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智能测速小车结题报告
智能小车结题报告
摘要:本课题组设计并制作了一辆智能小车,实现了智能小车的基本功能,能够沿着黑线循迹行走,成本低廉,性价比比较高。
本作品以AT89C52单片机为检测和控制核心,利用光电对管实现循迹,通过单片机输入L298N构成的驱动电机电路实现行走,从而实现循迹功能,辅以测速电路,并用8段数码管将速度显示出来。
关键字:单片机控制 光电管循迹
一、方案论证与比较
1. 总体方案论证与比较
方案一:采用51板。该板虽然现成模块不多,但本电路设计并不复杂,使用的只是单片机最基本的功能,可靠性高,且我们对于51单片机语言较熟悉。
方案二:采用凌阳61A板。该单片机有丰富的软硬件支持能力,且集成度高,扩展方便,但对于其语言掌握得并不熟练。
比较以上两种方案的优缺点,采用方案一来实现智能小车的制作。
方案一的系统原理方框图:
2. 各模块的电路设计
(1)驱动模块
方案一:采用专用芯片L298N作为电机驱动电路的驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片,相应频率较高,具有两个使能端,一片L298N能同时驱动两个直流电机。用该芯片作为电机驱动,操作方便,稳定性好,性能优良。
方案二:采用继电器对电机的开、关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行控制,这个电路较简单,但寿命较短,可靠性不高。
综合分析,我们选择了方案一。驱动原理图如下:
(2)电机选择方案:
方案一:采用步进电机,它的一个显著特点就是具有快速启动和停止能力,能够达到我们所要求的标准。如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值,就能够立即对步进电机启动或反转,其转换灵敏度比较高,正转反转控制灵活,但其价格比较昂贵。
方案二:采用直流电机。它具有优良的调速特性,调整平滑、方便。调整范围广;过载能力强,可实现频繁的无极快速启动、转动和反转。能够满足各种运行要求。
由于直流电机价格便宜,更易于购买,并且电路相对简单,因此选用方案二。
(3)小车电源的选择方案:
方案一:采用电池。电池的使用方便,但因为负载会使电池的供给电流减小,功率降低,进而导致小车行驶缓慢,甚至无法转弯。
方案二:采用蓄电池。蓄电池太重,小车无法承载。
方案三:采用稳压源。输出电压恒定,不会存在输出功率下降的问题,但是须用较长导线引出使用。
综合分析,为使小车能正常实现其功能,我们选择了方案三。
3. 寻迹电路
方案一:用光敏电阻组成的光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境的变化而变化。当光线照射白线上面,光线发射强烈;光线照射到黑线上面,光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时,阻值会有明显的变化。通过阻值的变化量使比较器输出高低电平。
方案二:用RPR220型光电管。RPR是一种一体化反射型光电管探测器,其发射器是一个砷化镓红外发光二极管,而接收器是一个高灵敏度的硅平面光电三极管。当发光二极管发出的光反射回来时,三极管导通输出低电平。此光电对管电路简单,工作性能稳定。
综上所述:我们选择了方案二。
光电对管的原理图如下:
二. 软件设计
1. 小车方向调整算法
光电管传感器的检测情况(白:0,黑:1,从左到右的情况) 调整方向 0000 继续前进 0001 向右偏转 0010 向右偏转 0100 向左偏转 1000 向左偏转
软件流程图
开始
程序初始化
检测初始位
在跑道上 N 调整速度和方向
Y
继续前进
结束
具体程序如下:
LUCHENG EQU 0031H
SJBW EQU 0032H
SDGW EQU 0033H
SDSW EQU 0034H
SUDU EQU 0035H
TIMER EQU 0036H
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0003H
AJMP IT0_SER
ORG 000BH
AJMP INT0_SER
ORG 0050H
START: MOV DPTR,#TABLE
CLR P3.7
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#4CH
MOV TL0,#00H
SETB ET0
SETB EX0
SETB IT0
SETB EA
SETB TR0
MOV A,#00H
MOV R1,#31H
MOV R0,#7
INIT: MOV @R1,A
INC R1
DJNZ R0,INIT
/*显示速度*/
DISPSD: MOV A,SUDU
MOV B,#10
DIV AB
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