智能小车课程的设计说明书.docVIP

目录 前言 ……………………………………………………2 1.1课程设计要求 ………………………………………………2 1.2课题研究的背景和意义 ……………………………………2 方案设计与论证 ………………………………………2 2.1控制器…………………………………………2 2.2电机……………………………………………3 2.3电机驱动……………………………………3 2.4电源模块……………………………………………3 硬件设计 ………………………………………………3 3.1主控系统 …………………………………………………… 4 3.2电机模块 ………………………………………………………5 3.3电机驱动模块 …………………………………………………5 3.4电源模块 ………………………………………………………7 3.5按键模块 ………………………………………………………7 3.6显示模块设计 …………………………………………………8 软件设计 ………………………………………………8 4.1直行设计 ………………………………………………8 4.2小车运行设计 …………………………………………………9 4.3小车调速设计 …………………………………………………9 调试中存在的问题 …………………………………12 参考文献………………………………………………12 一、前言 1.1课程设计要求 1.查阅有智能小车控制方案，设计智能小车软硬件； 2.按键控制加速，减速，刹停，左转和右转； 3.驱动最大电压12V；最大驱动电流2A； 4.实时显示：运行状态; 1.2课题研究的背景和意义 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。全国电子大赛和省内电子大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。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。我们设计的智能电动小车具有加速、减速、刹停、左转和右转运行的功能。 根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。 这种方案能实现对电动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。本设计采用AT89C51单片机。以AT89C51为控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的状态。 二、方案设计与论证 2.1控制器电机采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机价格经济。电机驱动采用电机驱动芯片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，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。电源模块在本系统中，需要用到的电源有单片机的5V，L298N芯片的电源5V和电机的电。所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。用的给前、后轮电机供电，然后使用7805稳压管来把高电压稳成5V分别给单片机和电机驱动芯片供电。 图3.1 3.1控制模块设计 根据设计的小车性能，使用控制系统来控制电机的状态，按键来操作，从而使小车可以进行加速、减速、刹停、左转和右转的运行。设计的控制模块电路图图3.2 图3.2 AT89C51单片机的P0通过控制总线来连接锁存器74LS373以及计数器8253，以此来控制L298N驱动芯片的工作方式，PWM1和PWM2来控制电机的工作状态。AT89C51的P2口通过控制总线与显示器连接。 3.2电机模块设计 因为设计的小车运行比较简单，没有避障等复杂的功能，所以我们选择普通直流减速电机，通过到商店里和到网上等途径进行购买，电机模块采用2块电机同时驱动，这里将同一侧电机短接接到L298N的一个输出端。 3.3电机驱动模块设计 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，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4） 电机运行情况 H H L