智能小车设计报告书

. Word 资料 智能小车设计报告 专 业： 电子信息工程技术 学 生 姓 名： 史响林 周博超 朱雄 王昌 ? ? ? 师： ?? 完成日期：2014 年 5 月 24 日 . Word 资料 目录 1 绪论 3 2 设计任务 . 2 2.1 设计任务 . 2 3 设计方案 . 3 3.1 任务分析 . 3 3.2 方案框架 . 3 4 系统硬件设计 4 4.1 核心芯片模块AT89S52 4 4.2 电机驱动电路设计 . 4 4.3 超声波测距设计 . 6 4.4 传感器测速的设计 . 8 4.5 LCD1602 显示模块 9 5 系统软件设计 8 5.1 程序设计流程图 8 5.2 关键程序设计 8 . Word 资料 6 心得体会 . 13 附录 1 系统原理图 15 附录 2 系统 PCB 图 . 错误!未定义书签。 附录3 程序清 单.17 1 论绪 智能作为现代社会的新产物， 是以后的发展方向， 他可以按照预先设定的 模 式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达 到 的或是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论 方 案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、 家 用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。同 时 小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的 弥 补，实现经济收益，形成商业价值。 超声波作为智能车避障的一种重要手段， . Word 资料 以其避障实现方便，计算简单， 易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的 要求，在未来汽车智能化进程中 必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国， 在高科技领域也必须占据一席之 地， 未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的， 在这种情况下研究超声波在智 能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未 来智能汽车的研究在世界高科 技领域占据领先地位具有重要作用。 本智能小车 系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了，当驾驶员 因疏忽或打瞌睡 时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离 车道或距障碍物 小于安全距离时，汽车就会发出警报，提醒驾驶员注意，如果 驾驶员没有及时 作出反应，汽车就会自动减速或停靠于路边。 这样的小车还可以用于月球探测 等的无人探月车，帮助我们传达月球上更 多的信息，让我们更加的了解月球， 为将来登月做好充分准备。 这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前 景，在科学考察中，有 很多危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察 车就能够派上用场，在 它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。 设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。采用 AT89S52 单片 机模块作为小车的检测和控制核心；通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出 有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最 优方案进行设计。本次试验利用单片机模块上的按键来控制小车的速度，方向， 及在车体上面装有超声波测距模块利用 LCD1602 显示屏来显示测出来具体距 离。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体 现了智能。 通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各 个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模 . Word 资料 块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定 的环境中智能化运转。 2 设计任务 2.1 设计任务 根据题目目的要求，确定如下方案：首先先购买小车的基本模型以及传动方 案，并根据小车要实现的功能在小车上面按装功能模块， 直流电机 PWM 控制系 统的主要功能包括：实现对直流电机的加速、减速，并且以调整电机的转速，能 够很方便的实现电机的智能控制。主体电路：即直流电机 PWM 控制模块。这 部分电路主要由 AT89S52 单片机 的 I/O 端口、定时计数器、外部中断扩展等 控制直流电机的加速、减速以及转弯，并且可以调整电机的转速，能够很方便的 实现电机的智能控制。 其间是通过 AT89S52 单片机产生脉宽可调的脉冲信号 并输入到 L298 驱动芯片来 控制直流电机工作的。 该直流电机 PWM 控制系统 由以下电路模块组成：设计控制部分： 主要由 AT89S52 单片机的外部中断扩 展电路组成。 直流电机 PWM 控制实现部分主要由电机和 L298 直流电机驱动模 块组成。设计测速部分：装一个传感器测速模块设计显示部分：LCD 数码显示 . Word 资料 部分，实现对超声波测的距离的实时显示。 3 设计方案 3.1 任务分析 智能小车是通过在车体上面装一些功能模块来实现其功能的，其驱动轮的驱 动电机就显的特别重要，我们选用的是直流电机L298N，另外还在车体上装有 . Word 资料 超神波测距模块和液晶显示 LCD1602，就是让其测出的具体的数值显示液晶显 示屏上，测速传感器模块来实现速度的测试，主要就是实现这样一些功能。 3.2 方案框架 A T 8 9 S 5 2 传 感 器 测 速 模 块 电 动 机 驱 动 模 块 L C D 16 02 超 神 波 测 速 模 块 . Word 资料 4 系统硬件设计 4.1 核心芯片模块 AT89C52 （1）AT89C52实物图 图 4.1.1 （2）AT89C52的主要性能参数 ①、与Mcs-51产品指令和引脚完全兼容。 ②、8 字节可重擦写 FLASH 闪速存储器。 ③、1000 次擦写周期 ④、全静态操作：0HZ-24MHZ ⑤、三级加密程序存储器 ⑥、256X8 字节内部 RAM ⑦、32 个可编程 I/0 口线 ⑧、3 个 16 位定时／计数器 ⑨、8 个中断源 ⑩、可编程串行 UART 通道，低功耗空闲和掉电模式 . Word 资料 4.2 电机驱动电路设计 （1）L298N电机驱动PCB板图 图 4.2.1 （2）L298N 电机驱动原理图 图 4.2.2 电机驱动原理图 . Word 资料 （3）L298N 电机驱动原理 ①、主要芯片：L298N、光电耦合器 ②、工作电压：控制信号直流 4.5~5.5V;驱动电机电压 5~30V ③、可驱动直流（5~30V 之间的电压的电机） ④、最大输出电流 2A （瞬间峰值电流 3A） ⑤、最大输出功率 25W ⑥、特点：1、具有信号指示 2、转速可调 3、抗干扰能力强 4、具有续流保护 5、可单独控制两台直流电机 6、可单独控制一台步进电机 7、PWM 脉宽平滑调速（可使用 PWM 信号对直流电机调速） 8、可实现正反转 9、采用光电隔离 ⑦、L298N 逻辑功能表： 左电机 右电机 左电机 右电机 智能小车运行状况 IN1 IN2 IN3 IN4 正转 正转 前进 1 0 1 0 正转 反转 左转 1 0 0 1 正转 停 以左电机为中心原地左转 1 0 1 1 停 正转 右转 1 1 1 0 反转 正转 以右电机为中心原地右转 0 1 0 1 反转 反转 后退 . Word