基于单片机的智能小车设计传感器电路的设计和相关程序设计和调试Word文档格式.docx
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基于单片机的智能小车设计
——传感器电路的设计和相关程序设计和调试
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单片机来实现智能壁障寻迹小车,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,利用红外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。
关键字:
电动小车、80C51单片机、光敏检测器、PWM调速
Abstract
80C51isa8bitsinglechipcomputer.It’seasilyusingandmulti-functionsufferlargeusers.Thisarticleintroducesintelligentvehiclewiththe80C51singlechipcomputer.Thisdesigncombineswithscientificresearchobject.Thissystemregardstherequestofthetopic,adopting80C51forcontrollingcore,redsensorfortestthehinder.Itcanruninahighandalowspeedorstopautomatically.Italsocanrecordthetime,distanceandthespeedorsearchinglightandmarkautomaticallytheelectriccircuitconstructionofwholesystemissimple,thefunctionisdependable.Experimenttestresultsatisfytherequest,thistextemphasizesintroducedthehardwaresystemdesignsandtheresultanalyze.
Keyword:
Electricitymotivesmallcar80C51singlechipcomputer,lightelectricitydetector,PWMspeedadjusting,
第一章概述…………………………………………………………………………1
1.1课题研究背景与意义…………………………………………………………..1
1.2课题设计内容……………………………………………………………………2
第二章方案设计与论证…………………………………………………………….3
2.1总体方案设计……………………………………………………………………3
2.2系统方案设计与比较…………………………………………………………….4
2.2.1寻迹模块选择方案…………………………………………………………4
LM̤324芯片介绍………………………………………………………..5
2.2.2语音识别模块………………………………………………………………6
2.2.3电源模块……………………………………………………………………7
2.2.4电机驱动系统………………………………………………………………7
第三章系统硬件设计……………………………………………………………….8
3.1总体硬件原理图………………………………………………………………….8
3.2单片机模块………………………………………………………………………9
3.2.180C51单片机硬件结构………………………………………………………9
3.2.2最小应用系统设计…………………………………………………………..10
3.3前向通道设计……………………………………………………………………11
3.4后向通道设计……………………………………………………………………14
第四章软件设计……………………………………………………………………16
4.1软件设计框图……………………………………………………………………16
4.2模糊控制算法……………………………………………………………………17
4.2.1模糊控制算法的发展………………………………………………………17.
4.2.2模糊控制算法的原理………………………………………………………17
4.2.3智能小车中的模糊控制算法………………………………………………18
4.3寻迹的相关程序…………………………………………………………………18
第五章制作安装与调试……………………………………………………………21
5.1使用的仪器仪表及软件………………………………………………………….21
5.2系统制作…………………………………………………………………………21
5.3系统调试…………………………………………………………………………21
5.3.1硬件调试…………………………………………………………………..21
5.3.2软件调试…………………………………………………………………..22
5.3.3联合调试…………………………………………………………………….22
设计总结……………………………………………………………………………….23
致谢辞………………………………………………………………………………….24
参考文献…………………………………………………………………………….25
附录………………………………………………………………………………….27
第1章概述
1.1课题研究背景与意义
随着控制技术,计算机技术,信息处理技术和传感器检测技术以及汽车工业的飞速发展,智能小车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色,近年来,智能小车在野外,道路,现代物流及柔性制造系统中都有广泛应用,已经成为人工智能领域研究和发展的热点之一。
智能小车作为移动式机器人的一个重要分支,具有环境感知规划决策,自动行驶等功能,它是计算机控制和电子技术的融合,集传感器探测(光源,障碍物),单片机自动控制,电机调速等议题,可以说是计算机,传感器,信息,通讯,导航,人工智能及自动控制等于一体高新技术综合体。
现在,电子,机械,电子信息已经不在明显分家,自动控制在专业领域的地位已经越来越重要。
特别是作为机械行业的代表产品——汽车,与电子信息产业的融合速度也显著提高,呈现出两个明显的特点:
1,电子装置占整车的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化发展,2,汽车开始向电子化,智能化和多媒体化方向发展,使其不仅作为一种代步工具,同时还具有交通娱乐等功能。
另外,大学生各种大型的创新比赛中,智能车已经是一个不可缺少的部分。
比如,亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛,全国大学生“飞思卡尔”智能汽车竞赛等众多重要竞赛都有智能车的登场,设计和制作智能车能很好的培养学生对机电一体化的相关知识。
为了适应机电一体化的发展和自己所学知识的结合,提出循迹与遥控与一体的智能车的构想。
1.2课题设计内容
本课题是基于单片机智能小车的设计,本课题的任务主要是采用80C51为控制核心,利用光敏传感器自动寻迹,设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。
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,利用光电等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。
第2章方案设计与论证
2.1总体方案设计
此系统是以单片机为控制核心,处理执行各个外部传感器检测得到的电平信号,其中外部信号有三部分得到:
寻迹模块,遥控模块和语音模块。
最后把处理结果传递给小车电机,使得到相应效果。
总体设计框图如下:
复位电路
STC80C51
光敏探测器
电机驱动
时钟电路
图2-1总体模块设计框图
2.2系统方案选择与比较
2.2.1寻迹模块选择方案
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,光线反射强烈,光线照射到黑线上时,光线反射较弱,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,将阻值的变化值经过比较器可以获得高低电平。
方案二:
采用红外对管TCRT5000光电寻线传感器,TCRT5000由红外发射管和接收管两部分组成,红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色地面时,地面将红外线反射
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- 基于 单片机 智能 小车 设计 传感器 电路 相关 程序设计 调试