智能小车设计方案（精品）.doc

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1、智能小车设计方案总体设计软件部分：单片机资源:▼E2PROM(RAM)硬件部分:设计制作思路：本车采用MC9S12DG128单片机为核心，附加外围接口电路,将光电传感器采集的到的道路信息进行综合判别和处理，并通过速度传感器获得当前小车速度，然后发出指令给电机驷动器（包括舵机和欤动电机）控制小车，从而控制小车速度，准确的根据道路特定路线行驶。快速准确的光电感应器信息采集，快速准确的实吋速度控制和单片机进行的综合数据处、理，是小车能够智能实现小车的加速、减速、左右转向。通过车模的组装、传感器的选择与安装、系统电路板的设计与安装、控制算法的设计与调试，从而实现小车自动识别行驶道

2、路，并根据线路实现自动加速、减速和左右转向等功能。1、路径识别软硬件设计2、舵机的控制软件设计3、电机驱动模块设计4、测速模块设计5、整休运行控制系统设计6、串口模块的软硬件设计硬件模块器件：LM2596TLM25757806稳压管或LMI117CS3020型的霍尔元件红外管可采用ST111（ST168或ST602）收发一体的红外管或ISAL6200和TSOP1738的组合.设计实践：1、机械设计：（1）光电传感器的布局（2）舵机的安装（3）测速传感器的安装2、硬件设计：（1）HCS12控制核心（2）电源管理单元（3）路径识别单元（4）车速检测模块（5）舵机控制单元（6）

3、直流驷动机单元3、（1）初始化算法（2）路径离散识别算法（3）路径连续识别算法（4）控制策略及控制算法传感器模块：测速部分：采用霍尔传感器测速，在后车轮粘贴两个小型的永磁体，附近固定一个霍尔传感器，如下图，一个引脚接地，一个接电源，另一个是输岀引脚，只要通过-个上接电阻，接至5V电压，就可以形成开关脉冲信号。后轮电机每转一周期，则可以产生两个脉冲信号。然后单片机通过定时器/计时器捕获这些脉冲,并计算出小车当前的速度值。输岀磁钢Vcc红外传感部分：由于MC9S12MCU具有ATD模块，带有16路AD通道，我们可直接与红外管相接。R2电机驱动模块：该电机采用PWM波控制，由单

4、片机外接两片MC33886芯片来騎动电机。这里利用两个输入OWM信号给INI,IN2进而控制电机正向、反向转动。由于单片MC33886驱动能力有限，所以采用两片MC33886并联来增加驭动能力，并减少单片MC33886的发热。调试模块：方案一：将小车运行需测试的各种参数写入FPROM（RAM）,在通过串口读出EPROM（RAM）的参数用于调试。方案二：也可以用4X4键盘和数码显像管用于显示E，PROM（RAM）所需参数，用于调试。需测量参数：1、在直线上的加速度2.PID控制算法屮的比例系数Kp,积分系数Ki,微分系数Kd（注:讹卜K”｛讹）勺+半［粼）-讹-1）］｝采用

5、离散型的PID算法，人冋1,有四个所需参数心比例参数，％微分时间常数，刁为积分时间常数，丁为采样周期。PID屮的参数可通过试凑法获得，采用目测小车运行结果，先从大点值开始试，肓到达到小车稳定为止。由于方案2增加了键盘扫描稈序和数码管显示稈序，软件复杂稈序增加，所以采用方案1。MCV控制模块：I/O分配：1、PA口用于小车光电管发光控制；2、PT用于车速检测的输入口；3、PB用于显示小车的各种性能参数（串口）；4、PWMO（PPO引脚）与PWM1（PP1引脚）合并用于舵机的PWM控制信号输出；5、PWM2（PP2引脚）与PWM3（PP3引脚）合并用于驱动电机的PWM控制信号

6、输出（电机正转）；6、PWM4（PP4引脚）与PWM5（PP5引脚）合并用于驱动电机的PWM控制信号输出（电机反转）；7、PAD口用于传感器光电接收管电压信号的输入口。软件部分电机与舵机都使用数字PID控制算法控制。