智能小车设计方案

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1、智能小车设计方案总体设计控制算法软件部分：PWM模块ECT模块AD模块串口模块定时器模块电机、舵机速度检测电光感应器小车道路单片机资源：硬件部分：设计制作思路：本车采用MC9S12DG128单片机为核心，附加外围接口电路，将光电传感器采集的到的道路信息进行综合判别和处理，并通过速度传感器获得当前小车速度，然后发出指令给电机驱动器（包括舵机和驱动电机）控制小车，从而控制小车速度，准确的根据道路特定路线行驶。快速准确的光电感应器信息采集，快速准确的实时速度控制和单片机进行的综合数据处、理，是小车能够智能实现小车的加速、减速、左右转向。通过车模的组装、传

2、感器的选择与安装、系统电路板的设计与安装、控制算法的设计与调试，从而实现小车自动识别行驶道路，并根据线路实现自动加速、减速和左右转向等功能。1、路径识别软硬件设计2、舵机的控制软件设计3、电机驱动模块设计4、测速模块设计5、整体运行控制系统设计6、串口模块的软硬件设计硬件模块7.2v2000mA电源电源模块：6VMC33886W7806LM2596TLM25757.2V2V5V电机舵机红外发射管霍尔传感器单片机红外接收管器件：LM2596TLM25757806稳压管或LM1117CS3020型的霍尔元件红外管可采用ST111（ST168或ST602

3、）收发一体的红外管或ISAL6200和TSOP1738的组合.设计实践：1、机械设计：（1）光电传感器的布局（2）舵机的安装（3）测速传感器的安装2、硬件设计：（1）HCS12控制核心（2）电源管理单元（3）路径识别单元（4）车速检测模块（5）舵机控制单元（6）直流驱动机单元3、软件设计：（1）初始化算法（2）路径离散识别算法（3）路径连续识别算法（4）控制策略及控制算法启动电机由初设初速行驶采集路面信息减速判断小车位置N有偏移传感器模块：测速部分：采用霍尔传感器测速，在后车轮粘贴两个小型的永磁体，附近固定一个霍尔传感器，如下图，一个引脚接地，一个

4、接电源，另一个是输出引脚，只要通过一个上接电阻，接至5V电压，就可以形成开关脉冲信号。后轮电机每转一周期，则可以产生两个脉冲信号。然后单片机通过定时器∕计时器捕获这些脉冲，并计算出小车当前的速度值。输出M1J1123R磁钢Vcc红外传感部分：由于MC9S12MCU具有ATD模块，带有16路AD通道，我们可直接与红外管相接。R1R2Vcc电机驱动模块：该电机采用PWM波控制，由单片机外接两片MC33886芯片来驱动电机。这里利用两个输入OWM信号给IN1，IN2进而控制电机正向、反向转动。由于单片MC33886驱动能力有限，所以采用两片MC33886

5、并联来增加驱动能力，并减少单片MC33886的发热。调试模块：方案一：将小车运行需测试的各种参数写入,在通过串口读出EPROM(RAM)中的参数用于调试。方案二：也可以用4X4键盘和数码显像管用于显示所需参数，用于调试。需测量参数：1、在直线上的加速度2、PID控制算法中的比例系数Kp，积分系数Ki，微分系数Kd（注：采用离散型的PID算法，，有四个所需参数比例参数，微分时间常数，为积分时间常数，为采样周期。PID中的参数可通过试凑法获得，采用目测小车运行结果，先从大点值开始试，直到达到小车稳定为止。由于方案2增加了键盘扫描程序和数码管显示程序，软

6、件复杂程序增加，所以采用方案1。MCV控制模块：I/O分配：1、PA口用于小车光电管发光控制；2、PT用于车速检测的输入口；3、PB用于显示小车的各种性能参数（串口）；4、PWMO（PPO引脚）与PWM1（PP1引脚）合并用于舵机的PWM控制信号输出；5、PWM2(PP2引脚）与PWM3（PP3引脚）合并用于驱动电机的PWM控制信号输出（电机正转）；6、PWM4（PP4引脚）与PWM5（PP5引脚）合并用于驱动电机的PWM控制信号输出（电机反转）；7、PAD口用于传感器光电接收管电压信号的输入口。软件部分电机与舵机都使用数字PID控制算法控制。开始

7、系统初始化启动电机以初始速度行驶结束注：这里也可以判断小车速度是否减速加给小车加速，即通过中断获得小车当前速度，然后与我们初设的速度对比，没减速说明处于直线所以应该加速，小车减速了证明处于弯道应减速。YYNNYN不偏离减速到停止判断是否采集到终点小车加速如果在一定时间内黑线未偏离小车减速判断是否入弯小车匀速判断黑线位置