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基于AT89C52单片机智能小车的设计.pdf

基于AT89C52单片机智能小车的设计

一帘幽梦
2009-06-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于AT89C52单片机智能小车的设计pdf》,可适用于其他资料领域

!!"基于!"#$’单片机智能小车的设计田拓#$郭中华!丁帅华#杭默涵#$#伯明翰大学电子工程系英国伯明翰’#($))$复旦大学电子工程系上海$***$!宁夏大学物理电气信息学院宁夏银川,(**$#摘要:设计了一种基于)($单片机为检测和控制核心的智能小车以反射光耦为核心的传感器自动检测黑线通过软件对其行进路线进行控制调节投币识别系统采用磁芯和光电传感器识别金属硬币采用线圈感应金属模式实现站点识别同时设置了##的点阵滚动显示预先设置的站名和每次投币的钱数在启动和停靠时有蜂鸣提示该系统的制作已在实验室完成可为发展机器智能系统提供一个研究平台关键词:单片机反射光耦智能小车中图分类号:",$文献标志码:宁夏工程技术:<)=>AB""C=$**(第"卷第"期$**(年#$月文章编号:#,#D,$""$**(*"D*!!"D*!收稿日期:$**(D*D#作者简介:田拓#"男主要从事电子信息科学技术学习和研究智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用对解决道路交通安全提供了一种新的途径迄今智能车辆研究与应用的论文还不多见E#D"F为了向交通系统提供一种能识别和跟踪线路、自动投币识别和站点停靠的智能车辆本文用)($单片机作控制E(F采用模块化设计方案在实验室开发了一种智能小车经试验预测可应用于智能交通和柔性包裹分拣等系统EF#系统硬件该智能小车结构如图#所示()(循迹模块该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶由于黑线和白纸对光线的反射系数不同可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”黑线判断信号可通过单片机控制驱动模块修正前进方向以使其保持沿着黑线行进所用的黑线宽度大约为"=G判断黑线的方案采用红外反射光耦作为传感器E,F四个光耦并排放置于小车的前部进行线路跟踪正常行驶时中间两个光耦都应位于黑线之内而左右两个光耦应位于白色轨道上对传感器进行脉冲调制在平均电流不变的情况下如果占空比较小时瞬时电流可以很大这样可以获得最大的抗干扰能力而不增加电源的负荷(图$)另外采用软件对采集来的数据进一步处理防止误判和漏判()’驱动模块使用大功率三极管组成H型IJK电路调节电动机的转速从而控制车速用单片机控制H桥使之工作在占空比可调的开关状态精确调整电动!!"第#期田拓等:基于$’(")单片机智能小车的设计机转速*该电路由于工作在管子的饱和截止模式下效率非常高桥电路可以保证简单地实现转速和方向可调且电子开关速度很快稳定性极强*另外为了进一步提高该电路的稳定性并且加大设计电路的集成度笔者采用了,)’驱动芯片接小车马达并加电容去耦和二极管保护外围电路由单片机控制驱动芯片来改变电动机的速度和方向*!"#硬币识别模块和避障模块!电磁波的趋肤深度随频率的升高而迅速降低当频率达到一定值时电磁波将不能穿透金属*用,(谐振电路作为发射,()谐振电路作为接收在硬币投下时由于电磁波为金属硬币所挡,()谐振电路停振据此可检测是否有金属硬币投入*"红外传感器是目前使用比较普遍的一种避障传感器*笔者采用左右两个红外传感器通过调节两个电位器来调节两个红外传感器的检测距离*该避障电路能可靠地检测左前方、右前方、前方的障碍情况实现良好的避障功能*!"$停靠模块和点阵显示模块及电路!停靠模块在相应站点设置金属物标志当智能小车行驶到相应站点时能够感应到信号自动停靠*对,(并联谐振回路当线圈经过金属时其等效电感发生变化电路失谐对其进行幅度检测便可知有没有遇到金属智能小车以此判断是否到达停靠站点*"点阵显示模块主要由软件来实现*硬件电路中为了节省单片机的端口扫描采用了(#"#四十六译码器使扫描用的端口由个降为#个*#该智能小车以双电源供电将电机电源与其周边器件的电源完全隔开用节"号*"电池给电机供电利用’方块电池和"稳压芯片做成一个"稳压模块给单片机供电这样可以将电机驱动造成的干扰彻底消除提高系统稳定性*)软件设计!软件所实现的功能:$路线跟踪障碍检测金属探测数目存储、显示’站点、时间显示等功能*"软件流程:系统上电后首先进行初始化延时后启动电机计时开始并启动线路跟踪模块运行中不断检测路线来调整车的方向同时进行金属检测、记数、计算、显示距离根据距离及探测到的金属位置判断站点位置(图!)*由图!可知主程序流程主要完成两个功能:实现点阵显示和生成线路跟踪模块调制时钟*线路跟踪脉冲调制的占空比大约为"高电平时线路跟踪光耦不工作低电平时对路面情况进行采样*点阵显示和线路跟踪由寄存器控制小车只在前进时线路跟踪模块才工作点阵显示(站名显示)只在中断(检测到金属站台)时才显示*#投币中断流程:该系统具有两个中断流程即完成投币和停靠中断功能(图#、")*!结语该智能小车在实验室环境下具有很好的识别和跟踪特定目标自动投币识别、站点停靠等功能均达到了预期的效果*智能小车是综合多门学科的前沿课题有着非常广泛的应用前景但要到达人们设想的高度智能化还有很长的距离*它的发展与图像处理、模式识别、检测、控制等诸多技术的进一步提高密切相关需要坚持不懈的探索和研究*!!"第#卷宁夏工程技术((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((($上接第!!!页!"#$’()’*"#"(’,$))"#’"#)#$’)"’’"*)#)(")#$)’"*’"#’"!"#$’()*’,’()’#!$()*,,*(*:,*<=*:>*ABBB’(C,(D:,*E,>F<G*H<I,J*,<=*:>*ABB’!(KC>**K*>=*:>*ABBB!#:>LM*<N,,:,ON<M<E,*>,*P,:,**:,*MI<<,FME,<*,<>,F*I*FE*<<>E(Q<<>P<*,*,E><M*>E,M*><,F*E<I(J,<,<*<,F<>*,MEE*L*E,F<:,*,<F>,>MI:,<<,<(><<I<<ER,<M<E,*GJS<>,E*,,,E,TTQ(Q><><I<<:<<,,EH*:E*E:,<<P,:>*,,<<:><UH*EKJS,*P,*,**E**,****,,*F>,F:,<*E>>:*:I()*EE,*:>,<>:>*,,I,><*E>F>V<>*,*,*>FM,<,H>,M,P*E<H<*,*,E,*<P<EM,F<(><:>*::<<*E*W(><:><XE,*>*,E:,*,>,F,<>UH:>*,,I,>>P**,,*,***>,F,<UHD,:Y*KJS,,:,*:F>V<>JKKJSD,:Y*E>,F,<V<>*,*,<*,*,**,,**P*()(:P,*,*GJSUHKJSVSQDO$责任编辑、校对王岳昭参考文献:Z李晓明扬灿军陈鹰等(图书馆智能小车的导引系统设计ZU(激光与红外’BBB$:A"(Z’蒙建波虞建静管金库(智能小车目标识别跟踪系统的实现ZU(重庆大学学报’BB#:$:#A(Z!肖海荣张吉卫(基于CA’单片机的智能电动车电控系统设计ZU(山东交通学院学报’BB#$:"B(Z#陈懂刘荣金世俊(智能小车的多传感器数据融合ZU(现代电子技术’BBA$":!(ZA潘永雄(新编单片机原理与应用ZJ(西安:西安电子科技大学出版社’BB!:"B^"!(Z"王金梅(柔性包裹分拣系统ZU(宁夏工程技术’BB’$:"’(Z蒙建波梁锡昌(机械智能学ZJ(重庆:重庆出版社:AB^A’(Z先锋工作室(单片机程序设计实例ZJ(北京:清华大学出版社’BB!:’B^’A(<)’*"#"(#"=#=)#’"’##)("!>AB"#’$’()!"#$):#$,)’’$(::****,G*H<I,*>*>**EA’’(D:>,,,::)*,,****VE*G*H<ID>*>’BBB’C>*!(C,,N>I<:<*E::)*,,*****G*H<I=*:>*ABB’C>*!#:)**H>:<*F*H:>*WEH,E*:*I<(Q<*P:M<E,*>DCJQCA’F<*,E:E():,E:*:IMIE:*>M:YEP*,*>,*E*EM*:,*,EMI><,F:>>E<*,**E<,::,E*,>,*,:,*<*,(J*::,*E>,,:,*:<*<,<F<:HI<E,:,*X:,*<(>::,E<,F>*<,*<E,>E,><,*(J*F><,**<<*EH*:*E>,*,:,*<FE<IEMI"‘"E,P(L>*<E,,H,<,<>F<<,*EEMI>MXX(><E<**,,*I,HE<,,><:>,a,F*J:>*)**:<I<M<,><>>F,>,<:*:<:>*E:,:()(:DCJ:,*,::,*:<*P:(责任编辑王伦津责任校对王岳昭)

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