智能寻迹灭火小车控制系统 毕业设计

《智能寻迹灭火小车控制系统 毕业设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录绪论11系统方案选择21.1任务要求21.1.1设计任务21.1.2设计要求21.2总体设计方案21.3方案选择与分析31.3.1控制器分析与比较31.3.2电动车车体的选择31.3.3电机的选择与分析41.3.4电机驱动电路方案选择41.3.5轨迹探测模块设计与比较41.3.6火源检测设计与比较51.3.7电源模块51.3.8避障模块设计与分析51.3.9灭火模块61.4最终方案62硬件实现及单元电路设计62.1STC89C52单片机系统概述及其引脚功能介绍62.1.1STC89C52单片机系统概述62.1.2单片机引脚功能72.2光电对管电路的设计92.3火焰传感器及应用102.4电机

2、驱动电路的设计112.5灭火模块设计132.6避障功能的实现方法133软件系统设计133.1编译语言及编译环境133.1.1汇编语言的概述133.1.2C语言概述133.1.3编译语言及编译环境综述143.2程序解析143.2.1各函数功能143.2.2程序流程图184测试结果19结束语20致谢21参考文献22附录A：程序清单2329绪论现在，随着科技的快速发展，国内外对小型智能系统的应用越来越广泛，种类也越来越多。本题目就是结合有关科研项目而确定的设计类课题，所设计的智能寻迹灭火小车应能够实现自动发现火源、自动寻迹、自动前进接近火源并完成灭火任务的功能。根据题目的要求，智能寻迹灭火小车控制系

3、统采用一片STC89C52单片机作为本控制系统的主控芯片，硬件包括以下几个模块：驱动电机模块、寻迹传感器模块、单片机控制模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块。本设计采用了STC89C52单片机为智能小车核心控制部分，通过查询方式实现对小车的智能控制。小车由主控制板、传感系统、风扇系统和车身四部分组成。主控制系统由主控CPU电路、传感器接口电路、直流电机驱动电路等组成；传感系统采用红外传感器检测黑白线，火源传感器检测火源；行进直流电机驱动采用PWM调制技术，可灵活方便地对车速、行进方向进行控制。本设计通过采用STC89C52单片机为控制核心，实现对小车的智能控制。该控制系统不仅在智能小车中有

4、很强的实用价值，在汽车应用、智能机器人等方面都有很强的实用价值，尤其是在机器人研究方面具有很好的发展前景。所以本设计与实际相联系，具有重要的现实意义。291系统方案选择1.1任务要求1.1.1设计任务设计制作一个智能灭火小车模型，能到指定区域进行抢险灭火工作。以蜡烛模拟火源，随机分布在场地中，模拟灭火场地如图1-1所示。图1-1模拟火场示意图1.1.2设计要求(1)智能灭火小车手动启动后，自动寻找到火源的位置。(2)智能灭火小车必须按照固定的路线行进（黑白线）。(3)扑灭火源后自动检测周围环境是否还有其他火源。(4)若有则继续灭火，若无则停止工作。1.2总体设计方案总体方案为：整个电路分为驱动

5、电机模块、寻迹传感器模块、避障模块、单片机控制模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块七个模块。首先利用红外对路面信号进行探测，利用火源传感器检测火源信号，两种信号经过处理之后，送给单片机控制模块进行实时运算，输出相应的信号给驱动电机模块驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。系统方案框图如图1-2所示。29图1-2方案设计框图1.3方案选择与分析1.3.1控制器分析与比较方案一：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时

6、，由于其占用的CPU资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。方案二：采用STC89C52单片机作为主控制器。STC89C52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS8位单片机，片内含8k空间的可反复擦写1000次以上的Flash只读存储器，具有256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。且该系列的51单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。从方便使用和综合性能的角度考虑，选择了方案二。1.3.2电动车车体的选择方案一：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、电机及其驱动电路。但是一般的说来，

7、玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。而且这种电动车一般都价格不扉。因此放弃了此方案。方案二：自己制作电动车。经过反复考虑论证，我们制定了左右两轮分别驱动，后方万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个直流电机进行驱动，后面