2012安徽省大学生电子设计竞赛(双智能小车).doc

PAGE  PAGE 13 2012安徽省大学生电子设计竞赛 双智能小车（C题） 参赛队号： 双智能小车(C题) 摘要：关于两辆智能小车，其组成应当基本一致，我组运用循迹小车系统，红绿检测模块，红外测距模块，声音控制模块，以及部分电子组件构成双智能循迹红绿灯检测小车。本设计小车系统稳定，采用AT89S52单片机，并且安装独立的四个红外循迹探头，在完成循迹功能时能够有较高的精确度。本次的设计亮点在红绿灯检测系统，利用红外检测使操作性增强，可靠性提高，并且模块实现简单不易受外界环境影响。测距模块我组运用测距红外对管，其构造简单，精确度较高，对两车在行进时进行距离控制，经试验，完全符合题目要求。本作品不但完成了所以基本要求，而且还完成了附加要求中的第二点，即保持两车之间的距离在20CM以外。总体上思路清晰，可控性强，系统稳定，且自创行较强，不受网上的各类小车类设计所影响。 关键词：AT89S52，红外循迹，红绿灯检测，红外测距。 1.引言：关于双智能小车我组认为其重点在于循迹小车的制作与红绿灯识别的实现，以及红外测距模块的运用。基本可分为下列几大模块：A循迹小车模块B红绿灯检测模块C红外测距模块。对于以上模块在硬件上一一实现后对于程序的中断与优先级进行了修改，最后完成情况良好。设计亮点在于循迹小车额精确度高以及红绿灯检测模块的实现较为灵活方便，打破了以往小车的红绿灯检测模式。 2.方案设计：我组的双智能小车共涉及到以下待解决问题。 （1）循迹小车系统组成： 1.AT89S52单片机 设计中采用了一款十分常用51系列单片机作为处理器，特点是价格低廉、使用方便，且可与其他处理器进行通讯。 AT89S52是一种低功耗、高性能 HYPERLINK /view/22318.htm \t _blank CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash  HYPERLINK /view/87697.htm \t _blank 存储器。使用Atmel 公司高密度非 HYPERLINK /view/132408.htm \t _blank 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许 HYPERLINK /view/421016.htm \t _blank 程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得A T89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 2. 寻黑胶带方法 方案一： 可见光发光二级管组成的发射-接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然调制发光管可以降低一定的干扰，但稳定性不佳。 方案二： 反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰，大大减小了误判和漏判的可能性。 经过比较选择方案二。 3.电机的选择和控制 方案一： 采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻比较小，但电流比较大；分压不仅降低了效率，而且实现很困难。 方案二： 采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对电动机的转速进行控制，此方案的优点是电路比较简单，缺点是继电器的响应时间慢，机械结构易损坏，寿命较短、可靠性不高。 方案三： 采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精准调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截至状态下，效率非常高；H型电路保证了可以简单的实现转速的控制；电子开关的速度很快，稳定性也较之继电器高的多，是一种广泛采用的PWM调速技术。 经过比较选择方案三。 循迹小车分系统总结：在寻迹模式下：车前部下端安装四个红外发送接收对管，将四路输出（路面黑色时输出1，路面为浅色时输出0）信号分别接至单片机I/O口，通过判断信号的情况，决定是前进、转弯（其中转弯是左右两轮的转向方向相反以提供较大的扭力）。小车采用双直流电机，用LM298的达林顿管H型电路进行PWM控制。这样可以将小车的转向精度提高，利用前后两轮的不同转向来解决干电池供电的扭力不足的问题。使小车在总体上有较好的前进速度与精确且强劲的转角扭力，以提高小车的循迹精度。 综合各方面因素我组选用方案三，此方案的优点是使循迹小车的精度较高且可以调节小车行进速度。 （2）红绿灯识别的完成 查阅资料有关于红绿灯自动检测的实现方式主要有两种： 方案一：运用无线收发设备 在红灯亮起时向小车发出停止信号，使小车停止，当绿灯亮起时同理。本方法的优点是智能性强，具有较大的