毕业设计论文-基于单片机的智能玩具小车设计

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1、乐山师范学院毕业论文(设计)本科生毕业论文（设计）系（院）;物理与电子工程学院专业:电子信息工程论文题目：基于单片机的智能玩具小车设计学生姓名：指导教师：班级：学号：完成日期：2010年5月1乐山师范学院毕业论文(设计)基于单片机的智能玩具小车设计[摘要]本论文研究的是一个智能玩具小车,小车平台采用普通四驱遥控玩具小车底盘，使用TI单片机（MSP430F247）为系统控制器，通过3个带有透镜的红外传感器进行障碍物信息采集。直流电机驱动电路由芯片L298构成，同时利用PWM技术进行电机调速控制。并辅以相应的语音播

2、报提示。[关键词]MSP430F247智能玩具小车语音播报自动避障语音芯片1前言随着消费电子技术和自动控制技术等的快速发展，消费电子产品行业发展迅速。以玩具市场为例，根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重下在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。玩具智能化已成为现代玩具发展的趋势。我国作为世界玩具生产大国，可在高科技玩具的发展方面和外国的差距很大。因此，及时投入精力广泛开展这方面的研究。无论对技术创新应

3、用，还是社会经济发展，都有重大的现实意义。由于单片机具有多功能、低价位及小型化等优势，它们已被广泛地应用在消费[1]电子、汽车电子、办公室自动化、通信及一般工业产品上。近些年来，单片机技术发展已达到了相当高的水平，一些新型单片机层出不穷，技术日新月异，是我们做智能玩具控制器的首选。语音播报和灯光显示能大大增强玩具使用的乐趣，因此[2]成为大部分电子玩具、智能玩具设计中使用的重要技术。若我们在设计中使用上述技术且能有效的控制设计成本，这种类型的玩具小车必将表现出极高的性价比和极强的市场竞争力。2系统模块设计2.1

4、总体构思根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装红外传感器和语音芯片模块，将红外测量数据传送至单片机进行处理，最后由单片机根据所[3]检测的各种数据实现对电动车的智能控制并进行语音播报。2乐山师范学院毕业论文(设计)自动避障小车采用MSP430F247单片机作为控制核心，由红外线传感器作为检测障碍的主要传感器，通过传感器对障碍物信息的采集以实现小车自动避开障碍物而顺利前进，使得小车在行驶过程中不与障碍物相撞。用发光二极管和语音播报等模块提示小车行驶方向。系统的自动避障功能通过正前方和左右侧红

5、外传感器和车底部黑白线传感器检测，由单片机控制实现；在电动车进驶过程中，采用PWM脉宽调制技术，以提高系统的静动态性能；采用控制发光二极管的亮灭情况显示行驶方向，并用语音播报转动状态。系统整体框图如图2.1所示。表2.1是各个功能模块在TI单片机的各个端口分配情况。传感器检测模块电机驱主控芯片语音模动模块模块块(msp430f247)电源模块图2.1总体设计框图表2.1单片机端口分配表P5_0P5_1P5_2P5_3P5_4语音地址位语音模块P1_5P1_6P1_7语音控制位P1_1左传感器检测到P1_2右传感

6、器检测到传感器检测模块P1_3中传感器检测到P1_4黑白线传感器检测到P4_4、P4_5左电机电机控制模块P4_6、P4_7右电机PWM模块P4_2、P4_3PWM控制发光二极管模块P3_1P3_2P3_3LED数据口2.2各模块器件介绍2.2.1MSP430F247单片机的最小系统芯片介绍3乐山师范学院毕业论文(设计)[4]我们选用TI公司的MSP430F247低功耗16位单片机，该芯片资源丰富，具有小巧灵活、成本低、抗干扰能力强、易于产品化等优点。制作的最小系统板图如图2.2所示。图2.2MSP430F24

7、单片机最小系统板图2.2.2检测传感器介绍[5]安全避障是自动避障玩具小车研究的一个基本问题。学校提供了两种传感器：E18-D80NK红外避障传感器和TK-20黑白线检测传感器。（1）红外避障传感器E18-D80NK红外避障传感器是一种集发射与接收于一体的光电传感器，主要用于障碍物检测。内部集成了放大、整形、比较、调制等电路，有效探测距离3-80cm，可由后部旋钮进行调节。该传感器具有受见光干扰小，开关量信号输出，价格便宜，易于装配，信号处理简单等优点。[6]E18-D80NK红外避障传感器不需要经过AD转化直

8、接就可以输出电平信号以实现控制，应用电路简单，使用比较方便。因此，我们最终选用此红外传感器作为主要检测障碍物传感器。其外观和接线定义如图5所示。4乐山师范学院毕业论文(设计)图2.3E18-D80NK红外避障传感器（2）黑白线光电传感器TK-20黑白线检测传感器是一种集发射与接收于一体的光电传感器，主要用于黑白线检测。内部集成了放大、整形、比较、调制等电路，有效探测距离达5cm。最远可