基于PIC单片机的智能小车设计报告.pdfVIP

摘要

本作品采用PIC16F886单片机作为电动车的检测和控制系统。通过光电

传感器ST178来检测路面黑色循迹线，使电动车按预定的轨道行驶，由

E18-D80NK传感器检测障碍物，从而控制电动车无碰壁地通过II区和III

区的通道。电动车的行驶状态，电动车的行驶时间，电动车的行驶路程由液

晶LCD12684显示。

一、设计任务概述

1.1设计任务概述

设计制作一台智能电动小车，该电动小车能按照行径路线（见图示）自

动运行，通过I区的黑色轨迹和II、III区的障碍物通道，并完成规定的动

作。

1.2基本任务

（1）从起跑线A出发，沿轨迹至B，最后经C到达停止线D，总时间要求在

90秒内完成，并能实时显示时间。

（2）赛场分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区。到Ⅱ区入口处B点，应停留5秒，并能发出

断续声光报警。

（3）到停止线D，小车车身中心点（选手可以事先在小车上标注）应对准停

止线，误差控制在±2cm，并能发出断续声光报警。

1.3发挥部分

（1）能实时记录并显示行驶路程。

（2）尽量缩短行驶总时间。

（3）行驶过程中不碰壁。

（4）其它。

注:智能电动小车场地图片的相关说明

智能电动小车场地图

二、系统方案与论证：

根据题目中的设计要求，本系统主要由控制器模块、电源模块、避障模块、循迹

传感器模块、直流电机及其驱动模块、液晶显示模块构成。本系统的方框图如下

图所示：

控

避障模块显示模块

制

模

循迹模块块电机驱动模块

电源模块

系统总框图

为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。

2.1车体方案论证与选择

方案一：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电

机及其驱动电路。玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空

载转速快，负载性能差，不易调速。而且这种电动车一般都价格不菲。

因此我们放弃了此方案。

方案二：使用现成的小车，并根据要求对其进行改装，采用直流减速电机，

力矩大，空载转速快，负载性能好，易调速，这样即节省了比赛的时

间，也能完成比赛的要求。小车图示如下：

小车实物

综上所述，我们采取了方案二。

2.2控制模块论证与选择

方案一：采用PIC16F886单片机作为系统的控制核心。

PIC16F886单片机是28引脚的8位CMOSFLASH单片机，它有以下优点：

①宽工作电压范围2.0V-5.5V；

②24个带有方向可单独控制的I/O引脚：高灌/拉电流可直接驱动LED、电

平变化中断引脚、可单独编程的弱上拉引脚、超低功耗唤醒；

③低功耗特性：

待机电流：2.0V时典型值为50nA；

工作电流：32kHz、2.0V时典型值为11μA

4MHz、2.0V时典型值为220μA

④捕捉、比较和PWM模块：16位捕捉，最大分辨率为12.5ns；16位比较，

最大分辨率为200ns；10位PWM，最大频率为20kHz

方案二：采用传统的51单片机作为系统的控制核心。

51单片机具有价格低廉、使用简便等特点，但其运行速度慢，功能单一。

基于上述的比较分析，虽然用51单片机也能实现题目要求的基本功能，但