智能壁障小车

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1、物理机电学院课程设计报告课程名称：电子系统设计系部：物理与机电工程学院专业班级：08级电子信息工程学生姓名：钟建祥指导教师：赖义汉完成时间：2011-6-5报告成绩：评阅意见：评阅教师日期29智能超声波壁障小车设计【摘要】本文介绍一个基于STC89C52单片机控制的智能超声波壁障小车设计。本次设计采用STC89C52单片机作为小车的检测和控制核心;采用LCD1602显示行驶路程、剩余路程、行驶时间、模式设置、壁障参数等信息；采用3144霍尔传感器测量行驶路程；采用TDL-9915无线遥控发送、接受模块遥控小车；采用M325SP-7NP型5轴步进电机

2、带动超声波探头转动；采用L298N电机专用驱动芯片驱动小车电机行驶。实现了集自动壁障、测距、定时定路程控制功能为一体的智能小车设计。关键词：超声波;单片机;壁障；测距；遥控29目录1设计要求………………………………………………………………………………………32总体设计方案…………………………………………………………………………………32.1系统控制模块设计方案论证……………………………………………………………32.2超声波壁障设计方案论证………………………………………………………………32.3显示模块设计方案论证………………………………………………

3、…………………43元器件介绍……………………………………………………………………………………43.1L298N电机专用驱动芯片………………………………………………………………43.2CX20106A超声波接收芯片………………………………………………………………53.33144霍尔传感器…………………………………………………………………………73.4ULN2003达林顿驱动器…………………………………………………………………74系统硬件电路…………………………………………………………………………………94.1超声波发送接收电路………………………………

4、……………………………………94.2步进电机驱动电路………………………………………………………………………94.3串口下载电路……………………………………………………………………………104.4整体系统硬件电路………………………………………………………………………104.5系统PCB图………………………………………………………………………………115系统软件设计…………………………………………………………………………………115.1设计思路…………………………………………………………………………………115.2步进电机带动探头测距壁障流程图…………

5、…………………………………………125.3主程序流程图……………………………………………………………………………135.4系统总程序……………………………………………………………………………146总结与体会…………………………………………………………………………………147设计实物图……………………………………………………………………………14参考文献…………………………………………………………………………………………15附录………………………………………………………………………………………………1529一、设计要求1、自动壁障,且壁障距离可调；2

6、、测距精度为1cm；3、可遥控小车行驶；4、可测小车行驶路程5、可以定时、定路程控制小车停止或启动二、设计方案2.1系统控制模块设计方案论证方案一：采用STC12C5410单片机控制系统。STC12C5410单片机带有PWM脉宽调制输出端口，可直接用来控制电机转速，且其运行速度是8051单片机的8~12倍；但其I/O口少，即使是32管脚的芯片也只有27个，不够用时需要扩展I/O口，比较麻烦。方案二：采用STC89C52单片机控制系统。主要是通用I/O口多，一般不需要扩展，而且控制指令简单。由于对8051系列单片机应用比较熟悉，且系统需要用到的I/O

7、口较多，而控制电机转速的PWM信号用1个定时器即可模拟。所以此次设计选择采用STC89C52单片机来控制。2.2超声波壁障设计方案论证方案一：采用多方向超声波测距分析来实现壁障。分别在小车的左、中、右三方向放置超声波探头，通过对三个方向超声波的测距数据分析对比确定障碍物位置，再通过调节小车左右电机转速差控制小车行驶方向实现壁障。方案二：通过步进电机带动一对超声波探头旋转进行各方向测距，将各方向测得数据通过单片机对比分析可得到障碍物方向，然后也是通过调节小车左右电机转速差控制小车行驶方向实现壁障。方案一需要3对的超声波探头，为了防止信号相互干扰各个超

8、声波发送信号要相互间隔，显得繁杂，而且当障碍物与左右侧的超声波探头大于一定角度时将不能接收到超声波信号，方案二通过180度