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单片机PIC24智能小车设计书 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]。 方案二、采用PIC24HJ256GP610单片机为核心的控制电路，利用模块化设计方案，具有丰富的外设功能，是更性能的16位RISC单片机。PIC24采用改进型的哈佛结构，工作时钟在32MHz频率下，指令速度高达16MIPS。16 位和32位单片机16 位dsPIC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[]。,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运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动 为了电路设计简单，采用电机专用驱动芯片L298N，瞬时电流最高可达2A，可靠完全满足设计要求[]。 综合三种方案的优缺点，选择H型脉冲宽度调制（PWM）全桥式驱动电路。 系统的硬件电路设计 单片机（SCM）是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer））ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定时/记数器﹑中断系统等能量不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统配置，既要按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器﹑打印机﹑A/D﹑D/A转换器等，又要设计合适的接口电路。 本系统采用PIC24HJ256GP610单片机作为中央处理器。其主要任务是在小车行走过程中不断读取传感器采集到的数据，将得到的数据进行处理后，来控制小车行走。 检测轨迹电路设计 轨迹探测电路根据反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。如图3.4所示。红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体，红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通，发出一个电平跳变信号。 当小车在白色地面行驶时，装在车下的红外发射管发射红外线信号， 经白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信号，那么图3.1中光敏三极管将导通，输出低电平，当小车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光敏三极管截止，输出高电平，从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口，当I/O口检测到的信号为高电平时，表明红外光被地上的黑色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引导线上；同理，当I/O口检测到的信号为低电平时，表明小车行驶在白色地面上。即当小车底部的某边红外线收发对管遇到黑带时输入电平为高电平，反之为低电平。 图 31轨迹探测电路图 为了保证小车沿黑线行驶，采用了两个检测器并行排列，左右方向都可以进行控制，控制精度得以提高。在小车行走过程中，结合查询方式，通过程序控制小车行走轨迹。如果左方向偏离黑线，则右侧的探头就会检测到黑线，把信号传送到单片机，进行处理校正。控制其向右转；如果右方向偏离黑线，则左侧的探头就会检测到黑线，把信号传送到单片机，进行处理校正。控制其向左转。从而保证小车沿黑线行驶。 检测障碍物电路设计 采用超声波传感器探测障碍物。超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，其频率超过20KHz，分横向振荡和纵向振荡两种，超声波可以在气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。它有折射和反射现象，且在传播过程中有衰