电动多功能小车的设计制作.doc

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1、论文编码（原论文分类号）：首都师范大学本科学生毕业论文电动多功能小车的设计制作（硬件部分）Designandmanufactureofthemultifunctionalmobilecar(Thehardwarepart)论文作者刘生有院系信息工程学院专业电子信息工程学号1041000185指导老师闵子建完成日期2008年5月1日摘要电动多功能小车作为一种轮式移动机器人.是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统。本文基于自动引导车智能控制系统.以小车精确、快速跟踪给定路径为控制目标.研究了自动引导车路

2、径跟踪控制策略及其实现:并通过芯片STC2C5404对智能小车实行双闭环控制.从而达到对小车的速度实现精确的控制。关键词：单片机电动小车传感器自主寻迹Abstractmultifunctionalmobilecarisamobilerobotor,Thissystemisincludingcollectinginformation,makeadecision,automaticdrivingandsoon.Thetopicofthispaperishowtoexactandfastgoingontheroad,andhow

3、toachievetrajectorytracking.WecanachievethefasttracktheroadbyTL494indoubleclosed-loopcontrol.Keywords:Single-chipmicrocomputerElectro-motioncarSensorAuto-searchingtrack;目录第一章引言1第二章系统概述22.1系统设计指标22.2设计框图42.3系统基本工作原理4第三章路面检测部分53.1路面检测的组成结构53.2方案选择53.2.1用光敏电阻组成光敏探测器5

4、3.2.2反射式光电传感器53.3比较电路的设计73.4路面检测综合设计电路83.5平衡检测模块93.5.1方案选择93.5.2设计电路10第四章单片机控制及显示部分114.1选择单片机114.2显示器选择114.3单片机开发板电路与软件流程图134.3.1单片机开发板电路134.3单片机通信144.3.1ISP与IAP介绍144.3.2串行通讯电路14第五章电机控制驱动电路165.1电路设计目标165.2电路设计165.3电路分析185.4器件选择20第六章硬件抗干扰设计226.1形成干扰的基本要素226.2抗干扰设计2

5、2总结23致谢24参考文献25附录26附录I：小车实物图26附录II：寻迹程序30第一章引言本简易智能电动车采用简单的人工智能技术，以单片机为核心，以光电传感器探测路面黑白条为引导方式，以平衡检测传感器所返回的信号为平衡判断依据，加以PWM电机控制，可以自动寻迹，变速行驶，正向逆向行驶，寻迹运行，显示运动状态以及测量显示全程时间，采用LED实时显示各状态的时间。控制以STC12C5404来控制，在控制电路与驱动电路加以光电耦合用来避免干扰。整机使用双电源分别给电机部分、传感器和芯片部分供电。最终实现了项目的各项功能。同时，

6、本项目主要是想锻炼下我们的动手能力为将来更深入的研究打下基础。本文共分为六章。前两章介绍了该系统的基本组成和基本工作原理。第三章至第五章详细叙述了该系统不同部分的电路设计、工作原理及元器件选择。第六章叙述了硬件抗干扰设计、系统PCB图的制作和调试过程。第二章系统概述2.1系统设计指标一、准备设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。配重的位置可以在从始端开始的200mm～600mm范围内调整，调整步长不大于50mm；配重可拆卸。电动车从起始端A出发，可以自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡

7、状态示意图分别如图2.1和图2.2所示。图2.1起始状态示意图图2.2平衡状态示意图二、要求1.小车基本要求在不加配重的情况下，电动车完成以下运动：（1）电动车从起始端A出发，在30秒钟内行驶到中心点C附近；（2）60秒钟之内，电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态，保持平衡8秒钟，并给出明显的平衡指示；（3）电动车从（2）中的平衡点出发，30秒钟内行驶到跷跷板末端B处（车头距跷跷板末端B不大于50mm）；（4）电动车在B点停止5秒后，1分钟内倒退回起始端A，完成整个行程；（5）在整个行驶过程中，电动车始终在跷跷板上，并

8、分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。2.发挥部分将配重固定在可调整范围内任一指定位置，电动车完成以下运动：（1）将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点300mm以外、90°扇形区域内某一指定位置（车头朝向跷跷板），电动车能够自动驶上跷跷板，如图3所示：（2）电动车在跷跷板上取得平衡，给出明显的平衡指示，