基于单片机的多功能智能小车设计论文(电路+程序+论文) 增强版
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摘要80C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高。
实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用.关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine;(2)Efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car目录第一章前言 (1)第二章方案设计与论证 (3)一直流调速系统 (3)二检测系统 (4)三显示电路 (9)四系统原理图 (9)第三章硬件设计 (10)一 80C51单片机硬件结构 (10)二最小应用系统设计 (11)三前向通道设计 (12)四后向通道设计 (15)五显示电路设计 (17)第四章软件设计 (20)一主程序设计 (20)二显示子程序设计 (24)三避障子程序设计 (25)四软件抗干扰技术 (26)五“看门狗”技术 (28)六可编程逻辑器件 (29)第五章测试数据、测试结果分析及结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 程序清单 (33)附录B 硬件原理图 (41)第一章前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
学科代码:学号:XXXXXXXXXXXXX 大学(本科)毕业论文题目:基于单片机的多功能智能小车设计学院:专业:年级:姓名:指导教师:完成时间:20 年月日、基于单片机的多功能智能小车设计摘要:近几年,我国经济的迅速的增长使得小车的销售量逐渐升高,2016年,我国新能源汽车的销售达到了51.7万辆,销售率同比增长了20.5%。
汽车数量的日益增多使得交通拥挤的现象越来越严重,因此,交通事故的发生的频率也在逐渐的增多。
为了提高小车运行的安全,本文提出了一种基于单片机的多功能智能型小车的设计。
本文以STC89C51的单片机为核心,设计了一款多功能的智能小车,由于STC89C51的单片机在市场上受到了消费者普遍的好评,利用它进行智能小车的设计,既满足了大众的需求,又提高了小车设计的性能。
同时,本文还结合了直流电机L298N型号的驱动芯片、E18-D80NK 红外避障传感器、TCRT5000红外反射式接近开关传感器对智能小车的整体进行了构架。
关键词:单片机;多功能;智能小车;设计AbstractIn recent years, China's rapid economic growth makes the car sales gradually increased, in 2016, China's new energy vehicle sales reached 517,000, sales rate increased by 20.5%. The increasing number of cars makes traffic congestion more and more serious, so the frequency of traffic accidents is gradually increasing. In order to improve the safety of car operation, this paper presents a multi-functional intelligent car based on single-chip design.In this paper, STC89C51 single-chip as the core, designed a multi-functional smart car, as STC89C51 microcontroller in the market by consumers generally praise, use it for intelligent car design, both to meet the needs of the public, but also improve The performance of the car design. At the same time, this article also combines the DC motor L298N model driver chip, E18-D80NK infrared obstacle avoidance sensor, TCRT5000 infrared reflector proximity switch sensor on the overall structure of the smart car.Key Words: Single-chip;multi-function;intelligent car;design目录Abstract (3)引言 (5)1方案选型 (5)1.1车体设计 (5)1.2电机驱动选择 (5)2.3 PWM调速技术 (7)2.4 循迹模块技术 (7)2.5 避障模块技术 (8)2.6 控制系统模块 (8)2.7电源选择 (9)2总体方案设计 (9)2.1设计任务描述 (9)2.2总体设计 (9)2.3需求分析 (9)2.4总体方案 (10)3硬件电路设计 (10)3.1电源电路设计 (10)3.2驱动电路设计 (10)3.3循迹避障部分电路 (11)4程序设计 (13)4.1主程序设计概述 (13)4.2 主程序流程图 (13)4.3 驱动程序流程图 (14)4.4 循迹程序流程图 (15)4.5 避障程序流程图 (16)5制作安装与调试 (17)5.1小车的安装 (17)5.2小车运动模式调试 (17)5.3小车循迹调试 (18)5.4小车避障调试 (18)5.3小车的功能 (18)结论 (19)参考文献 (20)引言当前,关于智能化小车的设计越来越成为当前学者们关注的热点问题,对于智能小车的设计,采用的方法也越来对多样,利用单片机的程序设计的智能小车也是其中的一种。
基于单片机的多功能智能小车设计论文(摘要(关键词:智能车单片机金属感应器霍尔元件 1602LCD)智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。
智能电动车就是其中的一个体现。
本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶;采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度;采用1602LCD实时显示小车行驶的时间,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。
本设计结构简单,较容易实现,但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能。
目录1 设计任务 (3)1.1 要求 (3)2 方案比较与选择 (4)2.1路面检测模块 (4)2.2 LCD显示模块 (5)2.3测速模块 (5)2.4控速模块 (6)2.5模式选择模块 (7)3 程序框图 (7)4 系统的具体设计与实现 (9)4.1路面检测模块 (9)4.2 LCD显示模块 (9)4.3测速模块 (9)4.4控速模块 (9)4.5复位电路模块 (9)4.6模式选择模块 (9)5 最小系统图 (10)6 最终PCB板图 (12)7 系统程序 (13)8 致谢 (46)9 参考文献 (47)10 附录 (48)1. 设计任务:设计并制作了一个智能电动车,其行驶路线满足所需的要求。
1.1 要求:1.1.1 基本要求:(1)分区控制:如(图1)所示:(图1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。
在第一个路程C~D区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s;第二个路程D~E区(2米)以高速行驶,通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s。
基于单片机的多功能智能小车摘要:设计分为五个模块:单片机最小系统、电机驱动电源、电机驱动电路、红外循迹模块、语音提示模块。
电机驱动电路用于转向控制;红外循迹模块利用四个光电管,对黑色轨道进行循迹;电机驱动电源利用两个7805提供三路5v电压,一路供给最小系统,一路供给电机驱动电路,一路供给循迹模块。
本设计中为了简化电路,减少小车的负载,利用软件编程的方法控制电机的转速从而控制小车的行驶速度,这是本设计的一大特色。
关键词:电机驱动红外循迹语音提示光电管Abstract: Design is divided into five modules :monolithic integrated circuitsto the system, the electrical power, motor drivers driving circuit, took upon the module, for the modules. the driving circuit used to control the trace ;in the four modules display, on track to follow the sign black ;motor drives the use of two 7805 provides three road 5v, the voltage supply system, the electrical supply, supply in the driving circuit. the modules were designed to simplify the circuit, to reduce the load , Use of software programming method to control motors and drive the car speed control and this is a feature of this design.Key words: Motor drivers Infrared follow the sign V oice Prompt Photoelectric tube目录1 前言 (2)2 方案论证与比较 (3)2.2单片机最小系统控制模块设计与比较 (3)2.3电机驱动模块设计与比较 (4)2.4语音提示模块设计与比较 (4)2.5电机驱动电源模块的选择与比较 (4)3硬件设计 (5)3.1总体设计 (5)设计模块图如下图3-1所示 (5)3.2主要电路原理与分析 (6)3.2.1 AT89S52单片机控制 (6)3.2.2电机驱动模块的设计 (7)3.2.3红外探测模块的设计 (8)3.2.4电源电路的设计 (9)3.2.5 ISD4004语音播放控制 (10)4 软件设计 (11)4.1系统总程序框图 (11)4.2 核心程序代码 (12)5功能实现 (17)6 结束语 (17)7 参考文献 (18)8附录 (19)8.1单片机控制电路 (19)1 前言当今公交车数量随着大量大批打工者涌入城市呈现快速增长的态势。
毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的智能小车学院名称:电子与信息工程学院专业:电子与信息工程班级:电信092班姓名:\ 学号\指导教师:\ 职称\基于单片机的智能小车摘要智能车辆是目前世界车辆研究领域的热点和汽车工业新的增长点。
未来的车辆也一定是智能化的车辆。
所以,智能化的车辆是未来人们生活重要的载体。
因此有必要对智能车辆进行研究。
研制一种智能,高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。
本文设计了一个能自动循迹的智能小车控制系统。
以STC89C52单片机为控制核心,利用反射式光电传感器检测黑线实现小车循迹,利用超声波传感器检测道路上的障碍并提示,利用LCD1602显示小车的速度和路程。
能实现小车自动根据地面黑线前进倒退、转向行驶,超声波测距提示障碍物,LCD1602实时显示小车的速度和行驶的路程,具有高度的智能化,达到设计目标。
关键词:智能小车,STC89C52单片机,超声波传感器,LCD1602目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................. 错误!未定义书签。
目录......................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要AT89C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本系统以设计题目的要求为目的,采用AT89C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单,可靠性能高。
实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
在智能小车控制系统的设计中,以AT89C51为核心,用L293D驱动两个直流电机,当产生信号驱动小车前进时,是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到黑线产生的电平信号通过LM393再返回到单片机,单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块,让小车来实现前进、左转、右转、停车等基本功能。
寻白线时,外部环境光线的强弱对小车的运动会产生很大的影响,基于此原因,本实验中的寻迹是指在白色地板上寻黑线。
寻迹是指通过红外发射管和接收管识别路径。
采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用;该设计报告共分为五章:第一章是智能小车总体概况。
介绍了小车的功能及展示了小车模型。
第二章是系统要求。
介绍了小车设计的要求及原理。
详细阐述了各功能模块的方案比较与论证,最后得出最终方案。
第三章是硬件实现及单元电路实现。
详细阐述了各部分电路的设计,并给出了原理图。
第四章是软件设计。
介绍了设计思想、程序流程图及具体程序设计。
第五章是系统调试。
介绍了调试软件WAVE ,以及软件调试过程;硬件测试及测试仪器和设备等。
最后是参考文献和附录。
关键词: AT89C51单片机;光电传感器;PWM调速;电动小车Smart cars designtheAT89C51 microcontroller is one of eight, his versatility and usability is the user high praise. This system to design for the purpose of the topic request, AT89C51 microcontroller as control core, ultrasonic sensor detection road barriers, the automatic control of electric car obstacle-avoidance, speed, and speed, and can be automatically stop recording time,mileage and speed, automatic tracing and light function. The whole system of the circuit structure is simple, reliable performance. The test results, this paper introduces the hardware design method of system analysis and test results.In the design of the control system of intelligent car, USES AT89C51 as the core, with L293D drive two dc motor driving car, when the signal generation, is going through tracing module of the infrared tubes are found by the black level signal generated LM393 single-chip microcontroller, return again according to the requirement of design procedure of judgment for motor driver module, let the car to achieve progress, left, right, the basic function such as parking. Find the white line, and the external environment of the strength of the light of sports car produce very big effect, this based on the experiments of tracing refers to the white striped floor found. Tracing is through infrared tubes and receive tube recognition path. Using the technology mainly include:(1) through programming to control the speed of the car,(2) sensor effective application,(3) new display chip USES,This design report is divided into five chapters:The first chapter is intelligent car overview. Introduces thefunction and the car show car model.Chapter 2 is the system requirements. Introduces the design requirement and the principle of car. Expounds the functional modules of the scheme comparison and argumentation, the final solution.The third chapter is hardware realization and unit circuit implementation. Expounds each part of the circuit design, and gives the principle diagram.Chapter four is a software design. Introduces the design idea and program flow chart and design program.The fifth chapter is debugging systems. Introduces the WAVE, and software testing software debugging process, Hardware testing and testing instruments and equipment, etc.The references and appendix.Keywords:AT89C51, photoelectric sensors, PWM control, electric cars目录绪论........................................................ (5)第一章智能小车总体概况 (6)1. 1 概况 (6)1. 2 总体结构图 (6)第二章系统方案设计 (7)2. 1 方案论证 (7)2.1.1 系统原理图 (7)2.1.2 路面情况检测方案的选择 (8)2.1.3 电动机的选择 (9)2.1.4 电动机驱动方案的选择 (9)2.1. 5 路程检测方案的选择 (9)2.1.6 障碍物探测方案的选择 (10)2.1.7 供电电源方案的选择 (10)第三章系统硬件电路设计 (11)3.1 系统硬件设计 (11)3.1.1 路面黑线检测设计与实现 (11)3.1.2 电动机驱动电路设计与实现 (11)3.1.3 车轮检速与路程计算 (13)3.1.4 红外避障电路 (15)3.1.5 电源电路 (15)第四章主控芯片介绍 (16)4.1. 1 AT89C51主控芯片介绍 (16)4.1. 2 电动机驱动芯片L293D (18)4.1. 3 串口电路芯片MAX232 (19)第五章软件设计 (19)5.1. 1 软件设计思想 (19)5.1. 2 主程序设计 (20)5.1. 3 显示子程序设计 (24)5.1. 4 避障子程序设计 (25)5.1. 5 寻迹模块软件程序设计 (26)第六章系统调试与结论 (29)6. 1 硬件调试 (29)6.1. 1 测试方法与仪器 (29)6.1. 2 软件程序调试 (30)6.1. 3 测试经验总结 (31)参考文献........................................................31致谢........................................................ . (31)附录A ........................................................ .33附录B......................................................... .34绪论随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
基于单片机的智能小车设计论文论文毕业设计(论文)基于单片机的智能小车设计论文姓名系部电化班级 0电4班学号 20010411指导老师洋2012 年 5 月摘要智能小车,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路行进。
采用51单片机控制平台,经过红外传感模块检测路面的信息,控制运动模块的电机运动方式,近而控制这个智能小车系统的运动。
关键词智能小车直流电机51单片机C语言 (4)1.1课题背景 (4)1.2课题研究的目的和意义 (5)1.3 本设计的内容及意义 (6)-1.4 论文各部分的主要内容 (7)第2章智能循迹小车系统 (8)2.1 系统设计任务与设计要求 (8)2.2 系统方案论证 (8)2.3 系统总体方案 (10)第3章智能循迹小车硬件部分 (11)3.1 系统硬件电路介绍 (11)3.2 单片机最小系统 (11)3.3 供电单元介绍 (12)3.4 运动单元介绍 (13)3.5 循迹单元介绍 (14)第4章智能循迹小车软件部分 (16)4.1 软件调试平台 (16)4.2 系统软件流程序 (16)4.3 系统软件程 (17)4.4 循迹处理软件流程 (20)结论 (21)致谢 (23)参考文献 (24)第1章绪论1.1 课题背景目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支,出现于20世纪06年代。
当时斯坦福研究院 SRI 的Nils Nilssen和charles Rosen等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
基于51单片机的智能小车设计一、课题背影及实验目的随着人类科技的发展,社会的进步,科技产品在人们日常生活中越来越不可或缺,影响也越来越大,人们对自动化的要求也不断提高。
自动化概念的提出,使其不但在工业上已经充分应用,人们的日常生活在被它悄然影响。
而汽车作为人们日常生活中最为常见的交通工具,人们迫切希望汽车自动化、智能化的实现。
基于51单片机的智能小车课题的提出就是希望通过简单课题的实验,验证智能汽车方案的可行性,从而为以后智能化系统在汽车上的应用有提前的了解。
实验以单片机小车实验板为底板,加装红外传感器、超声波传感器,以51单片机为核心对信息进行处理,从而实现循迹、避障功能,和可控行驶。
二、总体方案设计1、设计思路车体上搭载电源模块、电机驱动模块。
单片机系统模块、循迹模块、避障模块,基本框架图如图2、各模块的分析选择单片机电路的设计一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容:一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路;二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、A/D、D/A转换器等。
单片机的功能特性描述单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜。
单片机内部也有和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件。
单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
本课题选择了STC公司的生产的STC89C52单片机。
基于单片机的智能小车设计基于单片机的智能小车设计简介本文档旨在介绍一种基于单片机的智能小车设计。
智能小车是一种能够通过程序控制和感知周围环境的车辆,通常具备自主导航、避障、跟随等功能。
基于单片机的设计方案被广泛应用于智能小车,本文将介绍设计方案的硬件搭建与软件实现。
硬件搭建1.主控板智能小车的主控板使用单片机作为处理器,常见的单片机包括Arduino、Raspberry Pi等。
选择适合的单片机型号时,需考虑处理器性能、GPIO口数量和扩展性等因素。
2.电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的运动,一般包括直流电机和对应的驱动芯片。
选择合适的电机驱动芯片时,需根据电机的额定电压和电流来确定芯片的驱动能力。
3.传感器模块智能小车需要通过传感器感知周围环境,常见的传感器模块包括红外线传感器、超声波传感器、陀螺仪、加速度计等。
这些传感器能够帮助小车实现避障、跟随等功能。
4.通信模块通信模块用于与上位机或其他外部设备进行数据交互。
通常可以选择WiFi模块、蓝牙模块、无线模块等。
通过通信模块,智能小车可以实现远程控制或与其他设备进行协作。
5.电源模块电源模块提供电力支持,为智能小车的各个模块供电。
在选择电源模块时,需考虑小车所需的电压和电流,并确保电源稳定可靠。
软件实现1.编程语言选择基于单片机的智能小车可以使用多种编程语言来实现,例如C、C++、Python等。
选择合适的编程语言时,需考虑单片机的支持情况、编程难度和功能需求等因素。
2.底层驱动编写在设计智能小车时,需要编写底层驱动程序来控制电机、传感器等模块的操作。
通过与硬件设备进行交互,底层驱动程序可以实现对小车的控制和感知。
3.高级功能实现智能小车的高级功能通常包括自主导航、避障、跟随等。
实现这些功能需要根据具体情况编写对应算法和逻辑,并结合传感器数据进行决策和控制。
4.通信与远程控制通过通信模块,智能小车可以与上位机或其他设备进行数据交互。
可以使用串口通信、网络通信等方式实现数据传输,实现远程控制或与其他设备进行协作。
基于单片机的多功能智能小车设计论文(电路+程序+论文)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:(关键词:智能车 AT89S52 单片机金属感应器霍尔元件 1602LCD)智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途.智能电动车就是其中的一个体现。
本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶;采用霍尔元件A44E 检测小车行驶速度;采用1602LCD实时显示小车行驶的时间,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。
本设计结构简单,较容易实现,但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能.1 设计任务 (3)1.1 要求 (3)2 方案比较与选择 (4)2。
1路面检测模块 (4)2。
2 LCD显示模块 (5)2.3测速模块 (5)2。
4控速模块 (6)2。
5模式选择模块 (7)3 程序框图 (7)4 系统的具体设计与实现 (9)4。
1路面检测模块 (9)4.2 LCD显示模块 (9)4。
3测速模块 (9)4。
4控速模块 (9)4.5复位电路模块 (9)4.6模式选择模块 (9)5 最小系统图 (10)6 最终PCB板图 (12)7 系统程序 (13)8 致谢 (46)9 参考文献 (47)10 附录 (48)1。
设计任务:设计并制作了一个智能电动车,其行驶路线满足所需的要求。
1。
1 要求:1.1。
1 基本要求:(1)分区控制:如(图1)所示:(图1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。
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智能电动车就是其中的一个体现。
本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC 来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S 形铁片行驶;采用霍尔元件A44E 检测小车行驶速度;采用1602LCD 实时显示小车行驶的时间,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。
本设计结构简单,较容易实现,但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能。
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1.1 要求: 1.1.1 基本要求:(1)分区控制:如(图1)所示:(图1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。
在第一个路程C~D 区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s ;第二个路程D ~E 区(2米)以高速行驶,通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F 区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s 。
(2)小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度,还能记录每段所走的时间,从而判断是否符合课程设计要求。
(记录显示装置要求安装在车上)。
1.1.2 发挥部分:S 型控制:如(图2)所示:(图2)车辆沿着S形铁片行驶,自动转弯,自动寻找正确方向和铁片。
当离开S型铁片跑道或者感应不到铁片一段时间的时候,小车自动停止,并记录行驶时间,路程,平均速度并通过LCD显示出来。
2. 方案比较与选择:根据设计任务要求,并且根据我们自己的需要而附加的功能,该电路的总体框图可分为几个基本的模块,框图如(图3)所示:淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!(图3)2.1 路面检测模块:采用铁片感应器TL-Q5MC来检测路面上的铁片从而给单片机中断脉冲。
原理图接线如(图4)所示:淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!(图4)淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!2.2 LCD 显示模块:采用1602LCD ,由单片机的总线模式连接。
为节约电源电量并且不影响LCD 的功能,LCD 的背光用单片机进行控制,使LCD 的背光在小车行驶的过程中不亮,因为我们不必看其显示;在其它我们需要看显示的内容的时候LCD 背光亮。
2.3 测速模块: 2.3.1 方案1:采用采用霍尔开关元器件A44E 检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲,达到测量速度的作用。
霍尔元件具有体积小,频率响应宽度大,动态特性好,对外围电路要求简单,使用寿命长,价格低廉等特点,电源要求不高,安装也较为方便。
霍尔开关只对一定强度的磁场起作用,抗干扰能力强,因此可以在车轮上安装小磁铁,而将霍尔器件安装在固定轴上,通过对脉冲的计数进行车速测量。
2.3.2 方案2:采用红外传感器进行测速。
但无论是反射式红外传感器还是对射式红外传感器,他们对都对外围环境要求较高,易受外部环境的影响,稳定性不高,且价格较为昂贵。
通过对方案1、方案2的比较其优缺点,综合多方面因素决定选用方案1,其原理图接线如(图5)所示:(图5)2.4 控速模块: 2.4.1 方案1:使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。
线性型驱动的电路结构和原理简单,成本低,加速能力强,但功率损耗大,特别是低速大转距运行时,通过电阻R 的电流大,发热厉害,损耗大,对于小车的长时间运行不利。
2.4.2 方案2:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。
2.4.3 方案3:采用由双极性管组成的H 桥电路。
用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电机转速。
这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H 桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也很高,是一种广泛采用的调速技术。
综合3种方案的优缺点,决定选择方案3,其电路原理图如(图6)所示:(图6)2.5 模式选择模块:模式选择模块通过一个74LS00与非门和两个不带锁按钮来控制单片机单片机的两个中断口,从而按动按钮来选择小车走动的路型、来选择小车的速度是快速、中速、慢速;走完路程小车停止后还可以通过按钮选择想要在LCD 上想看的信息,比如总时间、走过各段路程的时间、平均速度、总路程等。
小车走动的模式选择有:(1) 直线型:满足设计任务的基本要求,能稳定的走完全程。
之后按顺序循环不淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!断的显示走完全程所用的时间、走完高速区所用的时间和走完低速区所用的时间这三个时间;或者可以通过两个按钮以及LCD 显示的菜单选择所要看的内容如平均速度、全程距离以及那三个时间。
(2) S 型:满足设计任务的发挥部分的要求,小车能自动的感应到在前面或在后面铁片,即第一次转弯后若感应到的是错误的方向,则小车会后退自动调整方向,沿着S 型的铁片走。
当走完S 型铁片后的一定时间里,小车自动停止。
之后自动进入菜单由我们自己选择要看的内容时间、平均速度和所走的距离。
(3)自动型:小车先以一定的速度走完全程,之后再以一定的速度倒退回起点,再调整速度在一定的时间内走完全程。
走完后LCD 显示的内容与直线型显示的内容一样。
3. 程序框图:单片机主程序框图、速度感应程序框图和铁片感应程序框图分别如(图7)所示。
淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!(图7)淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料! 淘宝搜索“学长联盟”淘宝搜索“学长联盟”,获取更多资料!4.系统的具体设计与实现:4.1 路面检测模块:应用一个金属感应器,安装在车盘下,离地略小于或约四毫米。