简易光控智能小车论文

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1、目录摘要科学技术不断的发展，智能化小车作为现代的新发明，也是未来发展的方向。本设计制作简易光控智能小车，能够实现小车在一个环境中能通过光引导自动从出发区走到车库和发挥部分的所有功能要求。另外具有以下扩展功能功能：运用安装在舵机上的红外线接收二极管模块板，通过舵机旋转在到达C线时，对光检测然后进行角度调整，准确到达指定的车库位置，也是本设计题目的一个亮点。实现了光控智能小车、通过光引导、检测并到达指定地点放硬币的智能控制，液晶显示电路显示运行的时间等功能。由控制单元处理数据后完成相应动作，实现了无人控制即可完成一系列动作，并到达指定的车库地点。本设计光控智能小车在一定程度上体现了

2、智能化的特点。关键词：智能控制、光引导、智能化；一、设计任务1.1设计系统概述本系统设计以四个直流减速电机为驱动，通过光敏传感器件来采集信息，送入主控单元，处理数据后完成相应的操作，以实现相应的功能。直流电机采用电机专用驱动芯片L298进行驱动，黑带检测采用红外线接收二极管完成；趋光部分通过2路光敏二极管对光源信号的采集，把对光的变化信号送入单片机处理，由控制单元处理信号并控制相应的电磁铁线圈，利用电磁铁线圈用电产生磁场的效应吸住硬币并通过单片机系统控制，每检测到一种信号放下一个硬币，由蜂鸣器响声和LED发光提示电路指示对准后发出声或光提示；同时，检测到黑线时出声光提示。设计制

3、作一个简易光控智能小车，小车能通过光引导自动从出发区走到车库，并通过主控系统完成一系列的规定动作。该小车能按照要求自动检测光线行走，通过采用黑线检测单元，并完成规定的动作。光控智能小车所走的场地图如下所示：1.2设计任务基本要求（1）电动小车在出发区（车体不能超出出发区，按起动键后不能对小车进行操作），能自动把车头对准光源，对准后发出声或光提示，并且停15秒钟；（2）完成基本要求（1）后，小车自动起动，小车能通过光引导自动从出发区走到车库；（3）电动小车在行驶过程中遇到A、B、C线分别发出声或光提示；（4）电动小车在行驶过程中任何部位不能超出场地；（5）电动小车从出发区出发到车

4、库停车的时间不超过90秒；。1.3发挥部分（1）电动小车能预装2枚一元的硬币；（2）在基本要求（1）停车的15秒钟内能识别光源发出的指令信号（指令信号见说明），接收到指令后发出声或光提示；（3）接收到指令一信号，小车行驶到A线上时停车5秒；（4）接收到指令二信号，小车行驶到A线上时停车5秒，并在线上放下一枚硬币；（5）接收到指令三信号，小车行驶到B线上时停车5秒，并且线上放下一枚硬币；（6）到达车库并且在车库中心放下一枚硬币，小车停在车库中停车后发出声或光提示；2.系统方案论证与选择：根据题目中的设计要求，本系统主要由STC单片机与TI单片机作为主控制器模块、电源模块、寻光模块

5、、直流电机及其驱动模块、黑线检测模块，指示模块以及液晶显示模块等构成。本系统的方框图如图1所示：图1系统总框图2.1主控制器系统的方案论证与选择：方案一：方案二：考虑到小车实现的功能效率以及车体的体积和重量，我们采用了TI单片机MSP430系列：MSP430系列单片机是一个特别强调超低功耗的单片机品种，很适合应用于采用电池供电的长时间工作场合。在这个系列中有很多个型号，它们是由一些基本功能模块按不同的应用目标组合而成。MSP430系列的CPU采用16位精简指令系统,集成有16位寄存器和常数发生器，发挥了最高的代码效率。它采用数字控制振荡器(DCO)使得从低功耗模式到唤醒模式的转

6、换时间小于6μs。其中MSP430x41x系列微控制器设计有一个16位定时器,一个比较器,96段LCD驱动器和48个通用I/O引脚。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。2.2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：自己制作电动车。经过反复考虑论证，我们制定了四个电机分别驱动控制前后左右轮小车，不使用万向轮，为了避免寻光时出现不稳定的情况的方案。通过主控制器

7、模块可以轻松的实现小车稳定转弯。当小车前进时，左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构，这种结构使得小车在前进时比较平稳。为了防止小车重心的偏移。对于车架材料的选择，我们经过比较选择了硬度比较好的塑料板。用塑料板做的车架车架轻，比铁制小车更轻便，美观。综上考虑，我们选择了方案二。2.3控制模块论证与选择方案一：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力强、可靠性高、功耗低、结构简单、具有语音处理、运算速度快等优点，但考虑到我们小组对这个方案采用的微处理器并不熟悉，使用起来