单片机原理与应项目—多功能小车.pptVIP

单片机与嵌入系统 2008 /02 电气与自动化 功能规格 实现自动躲避障碍物，不至于撞墙 实现整个行程路程和耗时显示 实现整个行程路程和耗时播报 多功能小车 系统演示（视频） 控制要求： 方案简述 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。采用Atmel公司的ATmaga32L单片机作为主控制器。ATmaga32L是一个低功耗，高性能的8位单片机，片内含32k空间的可反复擦些100,000次的Flash只读存储器，具有2Kbytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个8位可编程定时计数器，1个16位可编程定时计数器，四通道PWM，内置8路10 位ADC。且maga系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。 方案实施 方案实施 单元电路设计 单元电路设计 3、寻迹光电对管的安装 单元电路设计 4、电机驱动电路的设计 单元电路设计 4、显示电路的设计 路程计数的设计 软件实现 传感器信息处理子程序流程图 * 多功能小车 （1）电动车从起跑线出发，沿引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 （2）电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。 （3）电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。 根据任务的要求，可采用如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，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车的智能控制。 1 电源模块 采用12V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。采用2576将电压稳至5V。2576的输出电流最大可至3A，蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。 2 寻迹传感器模块 用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，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，硅平面光电三极管。 方案实施 3 电机模块 采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮组，可以产生较大扭力。 4 电机驱动模块 采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 系统结构框图 1、微控制器模块的设计 采用Atmel公司的ATmaga32L单片机，不用烧写器而只用串口或者并口就可以往单片机中下载程序。 在图3中，可调电阻R3可以调节比较器的门限电压，经示波器观察，输出波形相当规则，可以直接够单片机查询使用。 2、光电对管电路的设计 仅用7对光电传感器就能完成设计要求，中间四对传感器用来校正小车的寻迹路线，保证小车运行的直线性。两侧的传感器用来检测小车过线，可以实现小车的转弯和小车走过的方格的计数。当车体中间通过白线时，小车在相应的坐标方向上加一计数。车轮处的传感器记录小车的运行速度和里程数。传感器的安装位置如图 采用电机驱动芯片L298N作为电机驱动，驱动电路的设计如图 L298N的5、7、10、12四个引脚接到单片机上，通过对单片机的编程就可以实现两个直流电机的PWM调速以及正反转等功能。 用两片4位八段数码管gem4561ae作显示器,并具有双重功能,在小车不行驶时其中一片显示年﹑月,另一片显示时﹑分； 当小车行驶时,分别显示时间和行驶距离。 通过检测车轮转过的转数乘上车轮的周长来计算路程，霍尔元件就是 一种很好的可用于车轮转数计数的元件。 在普通转盘计数的仪表中加装霍尔元件和磁铁，即可构成基于磁电转 换技术的传感器。 在进行软件设计时，通常把整个过程分成若干个部分，每一部分叫做一个模块。所谓“模块”，实质上就是所完成一定功能，相对独立的程序段，这种程序设计方法叫模块程序设计法。 模块程序设计法的主要优点是： 单个模块比起一个完整的程序易编写及调试； 模块可以共存，一个模块可