智能车初步设计方案

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1、Ｃ题智能车模型初步设计书一:系统功能该智能小车以宽度20mm，弧半径500mm黑色引导线为作为引导完成拐弧度大于60°，半径在400至600mm的拐弯，并直行等功能。实时检测并显示小车速度、行驶路程、行驶时间和检测到的金属数目和金属位置。在检测到铁片时能提示，会停车5秒并报警。并在断开中间300mm的引导线时仍能够在规定时间内完成整个路程。小车行驶过程中，保证放置在小车顶部的一500mm长的v型直槽内的乒乓球不落地。二：硬件组合框架图为了更好的实现小车的各功能，本小车采用两块单片机进行控制。一块负责小车的行驶，另一块负责小车的探测，显示等功能

2、。各硬件的框架图如下单片机AT89C51单片机AT89C2051计时模块金属探测模块路程测量模块显示模块电机驱动模块行驶路径记录模块电源模块状态标示模块三．各模块硬件选择：1．控制器模块：选择采用AT89C51和AT89C2051作为系统控制器的双cpu方案。单片机算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，技术成熟，成本低。再这个设计中，我们才用两个单片机分开对各个单元模块进行监测和控制，这样减轻了单个cpu的负担，提高了系统的工作效率，同时，通过cpu之间的分阶段地互相控制，减少了外围设备。2.金属探测模块：金属探测系统采用FELING公司的

3、LGA12M-5N1金属探测器。工作电压6V到36V，工作电流20-200mA，有效探测距离为5mm。我们采用P3.5，P3.6，P3.7作为金属探测器的接口，当出现低点平时为检测出金属。将其安装于车头，分中间和两侧安装。当检测到有金属时，输出至LED指示报警。3.计时模块：采用AT89C51内置的定时器/计数器。4.轨迹检测模块：本模块采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点（2cm宽的黑线），玩具车底盘上沿黑线放置一套，以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪，采用光敏三极管接收灯泡发出的光线，

4、当感受到光线照射时，其c-e间的阻值下降，检测电路输出高电平，经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。本系统共设计两个光电三极管，分别放置在电动车车头的左、右两个方向，用来控制电动车的行走方向，当左侧光电管受到光照时，单片机控制转向电机向左转；当右侧光电管受到光照时，单片机控制转向电机向右转；当左、右两侧光电管都受到光照时，单片机控制直行。见电动车的方向检测电路(a)。行车方向检测电路（见电动车的方向检测电路(b)）采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及

5、其上拉电阻。红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体，红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通，发出一个电平跳变信号。此套红外光电传感器固定在底盘前沿，贴近地面。正常行驶时，发射管发射红外光照射地面，光线经白纸反射后被接收管接收，输出高电平信号；电动车经过黑线时，发射端发射的光线被黑线吸收，接收端接收不到反射光线，传感器输出低电平信号后送单片机处理，判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。前进时，驱动轮直流电机正转,进入减速区时,由单片机控制进行PWM变频调速,通过软件改变脉冲调宽波形的占空比,实现调速。最后经反接制动实现停

6、车。前行与倒车控制电路的核心是桥式电路和继电器。电桥上设置有两组开关，一组常闭，另一组常开。电动车的方向检测电路(a)电动车的方向检测电路(b)电桥一端接电源，另一端接了一个三极管。三极管导通时，电桥通过三极管接地，电机电枢中有电流通过；三极管截止时，电桥浮空，电机电枢中没有电流通过。系统通过电桥的输出端为转向电机供电。通过对继电器开闭的控制即可控制电机的开断和转速方向进而达到控制玩具车前行与倒车的目的，实现随动控制系统的纠偏功能。如前行与倒车控制电路所示。前行与倒车控制电路5.路程测量模块：路程测量模块用来测量小车从启动到任意时刻所走的路程

7、。根据题目要求，需要显示金属片与起跑线之间的距离，考虑到小车在行驶过程中，车轮旋转一圈所行走的距离就是车轮的周长，因此只要在某时间间隔内测量出车轮的圈数，依照s=n*c（其中s为路程，c为车轮的周长，n为圈数），就可得出路程值。受鼠标的工作原理启发，采用透射式光电传感器。由于透射式光电传感器是沟槽结构，可以将其置于车轮固定轴上，再在车轮上安装鼠标中国的编码器滚轴，让其恰好通过沟槽结构，车轮转动时，透射式光电传感器会产生一个个脉冲。通过对脉冲计数，实现了对圈数的测量。设编码器共有a个透光格所用的电动车车轮周长为c，滚轴和车轮的圆心在同一直线上，

8、滚轴的转速和车轮的转速时同步的。小车工作时，光敏三极管会产生一个个脉冲，单片机对脉冲计数，单需要计数时，公式为s=（c*n）/a。5.显示模块：本设计中用两片4位八