智能小車設(shè)計(jì)方案

1、軟件部分:單片機(jī)資源:硬件部分:智能小車設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)制作思路：本車采用MC9s12DG128單片機(jī)為核心，附加外圍接口電路，將光電傳感器采集的到的道路信息進(jìn)行綜合判別和處理，并通過速度傳感器獲得當(dāng)前小車速度，然后發(fā)出指令給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（包括舵機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)）控制小車，從而控制小車速度，準(zhǔn)確的根據(jù)道路特定路線行駛。快速準(zhǔn)確的光電感應(yīng)器信息采集，快速準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)速度控制和單片機(jī)進(jìn)行的綜合數(shù)據(jù)處、理，是小車能夠智能實(shí)現(xiàn)小車的加速、減速、左右轉(zhuǎn)向。通過車模的組裝、傳感器的選擇與安裝、系統(tǒng)電路板的設(shè)計(jì)與安裝、控制算法的設(shè)計(jì)與調(diào)試，從而實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識別行駛道路，并根據(jù)線路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速、減速和左右轉(zhuǎn)向等功

2、能。1、路徑識別軟硬件設(shè)計(jì)2、舵機(jī)的控制軟件設(shè)計(jì)3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)4、測速模塊設(shè)計(jì)5、整體運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6、串口模塊的軟硬件設(shè)計(jì)硬件模塊器件：LM2596TLM25757806穩(wěn)壓管或LM1117CS3020型的霍爾元件紅外管可采用ST111（ST168或ST602）收發(fā)一體的紅外管或ISAL6200和TSOP1738的組合.設(shè)計(jì)實(shí)踐：1、機(jī)械設(shè)計(jì)：（1）光電傳感器的布局（2）舵機(jī)的安裝（3）測速傳感器的安裝2、硬件設(shè)計(jì)：（1）HCS12控制核心（2）電源管理單元（3）路徑識別單元（4）車速檢測模塊（5）舵機(jī)控制單元（6）直流驅(qū)動(dòng)機(jī)單元3、軟件設(shè)計(jì)：（1）初始化算法（2）路徑離散識別算法（

3、3）路徑連續(xù)識別算法（4）控制策略及控制算法小車位置啟動(dòng)電機(jī)由初設(shè)初速行駛N磁鋼紅外傳感部分:直接與紅外管相接。Vcc由于MC9s12MC8有ATDf塊，帶有16路AD通道，我們可R1R2Vcc.傳感器模塊：測速部分：采用霍爾傳感器測速，在后車輪粘貼兩個(gè)小型的永磁體，附近固定個(gè)霍爾傳感器，如下圖，一個(gè)引腳接地，一個(gè)接電源，另一個(gè)是輸出弓I腳，只要通過一個(gè)上接電阻，接至5V電壓，就可以形成開關(guān)脈沖信號。后輪電機(jī)每轉(zhuǎn)一周期，則可以產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號。然后單片機(jī)通過定時(shí)器/計(jì)時(shí)器捕獲這些脈沖，并計(jì)算出小車當(dāng)前的速度值。M1123采集路面信息電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：該電機(jī)采用PWM空制，由單片機(jī)外接兩片MC338

4、86E片來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這里利用兩個(gè)輸入OWMt號給IN1,IN2進(jìn)而控制電機(jī)正向、反向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于單片MC3388哪動(dòng)能力有限，所以采用兩片MC3388科聯(lián)來增加驅(qū)動(dòng)能力，并減少單片MC33886勺發(fā)熱。調(diào)試模塊：2方案一：將小車運(yùn)行需測試的各種參數(shù)寫入EPROM（RAM），在通過用口讀出EPROM（RAM）的參數(shù)用于調(diào)試。2八方案二：也可以用4X4鍵盤和數(shù)碼顯像管用于顯示EPROM（RAM）所需參數(shù)，用于調(diào)試。需測量參數(shù)：1、在直線上的加速度2、PID控制算法中的比例系數(shù)Kp,積分系數(shù)Ki,微分系數(shù)Kd（注:TkT0uk=Kpekeek）-ek-1采用離散型的PID算法，Ti-T，有四個(gè)所需k參

5、數(shù)p比例參數(shù)，T0微分時(shí)間常數(shù)，為積分時(shí)間常數(shù)，T為采樣周期。PID中的參數(shù)可通過試湊法獲得，采用目測小車運(yùn)行結(jié)果，先從大點(diǎn)值開始試，直到達(dá)到小車穩(wěn)定為止。由于方案2增加了鍵盤掃描程序和數(shù)碼管顯示程序，軟件復(fù)雜程序增加，所以采用方案1。MCV控制模塊：I/O分配:1、PA口用于小車光電管發(fā)光控制；2、PT用于車速檢測的輸入口；3、PB用于顯示小車的各種性能參數(shù)（串口）；4、PWMO（PPO引腳）與PWM1（PP1引腳）合并用于舵機(jī)的PWM控制信號輸出；5、PWM2（PP2引腳）與PWM3（PP3弓I腳）合并用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM控制信號輸出（電機(jī)正轉(zhuǎn)）；6、PWM4（PP4弓|腳）與PWM5（PP5弓|腳）合并用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM控制信號輸出（電機(jī)反轉(zhuǎn)）；7、PAD口用于傳感器光電接收管電壓信號的輸入口。軟件部分電機(jī)與舵機(jī)都使用數(shù)字PID控制算法控制。減速到停止結(jié)