《论文 单片机论文关于循环电动小车单片机 控制系统研究(定稿)》.doc

《论文_单片机论文关于循环电动小车单片机 控制系统研究(定稿)》.doc湖南农业大学课程论文学院:姓名:工学院 班级:08机制1班伍伟 学号:200840614224课程论文题目:循环电动小车单片机控制系统课程名称:评阅成绩:成绩评定教师签名:日期: 2第二章硬件设计 第三章软件设计 61010第四章电路的安装与调试第五章结束语参考文献 10循迹电动小车单片机控制系统学生:伍伟(工学院08机制1班200840614224)摘要:本文介绍了一种基于单片机控制的简易自动循迹小车设计,包括小车系统构成软硬件设计方法。该小车以AT89S52作为系统控制核心,采用光电传感器来检测信号,用两个步进电机分别驱动后轮,电机驱动采用功率放大管,通过单片机给定的控制信号进行换和,灵活方便地对步进电机的速度和转向进行控制,进而达到控制电动车在黑色轨迹上的运动。关键词:电动车;双步进电机;单片机;光电传感器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,对于汽车的智能化也越来越得的关注。本设计就是在这样的背景下提出的。本题冃是结合科研项II而确定的设计类课题。。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。所以对于循迹电动小车的研究,现实意义很强。一、,小车从安全区域启动,按指定路线运行,自动区分直线轨道和弯路轨道,在指定弯路处拐弯,实现灵活前进、转弯、倒退等功能。,电动车完成以下运动:公交车从起始站点A出发,沿着黑色引导线,公交车从起始站点A出发,沿着黑色引导线,到达终点B;小车按指定路线运行,自动区分直线轨道和弯路轨道,在指定弯路处拐弯,实现灵活前进、转弯、倒退等功能,在轨道上划出设定的地图; 自动寻迹小车系统方庭图••示车运行状况。总体设计号检测模块、电机及其驱系统工作时,单片机接收传感器的输岀信号后输岀控制信号,采用黑白线引导、反射式光电传感器检测,使小车在轨道上自动行驶。(1) 控制器模块的设计方案论证与选择方案一:采用FPGA作为系统主控器。FPGA可实现各种复杂逻辑功能,规模大,集成度高,体积小,稳定性好,10资源丰富、易于进行功能扩展,处理速度快,但适用于大规模实时性耍求较高的系统,价格高,编程实现难度大。本系统只需完成信号检测和电机驱动的控制,逻辑功能简单,对控制器的数据处理能力耍求不高,故不选择此方案。方案二:采用嵌入式系统作为主控器。嵌入式系统工作频率较高,速度较快,控制功能很强,也有较强的数据处理能力。但同样价格高,编程实现难度大。方案三:采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器。AT89S52是一个低功耗、高性能8位单片机,片内含8KBFlash片内程序存储器,256BytesRAM,32个外部双向输入/输出(I/O)U,5个中断优先级,2层中断嵌套中断等。价格便宜,使用方便,编程实现难度低,适合用来实现本系统的控制功能。综上分析,本设计选择方案三。(2) 电机控制模块的设计方案论证与选择为实现电动车对行走路径的准确定位和精确测量,可考虑以下两种方案:方案一:采用直流电机。直流电机转动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,使用方便。主耍适合丁高速电机系统,本系统要求控制精度较高,不易达到。方案二:采用步进电机。步进电机是数字控制电机,控制也简单,具有瞬间启动和急速停止的优越性,比较适合本系统耍求控制精度高的特点。综上分析,本系统选择方案二。电机驱动模块的设计方案论证和选择方案一:采用集成芯片L298N驱动步进电机。L298N是一个具有高电圧大电流的全桥驱动芯片,响应频率较高,稳定性较好。但本系统两个电机时序不同,会出现需要不同延时程序的情况,系统处理负荷大,影响电机工作,同时价格相对较高。方案二:用功率管(如TIP132,8A70W)构成驱动电路来驱动电机。结构简单,价格低廉,经测试完全可以驱动电机,完成控制功能。综上分析,选择方案二。信号检测模块的设计方案论证和选择方案一:用光墩电阻组成光敬探测器。光墩电阻原理简单,使用方便,价格低廉,但受光照强度影响很大,可靠性差。方案二:采用角度传感器。使用角度传感器来测量车体水平方向和竖直方向的角度,感测到的倾角信号经编码后传送给单片机,由单片机控制电动车的运行。角度传感器灵敏度合适,响应速度好,但是使用复杂,价格昂贵,且不易购买。方案三:用光电传感器。光电传感器原理简单,实现方便,价格低廉,可集发射器和接收器于一体。使用这类光电传感器电路简单,工作性能稳定,