汽车设计课程设计--自动往返电动小汽车设计.docVIP

自动往返电动小汽车设计 摘 要 SPCE061A单片机是凌阳公司推出的一款十六位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大电子爱好者的好评。本系统以课题的要求为目的，采用SPCE061A单片机为控制核心，利用反射型光电检测器ST188检测道路上的标志，采用PWM调制控制电动小汽车的正反向行驶，快慢速行驶，以及停车的位置，并可自动记录往返时间，在LED数码管显示完时间后将会自动播报整个行程所消耗的时间。整个系统的电路结构简单，可靠性高。本报告着重介绍了该系统的硬件设计与软件设计方法。 关键词：SPCE061A单片机，自动控制， PWM调速，传感器 目　录 前　言 1 第1章 绪论 2 1.1 设计背景 2 1.2 设计概述 2 1.3 设计任务和主要内容 3 第2章 系统方案论证与分析 4 2.1 主控单片机选择 4 2.2 系统原理框图 5 2.3电机选择 6 2.4电机驱动调速模块 6 2.5电源管理 6 2.6黑线检测和定时模块 9 2.6.1黑线检测模块 9 2.6.2定时模块 9 2.7 显示模块 10 2.8语音播报电路 11 第3章系统软件设计 12 3.1程序主结构图 12 3.2中断服务流程图 15 3.3显示程序流程图 17 3.4语音播报程序流程图 17 结　论 34 参考文献 35 致　谢 37 前　言 伴随着现代汽车行业的飞速发展，作为汽车的电子控制系统也势必得到更大的发展机会，以满足人们对汽车的安全性、智能化的要求，本文对智能往返小车自动控制系统的研究是对一些问题的初步思考。 智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统。它集中地运用了计算机、传感器、信息、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术—是典型的高新技术综合体。本次课程设计的自动往返电动小汽车就是这种综合体的一种尝试。小车以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号。运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、前进、后退等功能，可实时显示和播报行驶时间的智能控制系统。 本次课程设计要求设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。小车从起跑线出发，到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线往返一次的时间应力求最短到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小。限速区往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，不允许在限速区内停车。PWM技术动态控制电动机的转速。路面黑线检测使用ST188光电传感器进行信号的采集，传感器的信号送入单片机处理，由控制单元处理信号并控制小车的运行模式及LED数据显示和语音播报。 绪论 1.1 设计背景 随着汽车工业的迅速发展，关于的研究也就越来越受人关注。本设计就是在这样的背景下提出的，设计的智能电动小车应该能够实时显示时间具有、、准确定位功能。 ⑶ D E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得小于8秒，但不允许在限速区内停车。 第2章 系统方案论证与分析 2.1 主控单片机选择 方案一 采用凌阳SPCE061A十六位单片机，对小车的整个行驶过程进行实时监控，完成所有功能需要19个I/O口，由于凌阳SPCE061A单片机提供32个I/O口，一片即可实现所有功能，这为设计过程提供了极大方便。其主要设计思想是：小车上安装一个光电检测器，利用单片机的IOB2，IOB3外部中断判别光电检测器的结果来确定小车位置，利用单片机的IOB0-IOB3控制H桥选择小车的正、反向和加、减速行驶；凌阳SPCE061A十六位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断，给设计者以大量的选择空间，并给设计者提供精确的时基计数，我将利用时基中断向量IRQ4的1024hz中断源实现定时和计时，为整个行程提供精确的时间显示。这种方案可以使程序简单，易于控制。 方案二 采用AT89C5单片机进行控制。其使用普遍，也是最基础的单片机。它使用简单，易于上手，但是其功耗较大，扩展性不佳，内部flash空间有限。 1所示： 图2-1 2.3电机模块 方案一 采用步进电机 采用步进电机作为该系统的驱动电机，由于其转动的角度可以精确定位，可以实现小车前进距离和位置的精确定位。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然采用步进电机有诸多优点，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功