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1、第20卷 第6期兰州铁道学院学报(自然科学版)Vol.20No.62001年12月JOURNALOFLANZHOURAILWAYUNIVERSITY(NaturalSciences)Dec.2001文章编号:1001-4373(2001)06-0118-08X自动往返电动小汽车设计报告指导教师: 董民政, 鲁怀伟参赛学生: 耿 洁, 田 亮, 于 鑫(兰州铁道学院信息与电气工程学院,甘肃兰州 730070)摘 要:本设计以单片机AT89C51为核心组成测控系统,利用红外线发射与检测技术对电动小汽车的运行状态跟踪检测;由单片机对汽车的运行姿态实时作出反应,并输出相适应的控制指令,由驱动执行电
2、路完成限速行驶、全速前进、定点定时停车和自动返回等基本操作以及紧急避险、自动导航、发车令牌控制等功能;对小车运行时间、距离等参数进行直观显示.电路采取了多种抗干扰措施,工作稳定可靠.整个系统按要求安装于车体上实施跟踪监控.关键词:自动化;电动小汽车;设计;控制+中图分类号:TP273.5文献标识码:B跑道宽度0.5m,表面贴有白纸,两侧有挡板,1 设计要求档板与地面垂直,其高度不低于20cm.在跑道的B,设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线C,D,E,F,G各点处画有2cm宽的黑线,各段的长间的小汽车.允许用玩具汽车改装,但不能用人工遥度如图1所示.控(包括有线和无线遥控).1)基本要
3、求图1 跑道顶视图 ①车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值).跑线),到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑③D～E间为限速区,车辆往返均要求以低速线(允许倒车返回).往返一次的时间应力求最短(从通过,通过时间不得少于8秒,但不允许在限速区内合上汽车电源开关开始计时).停车.②到达终点线和返回起跑线时,停车位置离起2)发挥部分跑线和终点线偏差应最小(以车辆中心点与终点线①自动记录、显示一次往返时间(记录显示装置X收稿日期:2001-10-25作者简介:董民政(1944-),男,陕西大荔人,兰州铁道学院副教授.注:本文为2001年“全国大学生电子
4、设计竞赛”省特等奖全国二等奖论文摘编.第6期董民政等:自动往返电动小汽车设计报告119要求安装在车上).[1]时停车等功能.②自动记录、显示行驶距离(记录显示装置要求该方案逻辑复杂,使用器件品种多,组装困难,安装在车上).故障率高,体积大,控制精度差,功能扩展难度大,发③其它特色与创新。挥空间小,性能价格比较低.2.2 智能化方案2 方案比较与论证本方案采用红外线光电检测与单片机智能控制2.1 全硬件方案技术,对汽车的运行状态实时拾取相关信息送入单本方案基于硬件逻辑电路和脉冲电路的工作原片机,通过CPU运算处理后,再发出相应的控制指理,采用计数器循环计数,再通过译码器译出相关状令,由驱动执
5、行电路控制汽车的运行姿态,最终实现态,使触发器置位或复位,定时单稳使能工作,从而汽车自动往返,减速行驶,全速前进以及定点定时停驱动相关继电器动作,以控制汽车电机的工作状态,车等功能,以达到设计目的.其系统框图如2所最终实现汽车的自动往返、减速与直线行驶、以及定[2]示.图2 系统框图 与全硬件方案相比,智能化方案具有软件编程3.2 显示部分灵活,运算控制精确,自由度大,可靠性高,电路简显示部分采用INTEL8279为主的8位LED数单,体小量轻,成本低,功能易于扩展,显示直观,智码显示接口硬件电路,并与单片机连接使之构成显能化程度高等优点.为此,本设计及制作采用智能化示模块.8279与显
6、示器的联接,采用了2片7407作方案.为显示数据输出口驱动器,1片74LS145作为扫描口的译码和驱动器.这样选择比传统的一片译码器3 整体电路设计与理论计算(如74LS138)再加驱动器的方案节省了1～2个芯3.1 系统设置片.在8位动态扫描显示的情况下,扫描口SL0-根据设计任务书的基本功能和发挥部分功能的SL3输出按要求定义为编码输出模式.要求,本系统选用AT89C51型单片机为智能控制核3.3 传感器设计及参数计算心,并采用12MHz晶振和上电复位电路.该单片机3.3.1 红外线发射电路内部有4kBROM和256BRAM以及定时器、计数1)软件脉冲调制发射器等,其配置对于本系统已完
7、全够用,再配合少量的脉冲调制发射就是对红外线发射管的发光状态外围电子元器件,通过对组委会推荐的“嘉欣”牌电用一定频率的方波进行调制.在接收电路中,通过软动小汽车的改造,完成自动住返电动小汽车的全部件选频,对该频率的信号予以响应,从而提高了系统设计和制作.的抗干扰能力;同时红外发射管间歇导通工作,即节120兰州铁道学院学报(自然科学版)第20卷能,又延长使用寿命,而且脉冲发射可以大大的增加(2MΩ以上),有红外线照射时,呈
