智能小车制作

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1、C甲022132011年全国大学生电子设计竞赛智能小车设计单位:聊城大学设计者:指导老师:王宝兴曹银杰杨少卿2011年9月3日目录一、总体方案设计及方案选择11.1、方案一:循迹法11.2、方案二:半循迹法11.3、方案比较选择11.4、主控系统21.5、电机驱动模块21.6循迹模块31.7避障模块41.8机械系统51.9电源方案5二、硬件电路与程序设计52.1、总体框架设计52.2、红外道路检测电路设计62.3、L298N电机驱动及单片机电路设计72.4、超声波测距部分电路设计72.5、程序设计流程7三、测试方法与测

2、试结果8四、结束语9参考文献9摘要:本车利用红外对管检测黑线与障碍物,并以STC12C5A60S2单片机为控制芯片控制电动小车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成,速度由单片机输出的PWM波控制。当到达超车区时,通过超声波测距模块,快速定位前后车的位置,再通过无线串口进行,双机通信。关键字:智能小车;STC12C5A60S2单片机;L298N;红外对管;超声波测距模块;无线串口。Abstract:theuseofinfrareddetectionoftheblackthread

3、andtheobstacles,andtoSTC12C5A60S2microcomputercontrolchiptocontroltheelectriccarspeedandsteering,therebyrealizingtheautomatictrackingandobstacleavoidancefunction.ThecarisdrivenbyaL298Ndrivecircuit,speedoutputbytheMCUPWMwavecontrol.Whenreachingtheovertakingzone,t

4、hroughtheultrasonicrangingmodule,rapidpositioningoffrontandrearposition,againthroughthewirelessserialcommunicationbetweentwocomputers.Keywords:intelligentcar;singlechipSTC12C5A60S2;L298N;infraredtube;ultrasonicrangingmodule;wirelessserial.10智能小车一、总体方案设计及方案选择1.1、

5、方案一本方案采用小车循迹,小车一开始先向外侧行驶,沿外边缘循迹行驶,在检测到第一条竖线时,转向内环,沿内边缘循迹行驶,当检测到超车标志时,给第二辆小车发送超车信号,让第二辆车做好超车准备,与此同时速度放慢,让第二辆车成功超车。依次循环交替,交替超车。其中,在超车时,为保持速度,后边的车进入超车去沿虚线超车,前边的车沿外环行驶,超车后,两车都沿外环行驶,按上边形势往复行驶。1.2、方案二本方案采用半循迹的方法,将超车区作为一条标志线对待,小车在检测到循迹线条竖线时直走,检测到其余大约1cm直线时左转弯,在车头处安装6个并

6、排红外对管,能根据检测竖线先后自由调节车头的位置,使小车的方向在行驶中得到自由调节,当小车检测到边缘黑带时自动向内调转方向,当检测到超车标志时,通过无线给第二辆小车发送超车信号,让第二辆车做好超车准备,通过超声波测距根据两车的距离来同时把车速度放慢,让第二辆车成功超车。1.3、方案比较选择方案一,控制方便,操作性强,可在不同的环境下得到更好的控制,也可通过PWM控制小车的速度。方案二,小车进行半循迹控制,速度较快,但控制较难,编程复杂,而且会受环境影响。根据智能小车的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光

7、电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车10的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。所以选择方案一。1.4、主控系统根据设计要求,我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。据此,拟定了以下两种方案并进行了综合的比较论证,具体如下:方案一:选用一片CPLD(如EPM7128LC84-15)作为系统的核心部件,实现控制与处理的功能。CPLD具有速度快、编程容易、

8、资源丰富、开发周期短等优点,可利用VHDL语言进行编写开发。但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。同时,CPLD的处理速度非常快,而小车的行进速度不可能太高,那么对系统处理信息的要求也就不会太高,在这一点上,MCU就已经可以胜任了。若采用该方案,必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。为此,我们不采用该种方案,进而提出了第二种

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