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智能小车硬件系统设计
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智能电动小车设计
1 引言
智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,它可以按照预先设定的模式在
一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等用途。智能电
动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、绕障、停
止的精确控制以及检测数据的存储、显示,无需人工干预。因此,智能电动小车
具有再编程的特性,是机器人的一种。
根据本设计的要求,确定如下方案:以AT89C51 单片机为核心的控制电路,
采用模块化的设计方案,运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成
不同的检测电路,实现小车在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物
等问题。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
数据实现对电动小车的智能控制。
这种方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精
度高,可满足系统的各项要求。
本设计采用了比较先进的AT89C51 为控制核心,功耗很低。该设计具有实际
意义,可以应用于考古、机器人、娱乐等许多方面。尤其是在足球机器人研究方
面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本
设计与实际相结合,现实意义很强。
1.1 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,智能化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。智能电动小车系统以迅猛发展
的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、
[2]
机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成 。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”
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等各种类型的机器人制作比赛,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养
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。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能
电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系
统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。
随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子
竞赛和省内电子竞赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重
视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计是结合科研项目而确定的设计类
课题。设计的智能电动小车能够实现在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、实
时显示铁片数目,躲避障碍物,实时显示铁片数目最后在光源的引导下到达目的
地,停车。
1.2 智能电动小车的设计依据
在国内外,智能化系统主要采用单片机作为控制核心。因此,单片机的发展
将有助于智能化技术的开发。在本设计中,采用比较先进的AT89C51 单片机为控
制核心,它的功耗很低。
单片机技术发展至今,掌握最先进技术的仍然是国外的几大公司。如 Intel
公司发展的MCS-51 系列的新一代产品,如8 xC152、80C51FA/FB、80C51GA/GB、
8 xC451、8 xC452,还包括了Philips、Siemens、ADM、Fujutsu、OKI、Harria-Metra、
ATMEL 等公司以80C51 为核心推出的大量各具特色﹑与80C51 兼容的单片机。新
一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现
Microcomputer 完善的控制功能为己任,可连接一些外部接口功能单元如A/D、
PWM、PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O 口、计数器的捕获/
比较逻辑等。这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片
间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips 公司还
为这一代单片机80C51
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