.自动识别路径的智能小车设计报告的论文.doc

　　 论文 关键字：智能小车　电机　驱动　l298　自动循迹　传感器　算法 　　论文摘要：本系统采用存储空间较大的at89s52作为主控制芯片，电动车电机驱动采用l298n芯片；结合gp2a25光电开关，能较有效的控制其在特定位置转弯角度及行驶出错处理；采用ld-5461as数码管来显示系统分阶段运行的时间，能够较准确较清晰地显示两个数码管位的显示，三者的结合使电动车更加智能化，自动化，可视化。该系统无论在结构和技术上都具有较好的 科学 性。 　　一、模块方案比较与论证： 　　1. 车体设计 　　方案1：自己制作电动车。一般的说来，自己制作的车体比较粗糙，对于白色基板上的道路面行驶，车身重量以及平衡都要有精确的测量，而且也要控制好小车行驶的路线和转弯的力矩及角度，这些都比较难良好地实现。 　　方案2：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮。我们可以保留左右两轮转动动轴，并改换转轴力矩大的电机来精确调节转弯角度，采取保留后方向轮，并使用直流电机进行驱动的方案。玩具电动车具有如下优点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需电路的安装十分方便，看起来也比较美观。其次，玩具电动车是依靠电机与相关齿轮一起驱动，能适应题目中小车准确前进、后退、转弯的要求，而且这种电动车一般都价格适中。 　　基于以上分析，我们选择了方案二 　　2．电机模块 　　方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统。经综合比较考虑，我们放弃了此方案。 　　方案 2：直流电机：直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节，可以采用改变电压的方法，也可采用pwm调速方法。pwm调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。 　　基于以上分析，我们选择了方案二，使用直流电机作为电动车的驱动电机。 　　3．电机驱动模块 　　方案 1：采用sm6135w电机遥控驱动模块。sm6135w是专为遥控车设计的大规模集成电路。能实现前进、后退、向右、向左、加速五个功能，但是其采用的是编码输入控制，而不是电平控制，这样在程序中实现比较麻烦，而且该电机模块价格比较高。 　　方案 2：采用电机驱动芯片l298n。l298n为单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，可直接的对电机进行控制，无须隔离电路。通过单片机的i/o输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照上表，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。表1是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。 表1 l298n的引脚和输出引脚的逻辑关系 en a（b） in1（in3） in2（in4） 电机运行情况 h h l 正转 h l h 反转 h 同in2（in4） 同in2（in4） 快速停止 l x x 停止 　　基于以上分析，我们选择了方案二，用l298n来做为电机的驱动芯片。 　　4．寻迹传感器模块 　　方案1：采用发光二极管+光敏电阻，该方案缺点：易受到外界光源的干扰，有时甚至检测不到黑线，主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情况均对检测效果产生直接影响。克服此缺点的方法：采用超高亮度的发光二极管能降低一定的干扰，但这又会增加检测系统的功耗。 　　方案2：脉冲调制的反射式红外发射接收器。由于采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界的干扰；此外红外发射接收管的工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50～100ma）（st-188允许的最大输入电流为50ma），则大大提高了信噪比。此种测试方案反应速度大约在5us。 　　方案3：采用ccd传感器，此种方法虽然能对路面信息进行准确完备的反应，但它存在信息处理满，实时性差等缺点，因此若采用ccd传感器，无疑会加重单片机的处理负担，不利于实现更好的控制策略。 　　根据以上分析我们采用方案2