智能壁障小车,设计研究报告书.docVIP

设 计 说 明 书 《科学实践》课程设计 设 计 题 目 智能避障小车设计 所 在 系 信息与机电工程系 姓 名 学 号 指 导 老 师 专 业 年 级 电气工程及其自动化2009级 2012年5月19 日 智能避障小车 摘　要：利用三个（左、中、右）红外对管检测障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动避障的功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。 关键词：小车；STC89C52单片机；红外对管；L293D等。 一 引言 1.1智能壁障小车的意义和作用 随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科学技术的发展，机器人的传感器种类也越来越多，其中红外传感器已经成为自动行走和驾驶的重要部件。红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。 现在智能小车（机器人）得到很多人的关注和追捧，市场上五花八门的小车控制板和机器人控制板，价格昂贵，硬件自己动手的机率小，都是成品模块，学习电子应该先硬件后软件，这样你很快就能学会电子，我们的智能小车控制板可以搭载很多单片机和各种模块，接下来我会详细给大家介绍我们的智能小车控制板使用极其其他参数。利用红外对管检测障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。 单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。 1.2、 参数指标 A. 充电输入电压 10-12V。 B. 充电电压 最大8.4V 。 C. 5V 输出最大电流 2A 。 D. 电机驱动电流最大 1.2A （2 个电机。 1.3 、主要功能 A.控制2 个直流电机。 B.可使用红、绿、蓝三种核心来控制此板。 C.可给2节4.2V 锂电池串起来充电。 D.可输出5V 2A 的电压和电流。 E.可接其他5V TTL 模块和串口通讯模块。 1.4智能小车的现状 现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能。我此次的设计主要实现避障这个功能。由于时间和水平有限，我们暂选最基本的避障功能作为此次设计的目标。 二 方案设计与论证 根据要求，确定如下方案：在黄色塑料板上打孔，做出一个车底的形状，将电路板用螺丝固定在塑料板上，以及车轮还有两个电机装在左右车轮的附近，根据电路原理图，将电路接线。将AT889C52单片机装在小车的中间部位，这样看上去甚是美观，大方！由于考虑到小车用的电较多，所以此次我们采取了2节4.2V 锂电池串起来充电，这样就解决了小车在跑的时候没电的困扰。 根据黄色塑料板上做的小车的底板的基础上，加装光电检测器，实现对小车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对小车的智能控制。这种方案能实现对小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。 2.1 主控系统 根据设计要求，我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。据此，拟定了以下两种方案并进行了综合的比较论证，具体如下： 方案一： 选用一片CPLD（如STC89C52）作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点，可利用VHDL语言进行编写开发。但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。同时，CPLD的处理速度非常快，而小车的行进速度不可能太高，那么对系统处理信息的要求也就不会太高，在这一点上，MCU就已经可以胜任了。若采用该方案，必将在控制上遇