小车设计论文-智能寻光避障小车

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1、2015年化工学院电子设计竞赛智能寻光避障小车参赛队员：指导教师：化工学院InstituteofChemicalTechnology摘要本作品智能寻光避障小车实现了可以从发车区出发，并自动进入光源区寻找光源，在寻找光源前进的过程中可以自动避开障碍物的干扰，找到光源并可以自动启动制动装置停车；停车后还可以自动开启车前闪烁灯光，并根据灯光的闪烁频率，开启同频智能报警。在智能寻光、避障的过程中利用了安装在车前角的光电开关的检测，使小车可以成功的避开前进过程中遇到的障碍物；利用了安装在车上部的光敏二极管的检测，保证了小车的前进方向。关键词：寻找光源避开障碍II摘要I第1章方案选择与论

2、证11.1车体设计与论证11.2系统控制基本方案11.3各模块方案的选择21.3.1电机与驱动模块的选择21.3.2障碍检测21.3.3光源检测3第2章系统的硬件设计42.1系统硬件的基本组成部分42.2控制器部分42.3各模块方案的选择42.3.1电机驱动模块42.3.2障碍检测模块52.3.3光源检测模块5第3章系统的软件设计63.1主程序流程图6第4章测试结果与总结74.1测试方法74.2测试仪器74.3测试结果74.4整车测试84.5总结8II第1章方案选择与论证1.1车体设计与论证方案一：选择市场现成的玩具车改装，那种玩具车车体设计合理，各个部分的安装都坚实可靠，但

3、是，缺点是该玩具车的车体车型都是固定的，要加上自定义的装置，限制较大。方案二：选择自己制作的小车，虽然自己做的小车功能实现上没有市场上的玩具车那样好，但是自己制作的的小车的车型可以自己设定，这样可以配合硬件的部分合理的装配。综合考虑，选择方案二比较好。1.2系统控制基本方案整体设计框图电机驱动控制器STC89C52障碍检测光源检测寻光本系统采用ASTC89C52作为系统控制器，它运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、成本低、体积小、技术成熟、引脚较少，实物硬件布线较简单，因此，控制其他模块时操作简单，编程也相对简单。-8-1

4、.3各模块方案的选择1.3.1电机与驱动模块的选择方案一：采用减速小型直流电机。减速直流电机控制精度很低，虽不能准确控制电机转速，但可控制电机正转、反转、不转等动作，速度均匀性好。这已足够我们控制小车前进、拐弯、后退等简单工作，且控制简单，电源要求低，易于实现。方案二：采用专用步进电机驱动器及与其配套的步进电机。步进电机是数字控制电机，用这种方案的控制精度（可控制角度）、效率和可靠性都很高，但价格过高、重量大、占用口资源多且控制复杂对电源要求也高，故被我们排除了。通过以上对比，我们选择使用普通直流电机。驱动部分，采用专用芯片L293D作为电动车驱动芯片。L293D是一个具有高

5、电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L293D可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电动车驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。1.3.2障碍检测方案一：光电开关的检测距离长与接近开关等比较，光电开关的检测距离非常长，且是无接触式的，所以不会损伤检测物体，也不受检测物体的影响。并且采用对检测对象的表面进行反射及光透过方式，不像接近开关只能对金属，还能对玻璃、塑料、木制物体、液体等各种物质进行检测。与接近开关同样，由于无机械运动，所以能对高速运动的物体进行检测。镜头免受污染后，光会散射或被遮光，所以在有活水蒸汽、尘土等较多的环境下使用的场合，需施加适

6、当的保护装置。几乎不受一般照明光的影响，但像太阳光那样的强光直接照射受光体时，会造成误动作或损坏。方案二：超声波模块采用现成的ＨＣ－ＳＲ０４超声波模块，该模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。比较之下，我们采用方案一。-8-1.3.

7、3光源检测光源探测模块是本设计中比较重要的一部分，因为要实现智能小车前进，必须先找到光源，这样才能决定小车的前进路线。该模块若处理不当直接会导致整个设计的失败，找不到光源就无法完成任务。方案一：光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使P