毕业设计：智能电动小车设计论文09（定稿）.doc

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、探测预埋金属铁片、躲避障碍物等问题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、娱乐随着计算机、微电子、信息技术的快速进步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[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，参加者多为学生，在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实现在行驶中、探测预埋金属铁片、躲避障碍物AT89C51单片机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能的设备间网络系统总线---CAN(Controller Area Network BUS) 2 智能电动小车设计方案比较 2.1 总体方案论证与比较 方案一、采用AT89C51单片机作为整机的控制单元。 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、探测预埋金属铁片、躲避障碍物、等问题[3]。 在本系统中，反射式红外光电传感器检测线，使沿轨道自主行走探测埋轨道下的金属片，发出声光信息进行H型脉冲宽度调制（PWM）全桥式驱动电路控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯但对输入输出都是模拟量的小装置，如果采用数字化方案，则要先用A/D转换器将模拟量转换为数字量，经过数字电路处理后，再经D/A转换器将数字量转换为模拟量这样必然带来高成本、电路复杂等缺点红外光电传感器的特点是尺寸小、使用方便、工作状态受温度影响小。它的外围电路简单具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面[]。 利用光敏电阻阻值随光强弱变化的特性组成光控开关电路，检测光源。光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光电管，它是基于半导体内光电效应工作的。当无光照射时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减少，因此电路中电流迅速增加。 光敏电阻具有很高的灵敏度、很好的光谱特性，光谱响应从紫外区一直到红外区，而且体积小、重量轻、性能稳定，因此在自动化技术中得到了广泛的应用。 综合考虑到上述方案的优缺点，本设计采用光敏电阻组成的光控开关电路。 2.6显示模块方案比较 方案一、方案二,易损坏,寿命较短,可靠性不高【1】。 方案三、采用H型脉冲宽度调制（PWM）全桥式驱动电路。 通过PWM脉宽调制的方法,实现对小车速度的控制。这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的快速启动、制动和反转等优点这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限