位移控制小車

1、智能小車項(xiàng)目建議書(shū)實(shí)驗(yàn)題目：智能小車學(xué)院：電子信息學(xué)院專業(yè)：電子信息工程實(shí)驗(yàn)者：劉嵩濤學(xué)號(hào)：1228401199指導(dǎo)老師：施國(guó)梁項(xiàng)目背景社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，使得人們對(duì)生活中的很多事物都提出 了更高的要求，就像人們自己走累了便 想到了坐車，所以馬車出現(xiàn) 了；而馬車已經(jīng)滿足不了人們對(duì)速度的追求的時(shí)候，便又發(fā)明了汽車， 所以科技創(chuàng)新是基于人們的需要而出現(xiàn)的；那么到了現(xiàn)在這個(gè)普通汽 車已經(jīng)很普遍的掌控在人們手中的時(shí)候，一個(gè)新的概念便被提了出 來(lái)，它就是智能車。其實(shí)，智能車研究最早都是在一些科技發(fā)達(dá)的國(guó) 家進(jìn)行的，所以比較早接觸智能車領(lǐng)域的一些國(guó)家已經(jīng)對(duì)智能車輛進(jìn) 入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模的研究階段。

2、我國(guó)智能車的研究起步較晚， 所以很多還集中在某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)的研究上，不過(guò)對(duì)于智能車技術(shù)的探 索卻如雨后春筍；各種智能車大賽層出不窮，各高校及研究機(jī)構(gòu)也紛 紛加入智能車的研究行列。設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)與后退，并在運(yùn)行了規(guī)定的距離后及 時(shí)停車。本實(shí)驗(yàn)采用基于單片機(jī)控制智能小車的設(shè)計(jì)方案，并采用模塊化 的設(shè)計(jì)思想，以求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，思路清晰，利于軟硬件的設(shè)計(jì)與聯(lián)合調(diào) 試。小車的硬件設(shè)計(jì)1.小車控制器方案一：采用MC9S12DG128單片機(jī)，該單片機(jī)以運(yùn)算速度很快的CPU12 內(nèi)核為核心的單片機(jī)，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)后，時(shí)鐘頻率可達(dá)到40MHz，內(nèi)部Flash高 至128KB，擁有2組各8路10位A/D、

3、16路I/O 口，有功能強(qiáng)大的8位PWM 輸出共8路，以及8路16位增強(qiáng)型定時(shí)器（ECT），相比STC89C52單片機(jī) 它編程更加簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快；但是成本較高且短時(shí)間內(nèi)不易掌握。方案二：采用STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng) 提供高靈活、有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié) RAM，32位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位 電路，三個(gè)16位 定時(shí)器

4、/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口 3。其完全可以滿足本設(shè)計(jì)對(duì)小車功能的要求，并且價(jià)格便宜；所以本設(shè)計(jì) 最終選用STC89C52單片機(jī)作為其控制芯片。小車驅(qū)動(dòng)電路使用大功率三極管組成H型PWM電路，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速，從而控制車速。用單片機(jī)控制H橋，使之工作在占空比可調(diào) 的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。該電路由于工作在管子的飽和 截止模式下，效率非常高。H橋電路可以保證簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向 可調(diào)，且電子開(kāi)關(guān)速度很快，穩(wěn)定性極強(qiáng)。為了提高該電路的穩(wěn)定性，并且提高設(shè)計(jì)電路的集成度，因此采用了 L298N驅(qū)動(dòng)芯片接小車馬達(dá)，并加電容去耦和二極管保護(hù)外圍 電路。小車運(yùn)動(dòng)距離檢測(cè)在齒輪箱中安

5、裝透射式光電開(kāi)關(guān)，測(cè)出變速齒輪的每秒轉(zhuǎn)速，用變速比和 車輪周長(zhǎng)計(jì)算出線速度，積分求行駛距離。但在齒輪箱中使用光電開(kāi)關(guān)，要求有足夠的安裝位置，不能影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 機(jī)械動(dòng)作。其優(yōu)點(diǎn)是工作穩(wěn)定。參數(shù)設(shè)定與顯示采用按鍵設(shè)定運(yùn)行方向及運(yùn)行距離，并通過(guò)LCD （暫定1602） 顯示出來(lái)。二、小車的軟件設(shè)計(jì)由單片機(jī)輸出2路PWM波信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的 速度，并用4路IO 口控制小車的運(yùn)行方向。開(kāi)始時(shí)，調(diào)整PWM波占空比，使小車逐漸加速到某一預(yù)定合適 的速度。運(yùn)行過(guò)程中，光電傳感器將車輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)， 單片機(jī)計(jì)算出小車運(yùn)行的距離。當(dāng)達(dá)快要到設(shè)定距離時(shí)，調(diào)整PWM波占空比，使小車慢慢減速， 達(dá)到預(yù)定位置后剎車。時(shí)間表第一周硬件采購(gòu)；軟件調(diào)試，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)按鍵及顯示第二周硬件調(diào)試；軟件調(diào)試，使單片機(jī)產(chǎn)生PWM波第三周軟硬聯(lián)合調(diào)試，測(cè)出小車