敏三极管接收灯泡发出的光线，当感受到光线照射时，其c-e间的阻值下降，检测电路输出高电平，经LM393电压比较器送单片机控制。21红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，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，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于

7、发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。当小车在白色地面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号，经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信号，那么图中光敏三极管将导通，比较器输出为低电平；当小车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光敏三极管截止，比较器输出高电平，从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口，当I/O口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导

8、线上；同理，当I/O口检测到的信号为低电平时，表明小车行驶在白色地面上。此种方法简单，价格便宜，灵敏度可调，但是容易受到周围环境的影响，特别是在较强的日光灯下，对检测到的信号有一定的影响。八对反射式红外发射—接收管的组合使用。它们分别安装在小车底两侧，正常行进中，检测线应在其间。只要有一侧检测到黑线信号，立即转向信号方向，保证了小车能沿黑方向行进。使用接近开关：它即有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，其