智能公交小车系统的设计与实现论文

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1、智能公交小车系统的设计与实现毕业论文目录绪论11.方案设计与论证21.1系统原理系统21.2硬方案比较和选择22.硬件设计42.189C52RC单片机控制模块42.1.189C52RC主要性能42.1.2最小应用系统设计42.1.3时钟电路52.1.4复位电路62.2直流调速系统72.3驱动82.4比较器102.5信息采集系统102.5.1循迹电路原理分析112.6显示电路设计133.软件设计143.1主程序设计153.2宏定义函数163.3初始化子程序设计163.4延时子程序设计183.5定时子程

2、序设计193.6扫描子程序设计213.6.1小车结构设计213.6.2光电扫描状态233.7报警子程序设计26413.8电机控制子程序设计274.测试数据、测试结果分析30结论及致谢31参考文献34附录A智能小车公交系统总程序清单35附录B硬件原理图、以及实物图片4141绪论伴随着科学技术的发展,智能系统在社会各领域的作用越来越大,对智能机器人、智能小车系统的研究已成为热门课题。现如今世界上已有许多国家都积极地在智能系统的制造领域投入大量物力和精力,很多专业组织和人士纷纷想建造一个平台,互相交流各国

3、智能系统技术和发展方向和水平,其中亚广联组织的智能小车电视大赛就迎合了大多数人对智能系统的热爱。对于竞赛中使用的智能系统,其控制器是整个智能控制系统的核心,直接关系到系统工作的效率和性能。对于控制器的选型要遵循以下原则:控制器必须具有有较强的抗干扰能力,具有较快的运算速度和具备很强的数据处理能力;小型化功能强大;内置不小于32kB的程序存储空间;内置不小于2kB的数据存储空间;具备足够的I/O端口;具备至少3个定时器/计数器;灵活方便的编程调试方式;另外要具有常见的封装形式。基于以上这些原则和分析了

4、设计任务和要求,确定了该设计基于单片机设计而来。根据导师的指示，充分研究分析智能公交小车循迹系统，结合设计要求和任务进行设计开发。该项目可完成小车寻迹、停车、小车速度控制等。根据设计要求，确定了如下的设计方案：通过改装购买来的小车，在小车底盘的基础上加装寻迹模块（光电传感器）、PWM调制模块（控制电机转速）、电源模块、单片机、蜂鸣器。这样便能实现小车寻迹、报站、停止等一系列动作。该方案通对电机进行实时控制，以达到精准控制的目的。在本设计中采用89C52RC单片机作为运算和控制核心，使用光电传感器对黑

5、线进行寻迹，将采集的信号处理后作为PID的入口参数，通过PID运算产生控制信号，再将控制信号传送给L298N从而实现对电机控制，使用五个光电传感器采集信号，通过分析采集到的信号，产生控制信号，控制电机实现左大转、左小转、右大转、右小转、刹车、惰行、反转。另外，通过PWM模块实现对速度的调制；本设计就是采用的是通用89C52RC单片机作为智能小车公交系统的控制和运算中枢，89C52RC单片机是一款通用的8位CMOS微控制器，功耗小性能好，易于编程。411.方案设计与论证设计任务要求：设计并制作一智能公

6、交小车系统。要求该智能小车系统能按设定的速度稳定地在引导线上行驶。在设定的位置停止设置的时间，到达引导线末端自动停止前进。引导线黑色宽度2.5cm，每站停留时间5秒并鸣笛。1.1系统原理分析设计任务要求该智能小车公交系统应该包括这些模块：控制模块、驱动模块、比较器模块、信息采集模块、LED显示模块、电机。通过红外光电传感器采集小车行驶时路面状况（循迹），然后将采集到的信号通过单片机分析处理后产生控制信号，控制小车调速、转弯、报站、刹车等；由于单片机输出电流不能驱动电机，所以需要外加驱动电路模块来驱动

7、电机。另外通过LED显示小车状态。系统框图如图1.1所示控制处理器89C52RC驱动电路比较器信息采集模块LED显示电机图1.1系统框图1.2方案比较和选择根据设计要就，智能小车公交系统的控制模块可以采用如下方案：方案一：采用89C52RC单片机，它是一款通用性的低功耗、高性能CMOS，8位微控制器。使用了STC公司的高密度非易失性存储器制造技术。89C52RC具有以下标准功能：8k字节程序存储器Flash（闪存），256字节数据存储器RAM，三个16位定时器/计数器，四个八位可编程并行输入输出口，

8、看门狗定时器，2两个数据指针，八个两级（0和1）中断源，全双工串行口，片内晶振以及时钟电路。另外，89C52RC可降至0Hz静态逻辑操作，支持两种模式。在空闲模式下，CPU工作停止，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电模式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。使得89C52RC单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。41方案二：选用AVR单片机Atmega128L，Atmega128L