自动识别路径的智能小车设计报告

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1、自动识别路径的智能小车设计报告论文关键字：智能小车　电机　驱动　L298　自动循迹　传感器　算法论文摘要：本系统采用存储空间较大的AT89S52作为主控制芯片，电动车电机驱动采用L298N芯片；结合GP2A25光电开关，能较有效的控制其在特定位置转弯角度及行驶出错处理；采用LD-5461AS数码管来显示系统分阶段运行的时间，能够较准确较清晰地显示两个数码管位的显示，三者的结合使电动车更加智能化，自动化，可视化。该系统无论在结构和技术上都具有较好的科学性。　　一、模块方案比较与论证：1.车体设计方案1：自己制作电动车。一般的说来，自

2、己制作的车体比较粗糙，对于白色基板上的道路面行驶，车身重量以及平衡都要有精确的测量，而且也要控制好小车行驶的路线和转弯的力矩及角度，这些都比较难良好地实现。方案2：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。我们可以保留左右两轮转动动轴，并改换转轴力矩大的电机来精确调节转弯角度，采取保留后方向轮，并使用直流电机进行驱动的方案。玩具电动车具有如下优点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需电路的安装十分方便，看起来也比较美观。其次，玩具电动车是依靠电机与相关齿轮一起驱动，能适应题目中小车准确前进、后退、转弯的要求

3、，而且这种电动车一般都价格适中。基于以上分析，我们选择了方案二．电机模块方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统。经综合比较考虑，我们放弃了此方案。方案：直流电机：直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节，可以采用改变电压的方法，

4、也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。基于以上分析，我们选择了方案二，使用直流电机作为电动车的驱动电机。　　3．电机驱动模块方案1：采用SM6135W电机遥控驱动模块。SM6135W是专为遥控车设计的大规模集成电路。能实现前进、后退、向右、向左、加速五个功能，但是其采用的是编码输入控制，而不是电平控制，这样在程序中实现比较麻烦，而且该电机模块价格比较高。方案：采用电机驱动芯片L298N。L298N为单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，可直接的对电机

5、进行控制，无须隔离电路。通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照上表，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。表1是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。表1L298N的引脚和输出引脚的逻辑关系ENAIN1IN2电机运行情况HHL正转HLH反转H同IN2同IN2快速停止LXX停止基于以上分析，我们选择了方案二，用L298N来做为电机的驱动芯片。　　4．寻迹传感器模块方案1：采用发光二极管+光敏电阻，该方案缺点：易受到外界光源的干扰，有

6、时甚至检测不到黑线，主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情况均对检测效果产生直接影响。克服此缺点的方法：采用超高亮度的发光二极管能降低一定的干扰，但这又会增加检测系统的功耗。方案2：脉冲调制的反射式红外发射接收器。由于采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界的干扰；此外红外发射接收管的工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大，则大大提高了信噪比。此种测试方案反应速度大约在5us。方案3：采用CCD传感器，此种方法虽然能对路面信息进行准确完备的反应，但它存在

7、信息处理满，实时性差等缺点，因此若采用CCD传感器，无疑会加重单片机的处理负担，不利于实现更好的控制策略。根据以上分析我们采用方案2　　5．控制器模块方案1：采用凌阳的SPCE061A小板作为主控制芯片，而且可以采用凌阳的小车模组，可以很快的完成其基本功能，当是用该小板存在在一定的局限性，较难扩张功能，而且各个模块的拼凑，没有比集成在一块板的稳定性高。方案2：采用AT89S52作为主控制芯片，该芯片有足够的存储空间，可以方便的在线ISP下载程序，能够满足该系统软件的需要，该芯片提供了两个计数器中断，对于本作品系统已经足够，采用该芯

8、片可以比较灵活的选择各个模块控制芯片，能够准确的计算出时间，有很好的实时性。基于以上分析，我们选择了方案二，采用AT89S52作为电动车的主控制芯片。　　6．电源模块在本系统中，需要用到的电源有单片机的5V，L298N芯片的电源5V和电机的电源7—