智能电动车设计报告

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1、HEFEIUNIVERSITY智能电动车的设计报告报告名称智能电动车的设计组员名称陈俊勇储小姗王接文完成时间2011-4-2413目录1引言32方案设计32.1设计思路32.2方案比较与选择42.3硬件模块设计42.3.1控制模块42.3.2寻迹模块52.3.3寻光模块52.3.4避障模块62.3.5电机驱动模块62.3.6金属探测模块62.3.7电源模块72.3.8液晶显示模块72.3.9声光指示模块82.4系统软件设计83设计实现84系统测试84.1测试条件与测试仪器设备94.2测试方法和测试结果95结论1013智能电动车的设计摘要本作

2、品以STC89C52RC单片机为主控芯片，主要包括电机驱动模块、金属探测模块、寻迹寻光蔽障模块、声光指示模块、LCD12864显示模块以及电源模块等几部分。由步进驱动板驱动步进电机，单片机控制两个步进电机的正反转，实现了小车不同方向的运动。路面检测采用红外对管构成的红外传感器来检测黑线，寻找光源完成寻迹寻光蔽障功能；接近式开关来探测铝钱币，探测到时发出声光指示信息。各探头的信号经单片机综合分析处理，同时在LCD12864上显示铝钱币个数、时间与行程等信息。关键词：单片机步进驱动寻迹蔽障LCD显示131引言当今世界，传感器技术和自动控制技术正

3、在飞速发展，机电一体化的趋势日趋明显。汽车也开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具，同时具有交通、娱乐、办公和通讯多种功能。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向发展的要求，我们独立设计并制作了具有简易智能化的小车。本次设计的电动智能车需满足以下基本要求：（1）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），沿引导线到达B点。在“直道区”铺设的引导线上放上铝钱币。电动车检测到铝钱币时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的铝钱币数目。（2）电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点。C点

4、放置一枚铝钱币，要求电动车到达C点检测到铝钱币后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。（3）电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。（4）电动车完成上述任务后应立即停车，但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。系统结构框图如下：图表1系统结构框图2方案设计2.1设计思路　整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用传感器对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小

5、车的运动。因此，本次设计的重点在于主控芯片、电机驱动模块的选择和传感检测模块的设计。132.2方案比较与选择通过以上分析我们拟定如下方案：方案一：以凌阳公司的16位单片机SPCE061A作为主控制器，采用普通发光二极管及光敏电阻组成的发射接收模块作为探测器，再由凌阳SPCE061A单片机驱动直流电机，从而控制整个小车的运动。凌阳SPCE061A单片机发光二极管+光敏电阻寻迹、寻光直流电机金属探测显示模块声光指示避障模块原理框图如下：方案一原理框图方案二：采用STC89C52RC单片机作为主控制器，以高性能的红外对管构成一组外探头对路面信息进

6、行检测，经主控制器处理后发出信号驱动步进电机，来控制小车运动。STC89C52RC单片机红外对管寻迹、寻光步进电机驱动板接近开关金属探测LCD12864显示模块蜂鸣器+发光二极管声光指示红外对管避障模块步进电机原理框图如下：13方案二原理框图方案一通过对各部分电路的设计组合能满足预置要求。但方案二中STC89C52RC能降低系统软件设计的难度，精确度和运算速度也都完全符合我们系统的要求，且价格低廉；另外，步进电机将电脉冲转换成特定的旋转运动，每个脉冲所产生的运动是精确的，并可重复，只需要按照一定的规律给步进电机一个脉冲信号，电机就转动一个特

7、定角度，这省却了处理测速传感器的环节。虽然直流电机的转动角度通过反电动势也可以粗略测量，但精度远没有步进电机高，尤其是针对小功率直流电机，必须加电机转速测量传感器，才可以很好处理好电机驱动信号和电机转速的关系，所以使用步进电机控制更加简单。且考虑到性价比，所以我们选择方案二。2.3各模块方案选择与论证2.3.1控制模块方案一：采用凌阳公司的16位单片机SPCE061A，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力强、可靠性高、功耗低、结构简单的特点，而且具有语音处理、运算速度快等优点，但考虑到我们小组成员对这个方案采用的微处理器并不熟悉，这增加了

8、硬件电路的设计和软件编程的难度。我们决定不再使用此方案，考虑其他方案。方案二：采用STC89C52RC单片机作为主控制器。STC89C52RC是一个超低功耗，和标准51系列单片机