动往返小车设计报告论文

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1、自动往返小车设计报告DesignReportofAutomaticMotor-DrivenCar摘要本系统以单片机SPCE061A为控制器，控制电动小车行驶方向，采用PWM脉宽调制技术控制小车的行驶速度。采用红外光电开关和霍尔传感器分别对小车行驶的位置和距离跟踪检测，并将小车行驶的时间和距离等数据通过LCD显示器显示出來。整个系统的电路结构简单，可靠性高。词：智能控制，电动小车，PWM脉宽调制，光电检测，霍尔传感器，LCDAbstractThissystembasesontheMCU(MicroControlledUnit)SPCE061Ato

2、controlthedirectionoftheautomaticmotor-drivencar,andusesthePWM(PulseWidthModulation)technologytocontrolthespeedofthemotors.ThelocationanddistanceofthecararedetectedbytheinfraredrayphotoelectricdetectorandHallsens0匚TherunningtimeanddistanceofthecararealsodisplayedwithLCDmodel

3、meantime.Thestructureofthemodelissimplebutreliable.Keywords:IntelligentControl,Motor-drivenCar,PWM,PhotoelectricDetector,Hallsensor,LCD.目录一、系统方案的选择与论证A、系统基本方案1、控制器模块2、电机模块的选择3、屯机驱动模块的选择4、距离检测模块5、黑线检测模块6、显示模块7、小车的选择8、电源的选择9、挡板检测模块B、系统各模块的最终方案C、系统总体设计框图二、系统主要电路设计1、直流电机驱动模块设计2、

4、黑线检测电路设计3、路程检测电路设计4、LED显示电路5、稳压电源电路设计三、系统软件设计1、车底黑线检测设计2、PWM程序设计3、路程计算原理设计4、主程序流程图5、挡板检测流程图四、系统测试1、测试仪器2、计时测试3、路程测试4、限速区测试5、系统实现的功能6、结论五、总结六、参考文献0七、附录一、系统方案的选择与论证A、系统基本方案根据题口要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。其屮控制部分包括：控制器模块，电机驱动模块，显示模块。信号检测部分包括：黑带检测模块，距离检测模块和挡板检测模块，模块框图如图1所示。为实现各模块的功能，分别

5、做了几种不同的设计方案并进行了论证。图1：系统的基木模块框图1、控制器模块根据题目耍求，控制器主耍用于各个传感器信号的接收和控制电机从而控制小车的行驶速度和方向，并且显示小车的行驶时间和距离。对于控制器的选择，有以下两种方案。方案一：采用89C51单片机实现，单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。但是89C51需外接模数转换器來满足数据采样。如果系统壊加语音播放功能，还需外接语咅芯片，对外围电路来说，比较复朵，且软件实现也较麻烦。另外,51单片机需要用仿真器来实现软硬件调试，较为繁琐。方案二：采用SPCE061A单片机实现

6、，此单片机内置8路ADC,2路DAC,且集成开发环屮，配有很多语音播放函数，用SPCE061A实现语音播放极为方便。另外，比较方便的是该芯片内置在线仿真、编程接口，可以方便实现在线调试，这人大加快了系统的开发与调试。基丁以上分析拟订方案二。2、电机模块的选择方案一：采用一般的玩具电机。虽然玩具直流电机价格便宜，空载转速快，但弱点是力矩小，负载性能差，不易调速。所以不适宜用于此处方案二：采用步进电机，步进电动机的一个显著的特点就是具有快速启动和停止能力，能够达到我们所要求的标准。如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即是步进电机启动

7、或反转。其转换灵墩度比较高。止转、反转控制灵活。但是步进电机的价格比较昂贵，对于我们的现状相差太远。方案三：采用直流减速电机。直流减速电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便,而且制动能力好，调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。能满足各种不同的特殊运行要求。同时，直流减速电机价格适宜,更易于购买，并且电路相对简单。基于以上分析拟订方案三。3、电机驱动模块的选择方案一：采用继电器对电动机的开关控制，通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。这个电路的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间长，

8、易于损坏,寿命较短、可靠性小。方案二：采用技术成熟的电机驱动芯片L293N,不仅可以大大简化驱动电路，而且功率容量大，输出屯压最高可达32V,可以直接