电子系统设计例子小车课件.ppt

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1、简易智能电动车主讲人:张胜赛题任务书二场地（1）跑道上面铺设白纸，薄铁片置于纸下，铁片厚度为0.5～1.0mm。（2）跑道边线宽度5cm，引导线宽度2cm，可以涂墨或粘黑色胶带。示意图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。（3）障碍物1、2可由包有白纸的砖组成，其长、宽、高约为50cm12cm6cm，两个障碍物分别放置在障碍区两侧的任意位置。（4）电动车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控，其外围尺寸（含车体上附加装置）的限制为：长度≤35cm，宽度≤15cm。（5）光源采用200W白炽灯，白炽灯泡底部距地面20cm，其位置如图13.1所示。赛题

2、任务书二要求（1）小车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），沿引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。（2）电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。（3）电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不

3、得与其接触。（4）电动车完成上述任务后应立即停车，但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。1.基本要求赛题任务书赛题任务书——要求2.发挥部分（1）电动车在“直道区”行驶过程中，存储并显示每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。（2）电动车进入停车区域后，能进一步准确驶入车库中，要求电动车的车身完全进入车库。（3）停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。（4）其它。赛题任务书主要内容:*对赛题要求的分析*部分电路设计*结果演示*小结*展望智能小车设计（解析）由实际的移动小车控制要求出发，接下来便要确定小车控制板的电气功能

4、，针对本例，可分为以下几大电气功能模块。小车驱动部分从小车实际行走的路线可知，小车不仅需要走直线，而且在跟踪黑色轨迹时需要拐弯，为了简化小车的机构设计，设计时采用分别独立驱动左右轮的方式。这样小车可以实现任意方向的改变。车轮使用直流电机直接驱动。对赛题要求的分析轨迹跟踪小车在移动过程中，为了能够跟踪黑色轨迹线不让小车偏离轨迹，小车底部必须安装有能够检测黑色轨迹线的传感器，即能够分辩出黑白两种颜色。如将两个相同传感器分别安装在黑色轨迹线的两侧，则通过检测到两个传感器的信号来决定小车的行走方向，就能使小车总是沿着黑色轨迹线移动。1.对赛题要求的分析

5、铁块探测和距离计算小车在移动的过程中，还需探测金属铁片，这可以通过在小车车底安装金属传感器来实现。每当小车遇到金属铁片时，控制系统启动计算铁片距离的程序。而实现距离的测量方法有很多种，可采用了比较简单和经济的实现方法，即在左右车轮上安装编码盘，通过光电开关来测量车轮转过的圈数，根据车轮周长可计算出小车从开始处到所测到的铁片处的距离。1.对赛题要求的分析避障和光源检查小车如果能够实现避障，首先必须能够检查到前方有障碍物，实现这种功能的传感器很多，如超声波测距仪、红外测距仪。本例由于无需测量小车和障碍物之间的距离，故可采用红外线接受和发射传感器就能

6、判别前方有无障碍物，通过程序控制就能很好地实现小车的避障了。光源的检查比较复杂，但基本实现的原理仍采用红外接受管，因为白织灯发出的是红外光，而且越靠近它光就越强烈，据此就能实现进车库，但采用的光属于模拟信号，所以需要进行模数转换。1.对赛题要求的分析主控制单元由于小车的控制系统比较简单，而且控制任务需要的实时性也不高，故采用单片机来组建控制系统，应该是比较合理和经济的。1.对赛题要求的分析2.部分电路设计2.1CPU电路采用比较常用的51单片机at89c51，该单片机具备了2个定时器、6个中断源、片上集成了4K的Flash和128字节的RAM，

7、丰富的I/O资源。如图所示是用于轨迹跟踪的四路传感器电路原理图，图中右边的红外发射光和红外接受管是为了演示用的，实际安装过程中就把红外接受和发射管的引脚连接到接插件上。其跟踪黑色轨迹线的原理是根据红外线发射管发射的红外光分别被白色和黑色图纸反射的光的强弱，就能使红外接受管导通在不同的阻值之上，由此LineX_Rcv处的电压就会发生改变，通过将此电压与设定的参考电压进行比较，就可知道反射光的强弱，也就知道是否检测到黑色轨迹线了。2.2控制器的选择2.3电机驱动移动小车采用直流电机直接驱动，为了简化电路，本例直接采用集成电机驱动芯片L293E，L2

8、93E是著名的SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A。如图2所示为电机驱动电路，图3所示是电机控制的H-