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上海交通大学
毕业设计(论文)中期报告
设计(论文)题目: 智能避障小车设计
机电工程系
机电工程系
测控技术与仪器系 别:________________________
测控技术与仪器
XXX专 业:________________________
XXX
王XX姓 名:_________________________
王XX
指 导 教 师:________________________
王XX辅 导 教 师:________________________
王XX
2014年04月01日
一、毕业设计题目说明
本设计题目用单片机作为处理器,开机启动后,通过一个直流电源给各个模块供电,当小车遇到障碍物时,脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机,单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车自动避开障碍物,并回归原路线。智能小车在现实生活中应用很广泛,可应用到高危环境下代替人完成一些任务,智能车以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为航天、医疗、工业控制、物流等各个领域的关键设备。因此,研制一种智能,高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。
设计内容
设计任务
1 主控模块
鉴于该小车在避障过程中要使用到到多个传感器和小车本身车速会很低,又鉴于控制简单、方便、快捷所以使用STC89C52单片机做为主模块。使用单片机达到接收信号,分析信号,发出控制信号的作用。
2 电机及电机驱动模块
鉴于该小车的操作简单方便,所以使用采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。同时采用电子管的开关速度很快,稳定性也极强的PWM调速技术选用L298N作为驱动芯片。通过调节电机的转速从而达到使转弯等操作。
3 避障模块
通过使用四个光电开关发出红外信号检测前方障碍物的存在,并将信号发送至STC89C52单片机,从而躲避障碍物并回到原路线。
4 电源模块
为节省空间和质量采用4节1.5的电池单电源为单片机和电机供电。
预期成果
智能小车采用前轮驱动,前轮左右两边各用一个电机驱动,调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的,后轮是万象轮,起支撑的作用。红外对管通过发出红外线检测=前方是否存在障碍物,若是存在障碍物然后发出信号至单片机,然后通过调剂两个轮子的转速不同达到躲避障碍物的效果。
硬件系统说明
电机驱动红外对管 STC89C52 时钟电路复位电路主板设计框图如图3.1
电机驱动
红外对管
STC89C52
时钟电路
复位电路
图3.1 主板设计框图
3.1元件列表
元件
数量
元件
数量
元件
数量
直流电机
2只
电阻
若干
电容
若干
单片机
1 块
二极管
若干
电位器
若干
红外对管
6只
杜邦线
若干
开关
若干
12M晶振
1只
玩具小车
1个
排针
若干
集成电路芯片
若干
3.2驱动电路
电机驱动一般采用H桥式驱动电路,L298N内部集成了H桥式驱动电路,从而可以采用L298N电路来驱动电机。通过单片机给予L298N电路PWM信号来控制小车的速度,起停。其引脚图如3.2,驱动原理图如图3.3。
图3.2 L298N引脚图
图3.3电机驱动电路
3.4主控电路
该模块主要是通过将传感器采集的信号加以分析,处理再通过给出PWM波控制电机速度,起停来达到躲避障碍物的目的,同时回到原路线。下图是通过protel画出的电路图。
④ 软件部分说明
4.1主程序框图
启动
启动
避障
避障
避障
避障
是否检测到障碍物
是否检测到障碍物
Y
继续前进进 N
继续前进进
左转是否检测到障碍物前进右转前进左转后退4.2避障模块启动
左转
是否检测到障碍物
前进
右转
前进
左转
后退
启动
N
Y
图4.2避障框图
设计任务完成情况
1 收集了一些关于智能小车的资料及其电机和一些传感器的性能有了初步 了解,初步学习了与设计先关的系统软硬件设计软件等设计前期准备工作。
2 确定了各部分模块的作用确定制作小车所需的基本元件并完成了硬件系 统的方框图和原理图。
3 完成了各个模块的电路图的设计。
4 确
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