毕业论文:智能小车硬件系统设计正文.doc

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1 引言 1 1.1 智能电动小车设计概述 2 1.2 智能电动小车的设计依据 3 2 智能电动小车设计方案比较 3 2.1 总体方案论证与比较 3 2.2探测轨迹模块方案比较 5 2.4避障模块方案比较 5 2.5寻找光源模块方案比较 6 2.6显示模块方案比较 6 2.7电动机驱动模块方案比较 7 3 系统的硬件电路设计 8 3.1 检测轨迹电路设计 8 3.3 检测障碍物电路设计 10 3.4 检测光源电路设计 14 3.5 显示电路设计 16 3.6 电动机驱动电路设计 18 4 系统测试 20 4.1线路检测部分测试 20 4.3超声波发射接收测试 20 4.4电机电路测试 21 结 束 语 22 致谢 23 参考文献 24 1 引言 智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,它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用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示,无需人工干预。因此,智能电动小车具有再编程的特性,是机器人的一种。 根据本设计的要求,确定如下方案:以AT89C51单片机为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路,实现小车在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物等问题。并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。 这种方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足系统的各项要求。 本设计采用了比较先进的AT89C51为控制核心,功耗很低。该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、娱乐等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合,现实意义很强。 1.1 智能电动小车设计概述 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成[2]。同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其应用在国防等众多领域得到广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 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。全国电子竞赛和省内电子竞赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车能够实现在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、实时显示铁片数目,躲避障碍物,实时显示铁片数目最后在光源的引导下到达目的地,停车。 1.2 智能电动小车的设计依据 在国内外,智能化系统主要采用单片机作为控制核心。因此,单片机的发展将有助于智能化技术的开发。在本设计中,采用比较先进的AT89C51单片机为控制核心,它的功耗很低。 单片机技术发展至今,掌握最先进技术的仍然是国外的几大公司。如Intel公司发展的MCS-51系列的新一代产品,如8xC152、80C51FA/FB、80C51GA/GB、8xC451、8xC452,还包括了Philips、Siemens、ADM、Fujutsu、OKI、Harria-Metra、ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,可连接一些外部接口功能单元如A/D、PWM、PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口、计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功

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