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单片机的多功能智能小车

  • 名称: 单片机的多功能智能小车
  • 类型: 毕业设计论文 - 电子毕业设计 - 单片机
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单片机的多功能智能小车简介:
单片机的多功能智能小车,类型为单片机。由[飞速资源网|http://www.ff70.com ]提供下载交流学习,版权归原作者所有,


摘        要
(关键词:智能车    AT89S52    单片机    金属感应器    霍尔元件    1602LCD)
智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶,并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶;采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度;采用1602LCD实时显示小车行驶的时间,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。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。

设计并制作了一个智能电动车,其行驶路线满足所需的要求。
1.1 要求:
1.1.1 基本要求:
(1)分区控制:

    车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。在第一个路程C~D区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s;第二个路程D~E区(2米)以高速行驶,通过时间不得多于4秒;第三个路程E~F区(3~6米)以低速行驶,通过时间不低于10s。
   (2)小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度,还能记录每段所走的时间,从而判断是否符合课程设计要求。(记录显示装置要求安装在车上)。
1.1.2 发挥部分:
S型控制::

车辆沿着S形铁片行驶,自动转弯,自动寻找正确方向和铁片。当离开S型铁片跑道或者感应不到铁片一段时间的时候,小车自动停止,并记录行驶时间,路程,平均速度并通过LCD显示出来。
2. 方案比较与选择:
根据设计任务要求,并且根据我们自己的需要而附加的功能,该电路的总体框图可分为几个基本的模块

2.1 路面检测模块:
采用铁片感应器TL-Q5MC来检测路面上的铁片从而给单片机中断脉冲。
2.2 LCD显示模块:
采用1602LCD,由单片机的总线模式连接。为节约电源电量并且不影响LCD的功能,LCD的背光用单片机进行控制,使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮,因为我们不必看其显示;在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。
2.3 测速模块:
2.3.1 方案1:
采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲,达到测量速度的作用。霍尔元件具有体积小,频率响应宽度大,动态特性好,对外围电路要求简单,使用寿命长,价格低廉等特点,电源要求不高,安装也较为方便。霍尔开关只对一定强度的磁场起作用,抗干扰能力强,因此可以在车轮上安装小磁铁,而将霍尔器件安装在固定轴上,通过对脉冲的计数进行车速测量。
2.3.2 方案2:
采用红外传感器进行测速。但无论是反射式红外传感器还是对射式红外传感器,他们对都对外围环境要求较高,易受外部环境的影响,稳定性不高,且价格较为昂贵。
通过对方案1、方案2的比较其优缺点,综合多方面因素决定选用方案1
2.4 控速模块:
2.4.1 方案1:
使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单,成本低,加速能力强,但功率损耗大,特别是低速大转距运行时,通过电阻R的电流大,发热厉害,损耗大,对于小车的长时间运行不利。
2.4.2 方案2:
采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。
2.4.3 方案3:
采用由双极性管组成的H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也很高,是一种广泛采用的调速技术。
综合3种方案的优缺点,决定选择方案3

2.5 模式选择模块:
模式选择模块通过一个74LS00与非门和两个不带锁按钮来控制单片机单片机的两个中断口,从而按动按钮来选择小车走动的路型、来选择小车的速度是快速、中速、慢速;走完路程小车停止后还可以通过按钮选择想要在LCD上想看的信息,比如总时间、走过各段路程的时间、平均速度、总路程等。
小车走动的模式选择有:
(1) 直线型:满足设计任务的基本要求,能稳定的走完全程。之后按顺序循环不断的显示走完全程所用的时间、走完高速区所用的时间和走完低速区所用的时间这三个时间;或者可以通过两个按钮以及LCD显示的菜单选择所要看的内容如平均速度、全程距离以及那三个时间。
(2) S型:满足设计任务的发挥部分的要求,小车能自动的感应到在前面或在后面铁片,即第一次转弯后若感应到的是错误的方向,则小车会后退自动调整方向,沿着S型的铁片走。当走完S型铁片后的一定时间里,小车自动停止。之后自动进入菜单由我们自己选择要看的内容时间、平均速度和所走的距离。
(3)自动型:小车先以一定的速度走完全程,之后再以一定的速度倒退回起点,再调整速度在一定的时间内走完全程。走完后LCD显示的内容与直线型显示的内容一样。
3. 程序框图:
单片机主程序框图、速度感应程序框图和铁片感应程序框图。









附  录:
元件清单:

元件 数量
AT89S52 单片机 1片
霍尔元件A44E 1个
铁片感应器TL-Q5MC 1个
1602LCD 1片
小车 1部
小磁铁片 4片
发光二极管 2个
带锁按钮 2个
不带锁按钮 3个
12MHz晶振 1个
排阻510 1个
74ls00 2个
16位排线 1条
排针 若干
电阻 若干
电容 若干
导线 若干

目        录
1 设计任务………………………………………………………………………………3
1.1 要求………………………………………………………………………………3
2 方案比较与选择………………………………………………………………………4
  2.1路面检测模块………………………………………………………………………4
  2.2 LCD显示模块………………………………………………………………………5
  2.3测速模块……………………………………………………………………………5
  2.4控速模块……………………………………………………………………………6
  2.5模式选择模块………………………………………………………………………7
3 程序框图………………………………………………………………………………7
4 系统的具体设计与实现………………………………………………………………9
  4.1路面检测模块………………………………………………………………………9
  4.2 LCD显示模块………………………………………………………………………9
4.3测速模块……………………………………………………………………………9
4.4控速模块……………………………………………………………………………9
4.5复位电路模块………………………………………………………………………9
4.6模式选择模块………………………………………………………………………9
5 最小系统图……………………………………………………………………………10
6 最终PCB板图…………………………………………………………………………12
7 系统程序………………………………………………………………………………13
8 致谢……………………………………………………………………………………46
9 参考文献……………………………………………………………………………47
10 附录…………………………………………………………………………………48

小车(4)单片机(43)多功能智能(1)


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