盛群杯创意书范本-1

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1、.2009年“盛群杯”重庆大学生单片机应用设计竞赛作品创意书智能玩具小车*****************公元2009年3月19日...作品创意书一、摘要本设计采用单片机HT46R24作为小车检测和控制的核心，以实现按键设置和自动控制功能。通过多个红外光电传感器对汽车运动轨迹进行检测，使其沿着引导线前进，运用PWM直流电机调速技术，完成对汽车运动速度和运动方向的控制，同时还利用霍尔传感器实现了对运动距离的测量，并用静态显示电路显示小车的运动路程。基于一些完备而可靠的硬件设计，使用了切实的软件算法，实现了小车的自动控制。二、作品介绍该智能玩具小车主要包括寻迹、语音

2、，避障的功能。其功能模块主要包括电动机驱动调速模块、光控电路模块、车轮检速及路程计算模块、显示装置模块。本设计采用单片机他HT46R24作为小车检测和控制的核心，以实现按键设置和自动控制功能。通过多个红外光电传感器对汽车运动方向进行检测，使其沿着引导线前进，运用PWM直流电机调速技术，完成对汽车运动速度和运动方向的控制，同时还利用霍尔传感器实现了对运动距离的测量，并用静态显示电路显示小车的运动路程。基于一些完备而可靠的硬件设计，使用了切实的软件算法，实现了小车的自动控制。现在市场上的智能小车虽然很多，但是具调查智能玩具小车并不多，即使有但是其功能也不够完善，“智

3、能”程度还不够，并且市场价格很高，原因是他们使用一些较为智能的东西，提高了智能小车的成本。所以争对这个我们用盛群单片机设计了这款玩具下车，为玩具下车的开阔市场打下另一个基础。我们意在设计出一款功能齐全而性价比又高的智能下车。本作品未曽发表过，全部由学生自行开发研制。三、工作原理本智能玩具小车采用SKDIP/SOP封装的盛群MCUHT46R24作为主控制CPU，它内部提供了8通道10位分辨率A/D转换；2通道4位PWM高频载波输出；I2C总线串行接口；...可编程分频器PFD等，应用方便。系统可以划分为几个基本模块，如图1所示：单片机键盘光电传感器霍尔传感器后轮调

4、速电机前轮转向电机路程显示图1一、作品功能、特色该智能小车能够自动按黑色轨迹线行驶，并显示行驶路及时间，在无轨迹时自动停止行驶并将总行驶路进行语音播报等功能，人性化设计理念，充分体现了“智能”的特点。语音功能模块采用了XF-S3111-FSD通过串口(UART)接收上位机发送的命令和数据，命令和数据以帧的方式进行封装和发送。通讯波特率9600bps。但由于HT46R24单片机中没有串口，因此采用单片机I/O口来模拟串口，传送语音合成数据，生成需要的语音输出。并且该玩具小车成本低廉，一般人都能买的起，安全可靠，性价比高。二、作品结构（一）硬件部分1．系统的硬件设计

5、⑴电动机PWM驱动模块的电路设计与实现...本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。具体电路见图2。当CON1输入高电平时，Q1、Q2、Q4、Q8和Q10管导通，Q3、Q5、Q6、Q7和Q9管截止，电动机正转。当CON1输入低电平时，Q3、Q5、Q6、Q7和Q9管导通，Q1、Q2、Q4、Q8和Q10管截止，电动机反转。另外，4个二极管和4个电感可以在电平变换时起到保护作用。在实验中的控制系统电压统一为5V电源，因此若达林顿管基极由控制系统直接控制，则控制电压最高为5V，再加上三极管本身的压降，加到电动机两端的电压就只有4V左右，减弱了电动机的驱动力。基于上述

6、考虑，我们运用了4N25光电集成块，将控制部分与电动机的驱动部分隔离开来，这样不仅增加了各系统模块之间的隔离度，也使驱动电流得到了大大的增强。图2我们通过单片机进行周期信号控制，对控制电压的占空比进行设定，们采用频率为30Hz的周期信号对个控制端进行控制，实现对电动机转速的调节，并通过对输入电压高低电平的切换来控制电动机的正转与反转。⑵光电控制模块的电路设计与实现光电发射部分采用了NE555组成了一个多谐振荡电路，产生了38KHZ的载波信号，使得红外发光二极管发出的调制在38KHZ的载波上。具体电路如图3:...图3光电接收部分采用567芯片组成的电路，当红外接

7、收管接收到的信号频率和567IC5脚的频率相同时，8脚被锁低，其发光二极管由亮变灭。三极管极输出低电平，该输出将被单片机接收到，从而控制小车的转向电动机，纠正小车的方向。图4...实验中我们将三对红外对管装在小车的前端。因为若将红外对管装在小车的后端或中间，小车的前轮可能已经偏离了引导线，但红外对管却不能及时的检测到，所以将红外对管装到小车的前端才能及时反馈小车的方向。我们将其中的一对红外管装在小车前端的中间部位，这样可以检测到小车返回到引导线，自动调节方向，避免了小车一旦偏离引导线以后就会走S型路线。具体电路如图4。(3)路程检测模块的电路设计及实现本电路中在

8、小车橡胶轮中镶嵌12个磁