- 1、本文档共10页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
基于52单片机的智能小车的设计与制作
我的学习笔记 2010-04-06 11:22:05 阅读753 评论16 ??字号:大中小?订阅
?
?
摘要:以STC89C52单片机为控制核心,通过光耦、L298、7805、红外对管、金属检测器设计的控制电路,实现直流减速电机驱动后轮,舵机控制前轮转向的智能小车。在特定程序下,此小车能实现自动循迹并检测道路上的金属的功能。在机械设计方面,基于阿克曼原理设计了平面等腰梯形连杆机构,实现小车精确转向。
关键词:52单片机、红外对管、金属探测器、平面连杆机构、阿克曼原理
?
引言:
随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,消费产品呈现光、机、电一体化、智能化、小型化的趋势。各种智能化小车在市场玩具中占一个很大的比例。传统玩具的市场比重正在逐步缩水,高科技含量的电子玩具蒸蒸日上,日益成为电子玩具行业的发展主流。智能控制与传统控制有机的结合起来,取长补短,提高整体优势,更好地满足人们的需求。智能技术必将迎来它的发展新时代,因此,我们设计了这款智能小车。
1、机械部分总方案
在小车的机械要求保证预定的功能的前提下,我们还考虑到小车的经济、可靠、外形美观,性能好、富有时代特点。
转向机构与驱动系统的设计是至关重要的。为了保证小车转向时精确、灵敏、可靠性高且在转向时小车前轮纯滚动而无滑动,利用阿克曼原理及解析算法,设计出等腰梯形的双摇杆机构,小车的完美转向变为现实。
1.1、机械控制原理
在以单片机为核心的控制下,直流减速双电机驱动小车后轮,舵机通过等腰梯形双摇杆机构控制小车转向。
如图一所示:
图一:机械控制原理图
1.2、阿克曼原理:
?????? 如图二所示:
?????????????????
图二:阿克曼原理示意图
转弯时因轮距与轴距的关系,两前轮转角不同,内侧轮转向角比外侧转向角大,要使车辆转向顺利,车轮在地面纯滚动而不产生滑移,必须使所有车轮都绕同一瞬时转动中心滚动,两前轮转轴延长线与后轮轮轴延长线交与一点,这是阿克曼原理。此时,转向的内外轮转角关系为 :
ctgβ-ctgα=M/L
由解析法计算等腰梯形双摇杆机构连杆、连架杆长度:
已知连架杆AB的三个位置与连架杆CD的三个位置相对应,即三组对应位置为 ,用解析法设计该四杆机构。
建立直角坐标系,如图所示,和分别为AB和CD的初始角,各杆长度分别用矢量和表示。将各矢量分别在轴和轴投影,得到投影方程
在上述方程中消去并整理,可得与之间的函数关系
在上式中令:
通过化简可得到:
将两连架杆对应的参数分别代入到方程得到,再根据其他条件选定机架长度,据此,可求出其余杆的长度
有了小车的驱动结构和转向结构,将小车其他零件装配好,可得到小车的装配图,如图三:
图三:小车整体装配图
2、电路部分总体方案
?????? 智能小车采用52单片机作为控制器,通过控制电路控制舵机转向和直流减速电机的转速、转动方向,使小车能够走直线和转弯。运用集成的红外对管GP2A25来巡线,安装在车子前方,并排安装三个,采集路面信号反馈给单片机,再由单片机控制电机的转动和方向的调整,从而达到巡线的效果。整个小车还采用金属传感器来识别小车巡线上的金属。
??? 整个小车的结构图如图四所示:
图四:电路部分总方案图
?????? 下面分别讨论以上五个模块。
2.1、单片机最小系统
?????? 单片机要能够工作,必须加上晶振和复位电路,如果用到P0口的话还得给其加上上拉电阻,保证通电后P0为高电平。另外还得有给单片机烧写程序的下载器,这个老师已给。单片机是此电路的核心部分。设计采用的52单片机,其工作电压为5V(20引脚接5V,40引脚接地)。单片机根据程序输出逻辑电压从而完成控制作用。本设计使用单片机的P0.5到P0.7引脚来作为红外巡线的反馈控制引脚。P0.4为金属传感器的控制端口,只可惜时间上不允许我们把金属探测的功能做出来。P2.0到P2.3,为直流减速电机的控制线接口,能控制左右电机的正转、反转和停转;P2.4和P2.5为电机的使能端接口,分别控制左右电机的转速。P2.6为舵机的控制线接口,通过控制占空比来控制舵机的转向及转角大小。电路图如图五:
图五:单片机最小系统
2.2、电源模块
??? 首先单片机用到的是5V的数字电,而电机驱动要用到L298的芯片,这种芯片用到12V的模拟电压,驱动舵机用到的又是5V的模拟电压。这就用到了三种电压。我手上有一块12V的电池,能够供给L298作为电机驱动的电源。然后我选择L7805来得到5V的模拟电压。最后供给单片机的也是此电压,然后把数字地和模拟地共地,从而得到了整个智能小车的总体供电系统。但是由于数字电和模拟电共在一起,干扰很大,系统的效果并不是很好。电路图如图六:
图六:电源模块电路图
2.3、直流电机驱
您可能关注的文档
- “单片机”说课稿(20分钟).ppt
- 《单片机应用技术》第1章.ppt
- 《单片机应用系统设计技术》第7章.ppt
- 《单片机原理与应用及上机指导》第11章单片机电子密码锁设计.ppt
- 《单片机原理与应用系统设计》第04章.ppt
- 3d max毕业论文设计 室内设计.ppt
- 6-单片机定时器的使用.ppt
- 08-3神经信息编码.ppt
- 51单片机编程课件.ppt
- 51单片机电子钟.ppt
- 计及电动汽车移动储能动态电价的微电网优化调度研究及解决方案.pdf
- 浅谈电动汽车充电桩绝缘智能化自检装置的设计与应用 .pdf
- 浅谈电动汽车公共充电桩布局方案评价方法.pdf
- 浅谈基于弹性响应的电动汽车快充电价定价策略 汽车充电桩有序充电.pdf
- 浅谈光储充一体化社区的有序充电策略及解决方案.pdf
- 晚期肾透明细胞癌系统性治疗中国专家共识(2024版).pptx
- 中国膀胱癌保膀胱治疗多学科诊治协作共识(2022版).pptx
- 成人心血管外科手术体外循环患者血液管理指南.pptx
- 下尿路修复重建移植物应用规范中国专家共识.pptx
- 中国儿童急性非静脉曲张性上消化道出血诊治指南(2024).pptx
文档评论(0)