智能小车设计方案
目 录
1. 设计任务 .................................................... 1 2.设计要求及原理分析 ........................................... 1
2.1基本要求: ............................................... 1 2.2原理分析 ................................................. 1 2.2.1电控系统分析 ........................................ 1 2.2.2机械系统分析 ........................................ 2 2.2.3传感器设置与布局分析 ................................ 2 3.传感器和总控电路的选型与工作方式选取 ......................... 3
3.1红外探测器的选型与工作方式 ............................... 3 3.1.1红外探测器的选型 .................................... 3 3.1.2主动式红外探测器的工作方式选取 ...................... 4 3.2超声探测器的选型与工作方式 ............................... 4 3.2.1超声探测器的选型 .................................... 4 3.2.2用超声波探测器测距的工作方式的选取 .................. 5 3.3总控电路的选型 ........................................... 5 4.方案比较与选择: ............................................. 6
4.1引导线识别模块 ........................................... 7 4.2显示模块: ............................................... 8 4.3测速模块: ............................................... 9 4.4控速模块: ................................................. 10
4.5障碍探测模块方案分析与比较 .............................. 11
4.6刹车机构功能方案比较 .................................... 13 4.7复位电路模块: .......................................... 13 4.7遥控模块: ............................................... 14 5最小系统图: ................................................. 14 6最终PCB板图: ............................................... 16 7程序框图: ................................................... 16 8系统程序: ................................................... 19 9调试 ......................................................... 27 参考文献 ...................................................... 28 附录一 ........................................................ 29 附录二: ....................................................... 30 附录三: ...................................................... 45 附录四: ...................................................... 45
1. 设计任务
任务1:小车能够实时测出与障碍物间的距离～并通过液晶实时显示。 任务2:小车在启动后的一段距离内加速～达到最大速度后匀速行驶～在距离障碍物一定距离后减速～要求不能碰到障碍物。 2.设计要求及原理分析
2.1基本要求:
, 小车能够实时测距～可以考虑采用超声波测距, , 小车的状态能够实时通过液晶显示, , 小车能够实现自动控制, , 小车可遥控,
注:带下划线的部分为学生发挥部分。 2.2原理分析
2.2.1电控系统分析
根据设计要求～我们认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题～并且输入量属于低速开关量～对于低速开关量复杂程序控制应用
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单片机技术比较合适～初步计划使用单片机作为核心器件来完成本设计。 2.2.2机械系统分析
在题目中没有要求精确的转弯因此我们对前轮转弯节构不必进行改造 2.2.3传感器设置与布局分析
通过对题目的分析我们得出如下几大需要检测的物理量:,1,障碍物位置,,2,地面轨迹的位置,,3,小车行走里程。对于这几大物理量我们分别使用,1,红外探测器,,2,红外对管,,3,霍尔元件。
在传感器的布局上我们拟采用以下方案:
, 前左侧红外探测器、前右侧红外探测器、后左侧红外探 测器、后右侧红外探测器～为电动小汽车规避障碍物提供近距 位置参数。
, 超声波探测器测远距离物体～与红外线探测器构成避障 系统。
, 霍尔元件～为小车记录行驶路程。
, 中央红外对管～为小汽车寻找轨迹提供开关量信息。 第 2 页 共 54 页
3.传感器和总控电路的选型与工作方式选取 3.1红外探测器的选型与工作方式 3.1.1红外探测器的选型
智能小车设计方案
