智能小车的硬件设计及源程序机器人技术2010-07-2922:59:20阅读47评论0字号：大中小摘要：本文设计的智能车实现的功能：按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需，可要人应用。本为的设计，采用AT89S52于科管理的简学勘易智探等能电等的动车用途单片机;采TL-Q5MC用金来作为检测属感小车路上应器的检感应测和到的控制铁片核心，从而把，使单片反馈机按到的照预信号定的送单工作片机模式控制小车在各区域按预定的速度行驶S形，并;采件铁片用霍且单行驶尔元片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着A44E检;采用1602LCD测小实时显车行示小驶速车行度驶的时间，小车停止行驶后，轮流显、行示小、平驶距均速。本车行，较容离设计度以驶时结构及各间简单速度区行驶的时间易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。1.设计任务：设计并制作了一个智能电动车，其行驶路线满足所需的要求。1.1要求：1.1.1基本要求：(1)分区控制：如(图1)所示：(图1)车辆从起跑线出发(出发前，车体不得超出起跑线)。在第一个路程C~D区(3～6米)以低速行驶，通过时间不低于10s;第二个路程D～E区(2米)以高速行驶，通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F区(3～6米)以低速行驶，通过时间不低于10s。(2)小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度，还能记录每段所走的时间，从而判断是否符合课程设计要求。(记录显示装置要求安装在车上)。1.1.2发挥部分：S型控制：如(图2)所示：(图2)车辆沿着S形铁片行驶，自动转弯，自动寻找正确方向和铁片。当离开S型铁片跑道或者感应不到铁片一段时间的时候，小车自动停止，并记录行驶时间，路程，平均速度并通过LCD显示出来。2.方案比较与选择：根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如(图3)所示：(图3)2.1路面检测模块：采用铁片感应器TL-Q5MC来检测路面上的铁片从而给单片机中断脉冲。原理图接线如(图4)所示：(图4)2.2LCD显示模块：采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。为节约电源电量并且不影响LCD的功能，LCD的背光用单片机进行控制，使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮，因为我们不必看其显示;在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。2.3测速模块：2.3.1方案1：采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。2.3.2方案2：采用红外传感器进行测速。但无论是反射式红外传感器还是对射式红外传感器，他们对都对外围环境要求较高，易受外部环境的影响，稳定性不高，且价格较为昂贵。通过对方案1、方案2的比较其优缺点，综合多方面因素决定选用方案1，其原理图接线如(图5)所示：(图5)2.4控速模块：2.4.1方案1：使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大转距运行时，通过电阻R的电流大，发热厉害，损耗大，对于小车的长时间运行不利。2.4.2方案2：采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。2.4.3方案3：采用由双极性管组成的H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高;H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也很高，是一种广泛采用的调速技术。综合3种方案的优缺点，决定选择方案3，其电路原理图如(图6)所示：(图6)2.5模式选择模块：模式选择模块通过一个74LS00与非门和两个不带锁按钮来控制单片机单片机的两个中断口，从而按动按钮来选择小车走动的路型、来选择小车的速度是快速、中速、慢速;走完路程小车停止后还可以通过按钮选择想要在LCD上想看的信息，比如总时间、走过各段路程的时间、平均速度、总路程等。小车走动的模式选择有