2015年年全国大学生电子设计竞赛智能小车【荐】.pdfVIP

2011年全国大学生电子设计竞赛 智能小车（C题） 【本科组】 2011年9月3日 摘要 本设计以STC89C52 单片机为控制核心，小车具有循迹检测、超声波避障、 电机驱动、无线通信等主要功能。首先，两个电机分别单独控制左右两个车轮， 通过调节两个电机的转速及转动时间，达到小车正常行驶及转向的目的。车头的 四个红外光电传感器通过对路况的检测反馈给单片机，控制小车行走路线，防止 超出边界线。与此同时通过超声波模块，检测前方是否有小车，并且将信息反馈 给单片机，控制小车减速，防止出现撞车。在第二圈超车过程中，两车相继进入 超车区后，甲车减速后直线前进，乙车正常行驶并进入超车区，达到超车目的。 关键字：控制；检测；反馈；STC89C52 单片机；超车； i 目录 1 方案论证与比较 1 2 各模块方案选择 1 2.1 电源模块1 2.2 系统控制模块 2 2.3 循迹模块2 2.4 避障模块2 2.5 无线通信模块 3 2.6 电机驱动模块 3 3 系统硬件设计3 3.1 电源设计4 3.2 驱动模块设计 4 3.3 循迹设计5 3.4 超声波避障设计 6 4 系统软件设计6 5 系统调试7 6 结论8 7 参考文献9 ii 1 方案论证与比较 方案一：每辆小车分别用一片STC89C52 单片机作为控制核心，控制小车全 程行驶，包括循迹，躲避障碍物，无线通信，小车调速等功能。 方案二：每辆小车分别用一片 STC12C5410AD 单片机作为主控芯片， STC12C5410AD 单片机自带ＰＷＭ和ＡＤ功能。可使程序编写更简洁，运行速度 更快，但IO 口相对较少，不能满足实际需求。 经分析以上两种方案，采用方案一。 2 各模块方案选择 2.1 电源模块 方案一：将四节1.5V 普通电池串联为整个系统供电，这种方法获取电源方 便，且电源输出电流能力较大。但电池放电受到自身影响大，若长时间使用，电 池输出的电流会逐渐减小，不能较长时间为小车提供稳定的电流，导致电机速度 较慢，不符合实际要求。 方案二：使用四节1.5V 南孚电池为整个系统供电，电压可达到 6.5V，其中 通过稳压芯片7805 获取5V 直流电源为单片机供电，6.5V 电源为电机供电以获 得较高速度，该电源输出电流能力较大，而且能较长时间为小车提供稳定的电流， 使系统运行稳定，符合实际要求。 鉴于以上分析，选择方案二。 - - 1 2.2系统控制模块 选择STC89C52 单片机进行系统的控制。该单片机具有IAP 功能，运行稳定， 必威体育官网网址性强，支持在线下载，且内部集成了EEPROM，STC98C52 是我们比较熟悉 的一种常用的单片机，指令系统和AT89C52 兼容，价格便宜，较容易购买。 2.3 循迹模块 采用反射式红外传感器作为循迹检测主要器件，利用红外波的返回信号来识 别周围环境的变化。由于黑白物体反射系数的不同，通过调节使光敏三极管就只 能接收到白色物体反射回来的光束。而对于黑色物体由于其反射系数小，所反射 回来的光束很弱，光敏三极管无法接收到反射光。利用反射光可以使光敏三极管 实现导通和关断，从而实现对黑白物体的分辨。将循迹检测系统放在车前左右两 侧，当检测到黑色边界线时，在红外反射管处得到低电平信号，在经过反相器 74LS14 后，能更加灵敏和精准输出高电平信号，单片机得到高电平信号后控制