第六屆合肥學(xué)院電子設(shè)計(jì)大賽報(bào)告

1、第六屆合肥學(xué)院電子設(shè)計(jì)大賽報(bào)告競賽題目：智能小車參賽隊(duì)伍：電氣自動(dòng)化隊(duì)員姓名：李揚(yáng)虎李歡丁福雙隊(duì)員學(xué)號(hào)：070507603407050760200705076019目錄一、系統(tǒng)組成 .2 b5E2RGbCAP二、方案比較 .3 p1EanqFDPw1、巡跡方案比較 .3DXDiTa9E3d2、控制電機(jī)方案比較 .4RTCrpUDGiT3、顯示設(shè)備方案比較 .45PCzVD7HxA4、聲光信號(hào)設(shè)備方案 .4 jLBHrnAILg1 / 8三、電路設(shè)計(jì) .5 xHAQX74J0X1、巡跡電路設(shè)計(jì) .5LDAYtRyKfE2、尋光電路設(shè)計(jì) .5Zzz6ZB2Ltk3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) .6 dvzf

2、vkwMI1四、軟件設(shè)計(jì) .6rqyn14ZNXI2、按流程圖編寫程序并調(diào)試結(jié)果.7 EmxvxOtOco3、數(shù)據(jù)分析 .7 SixE2yXPq5五、總結(jié)與體會(huì) .76ewMyirQFL六、參考文獻(xiàn) .7kavU42VRUs1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 .8y6v3ALoS892、程序代碼： .8M2ub6vSTnP【摘要】：本次設(shè)計(jì)的簡易智能電動(dòng)小車，使用 AT89C52 作為小車的檢測和控制核心。根據(jù)題目設(shè)定的行進(jìn)及具體要求，分別采用紅外傳感器進(jìn)行尋跡行駛、黑帶采集及變速行駛，采用直流減速電機(jī)對(duì)小車實(shí)行較精確定位，由LCD 顯示出各項(xiàng)功能知識(shí)。由數(shù)碼管進(jìn)行行駛時(shí)間顯示，由蜂鳴器及LED 構(gòu)成聲光提

3、示電路。最后，小車的運(yùn)行過程中的各種自動(dòng)化過程由單片機(jī)通過編程實(shí)現(xiàn)。0YujCfmUCw【關(guān)鍵詞】： AT89S52巡跡步進(jìn)電機(jī)紅外對(duì)管顯示【 Abstract 】The simple design of intelligent electric car, using AT89C52 as a car detection and control core. According to the subject specific requirements set by the road and were seeking infrared sensors to track vehicles with

4、black belt collection and speed driving, use of DC gear motor is a more accurate positioning of the car by the LCD display a knowledge of the variousfunctions. Digital tube running from the time indicated by the buzzer and the LED circuit constitutes a sound and light tips. Finally, the car running

5、in the process of a variety of automated processes by the MCU through the programming. eUts8ZQVRd【 Keyword 】 AT89S52 Patrol track stepper motor phototube display sQsAEJkW5T一、系統(tǒng)組成本設(shè)計(jì)課題要求小車在90 秒時(shí)間之內(nèi)跑完要求設(shè)計(jì)的跑道，并能檢測聲光信號(hào)發(fā)出報(bào)警。 其中還可自我發(fā)揮，即具有避障，實(shí)時(shí)記錄顯示行駛路程和速度等等。具體系統(tǒng)方框圖如下所示：GMsIasNXkA2 / 8尋 光D 點(diǎn)檢測AT89S52步進(jìn)電機(jī)巡跡液

6、晶顯示二、方案比較1、巡跡方案比較方案一： 采用普通發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線發(fā)射強(qiáng)烈， 光線照射到黑線上面時(shí)，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。但是該方案在實(shí)際使用時(shí)，容易受到外界光源的干擾，有時(shí)甚至檢測不到。主要是因?yàn)榭梢姽獾姆瓷湫Ч乇淼钠教钩潭?、地表材料的反射情況都有直接關(guān)系。雖然可采取超高亮度發(fā)光二極管降低一定的干擾，但這又增加額外的功率損耗。 TIrRGchYzg方案二： 采用反射式紅外對(duì)管，即利用紅外線在不同顏色

7、的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)， 在小車行駛過程中紅外發(fā)射管不斷發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射， 若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。單片機(jī)就是通過接收到的高低電平為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。雖然此方案易受環(huán)境的影響，識(shí)別的可靠程度不高，但是由于其結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧， 易于安裝， 完全能用多個(gè)該傳感器構(gòu)成高精度的控制輻射3 / 8網(wǎng)絡(luò)提高識(shí)別的可靠性、準(zhǔn)確性，考慮到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，因此我們選擇方案二。7EqZcWLZNX2、控制電機(jī)方案比較方案一：利用步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確定長步進(jìn)性能方便的實(shí)

8、現(xiàn)調(diào)速和方向的偏轉(zhuǎn)，且能準(zhǔn)確的測量速度、 路程以及時(shí)間， 簡化編程和硬件連接的工作量。但是步進(jìn)電機(jī)在與機(jī)械配合的小車改裝上難度極大，非短時(shí)間所能完成。該方案實(shí)現(xiàn)較困難。lzq7IGf02E方案二：用玩具小車上自帶的雙直流電機(jī)，只需對(duì)后輪電機(jī)進(jìn)行簡單改造，加上一個(gè)齒輪減速裝置即可，兩電機(jī)分別負(fù)責(zé)小汽車的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向的功能，依據(jù)外圍紅外反射傳感器所采集到的信息可以補(bǔ)足直流電機(jī)定位不準(zhǔn)的缺點(diǎn)，同時(shí)紅外反射傳感器的使用還能實(shí)現(xiàn)比較準(zhǔn)確的尋跡行駛，用較好的控制算法及特色硬件來提高小車的整體性能，可具有很高的性能/ 價(jià)格比。經(jīng)比較，采用方案二。zvpgeqJ1hk3、顯示設(shè)備方案比較方案一：采用傳統(tǒng)數(shù)碼管作

9、為顯示設(shè)備。傳統(tǒng)數(shù)碼管具有低能耗、低損耗、低壓、長壽命、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫的特點(diǎn)；對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)；同時(shí)其精度比較高，精確可靠，操作簡單，程序編寫容易，資源占用少。本設(shè)計(jì)要求顯示的內(nèi)容較多， 如果利用傳統(tǒng)數(shù)碼管來顯示，則需要好幾塊數(shù)碼管，這樣占用單片機(jī)很多的I/O 口，并且不夠美觀， 也不易區(qū)分各塊數(shù)碼管顯示的是什么內(nèi)容。所以，該方案不被采用。 NrpoJac3v1方案二：采用液晶顯示屏（LCD ）顯示時(shí)間和路程。液晶顯示器具有功耗低、無輻射危險(xiǎn)、平面直角顯示以及影像穩(wěn)定等，可視面積大， 畫面效果好， 也可以顯示漢字，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)， 顯示內(nèi)容多等特點(diǎn)。因

10、此， 只要用一塊液晶顯示器就可以顯示設(shè)計(jì)要求的全部內(nèi)容。此外，液晶顯示器與單片機(jī)連接電路較簡單，且占用的I/O 口較少。通過比較，我們采用方案二，用LCD12864 進(jìn)行顯示。 1nowfTG4KI4、聲光信號(hào)設(shè)備方案該項(xiàng)設(shè)計(jì)中，要求小車到達(dá)區(qū)入口處D 點(diǎn)時(shí)，停留5 秒，并能發(fā)出斷續(xù)聲光報(bào)警。到停止線 E 處時(shí)，小車車身中心點(diǎn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)停止線，誤差控制在±2cm，并能發(fā)出斷續(xù)聲光報(bào)警。在發(fā)聲方面，使用蜂鳴器代替揚(yáng)聲器，因?yàn)閾P(yáng)聲器功耗比較大，體積也較大，而本設(shè)計(jì)4 / 8對(duì)聲音信號(hào)要求不高，所以我們使用功耗與體積都較小的蜂鳴器。而在發(fā)光方面， 我們選擇普通的發(fā)光二極管。fjnFLDa5Zo三、電路設(shè)計(jì)1、巡跡電路設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)采用紅外對(duì)管構(gòu)成的紅外傳感器，具體電路如圖所示：紅外對(duì)管電路我們在小車的前端底部安裝三對(duì)相同的紅外對(duì)管， 用來檢測地面信號(hào)， 每個(gè)紅外對(duì)管都有一個(gè)發(fā)射管和一個(gè)接收管，發(fā)射管發(fā)射紅外線到地面