自动往返电动小汽车设计

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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）自动往返电动小汽车设计摘要智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。本系统以SST系列单片机为核心控制模块，充分利用了自动检测技术、单片机最小系统、液晶显示模块电路，以及声光信号的控制、电机的驱动电路。通过KeilC和PROTEUS的仿真，通过实践操作与调试，实现自动往返小车设计。综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面环境，由单片机

2、控制行进，实现初步的无人控制。单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。智能小车采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强，具有独特的控制功能，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、定时、前进、后退、左转、右转、显示行驶速度、行驶路程、行驶时间等智能控制系统。关键词：SST单片机，自动控制，电动小车，PWM调速，传感器III河南科技大学本科毕业设计（论文）目　录前

3、　言1第1章绪论2§1.1设计背景2§1.2设计概述2§1.3设计任务和主要内容3第2章系统方案论证与分析4§2.1小车车体选择4§2.2主控单片机5§2.2.1采用凌阳16位单片机5§2.2.2采用SST89E516RD单片机5§2.3电机模块6§2.3.1采用步进电机6§2.3.2采用直流电机6§2.4电机驱动调速模块6§2.5电源管理8§2.5.1采用单电源供电8§2.5.2采用双电源供电8§2.6路面黑线探测模块9§2.6.1采用对射式红外光电传感器9§2.6.2采用反射式红外光电传感器9§2.7测速及里程计量模块10§2.7.1采用霍尔传感器10§2.

4、7.2采用U型红外光电传感器10§2.8计时模块11§2.9显示模块11§2.9.1采用LED数码管11§2.9.2采用LCD液晶显示11III河南科技大学本科毕业设计（论文）第3章智能小车系统设计12§3.1主控单片机功能设计12§3.1.1单片机硬件结构12§3.1.2单片机引脚锁定13§3.2电机驱动控制设计15§3.3PWM调速控制设计17§3.4传感器设计20§3.4.1黑线检测传感器设计20§3.4.2测速、里程计量传感器设计25§3.5液晶显示功能设计28第4章128×64液晶功能分析30§4.1××××××30结　论34参考文献35致　谢37附　

5、录38工作原理53光电传感器类型介绍53光电传感器技术参数54光电传感器使用注意事项54III河南科技大学本科毕业设计（论文）前　言伴随着现代汽车行业的飞速发展，作为汽车的电子控制系统也势必得到更大的发展机会，以满足人们对汽车的安全性、智能化的要求，本文对智能往返小车自动控制系统的研究是对一些问题的初步思考。智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统。它集中地运用了计算机、传感器、信息、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术—是典型的高新技术综合体。本次毕设的自动往返电动小汽车就是这种综合体的一种尝试。小车以单片机为核心，附以外围电路，采用

6、光电检测器进行检测信号和循线运动。运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、前进、后退和金属传感器检测等功能，可液晶实时显示行驶速度、行驶路程、行驶时间的智能控制系统。本次毕业设计要求设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。小车从起跑线出发，到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线，往返一次的时间应力求最短。到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小。在限速区小车往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，且不允许在限速区内停车。智能小车设计的核心思想便是建立赛道可行区域感知系统，使小车在行驶过程中对跑道上的黑线

7、能够自动检测与识别，通过对视觉信息的处理确定小车与跑道的相对位置关系，通过执行机构调整小车与跑道的相对位置，使小车在赛道中心准确稳定行驶的同时又兼顾车速，尽量缩短往返时间，从而达到“稳”和“快”的协调。智能小车采用一块SST89E516RD单片机作为其检测和控制核心。选用SGS-THOMSONMicroelectronics所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片L298作为小车电机驱动，利用PWM技术动态控制电动机的转速。路面金属线线检测、车速和距离检测使用电感式接近开关金属传感器进行信号的采集，接近开关反馈的信号送入单片机处理，由控制单元处理信号并控制小车的运行模

8、式及液晶数据显示。实现了