智能小车蔽障

智能小车蔽障 《智能小车避障》作品设计 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 摘要:本设计采用STC89S52作为智能小车的检测和控制核心。加以直流 电机、 光电传感器、动态扫描显示电路和电源电路以及其他电路构成。系统 由89S52通过I/O口控制小车的前进、倒退、以及转向，电动小车寻迹通过RPR220 型光电管实现。避障采用超声波传感器和反射式红外传感器检测物体，通过调 整传感器与物体之间的距离以及传感器的安装位置，能够实现精确的检测。基 于这些完备的可靠的硬件设计，能够实现小车的精确控制。 关键词:STC89S52单片机 PWM调速 光电传感器 避障 反射式红外传 寻迹 感器 Abstract: The design uses STC89S51 as control center, adopts DC machine , photoelectric sensor, dynamic scanning display circuit ,the power circuit and the other electric circuit consist of the system. The system controls the dolly’s direction by STC89S52 through I/O port. The dolly seeks the mark through two RPR220 photoeletric cell. Our design uses light -electric sensor and Infrared Ray Electopult-receiver to check the thing , through adjusting the distance of sensor and the thing and the sensor’s installing position , in order that we can control the dolly accurately. Based on the reliable hardware design ,we can accurately control the dolly. Key word:STC89S52 single chipe computer , PWM speed adjusting, light-electric sensor , hiding thing , Infrared Ray Electopult-receiver , examining the black trace 第 1 页 共 11 页 目 录 一、 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的选择与论证 1 1、电机的驱动模块-------------------------------------------------------------------------3 2、 调速模块--------------------------------------------------------------------------------3 3、电源的选择------------------------------------------------------------------------------3 4、显示模块----------------------------------------------------------------------------------4 5、探测障碍物模块-------------------------------------------------------------------------4 、方案小结----------------------------------------------------------------------------------4 6 二、系统的具体设计与实现 1、电路的原理方框图------------------------------------------------------------------------4 2、电路的设计原理图------------------------------------------------------------------------4 3、电路的硬件设计 3.1电动机的驱动模块--------------------------------------------------------------5 3.2障碍物探测模块-----------------------------------------------------------------6 3.3显示模块--------------------------------------------------------------------------7 4、电路的软件设计 4.1躲避障碍物的检测程序-------------------------------------------------------8 4.2检测黑线停止程序流程图----------------------------------------------------8 三、测试方法与数据 1、测试方法--------------------------------------------------------------------------------8 2、测试仪器--------------------------------------------------------------------------------9 3、测试数据--------------------------------------------------------------------------------10 附录1 电动小车运行程序-----------------------------------------------------------------------11 一、方案的选择与论证 根据题目的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，我们将系统分为以下几个基本模块:显示模块、路面检测即寻迹模块、电机驱动模块、检测物体的避障模块，调速模块。对各模块的实现，分别有以下不同的设计方案: 1、 电机的驱动模块 方案一:采用L298模块驱动，L298N是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机 控制。当驱动直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。但其外围电路相对来说比较复杂，考虑此原因，我们放弃了此方案。 方案二:L9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性;两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，其外围电路只需加两个上拉电阻就可实现。 基于上述分析我们选择方案二。 2、 调速模块 方案1:采用达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机的转速。这种电路由于工 作在管子的饱和和截止模式下效率非常高;H型PWM电路保证了可以简单的实现转速和方向的控制;电子开关的速度非常快，稳定性也极强，是一种广泛使用的电路。 方案二:采用由单片机自带的定时器提供脉冲的PWM脉冲调速，即软件调速。给单片机的定时器赋初值，使他产生一定周期的脉冲，不断调整占空比，就可实现无级调速。而且此种方法不用外加电路，使外围成本降低。 基于上述分析，我们采用方式二。 3、电源的选择 方案1:所有的器件采用单电源供电，这样的供电方式比较简单;但是由于电机启动瞬时电流比较大，会造成电源电压不稳定，有干扰，严重时可能会再成单片机系掉电，缺点十分明显。 方案二:双电源供电。将电动机的电源与单片机的电源与其外围电路隔离开，这样做虽然不如单电源方便，但可以将电动机驱动造成的干扰消除掉， 提高了系统的稳定性。 我们认为设计的稳定性更可靠更重要，故采用方案二。 4、显示模块 方案一:采用LED数码管，我们这次做的小车只是显示小车的速度，并没有其他的输出，虽然数码管消耗大，但是输出稳定。 方案二:采用液晶显示，这种方法虽然能减少硬件资源的浪费，但是考虑本次的用途，我们放弃本方案。 第 3 页 共 11 页 故选用方案一。 4探测障碍物模块 探测障碍物模块我们采用两种传感器，一种是光电开关、另一种是反射式红外传感器，通过调整波长可以改变其探测的距离。 5方案小结 经过一番仔细的论证和比较，我们制订了系统的各个模块的最终方案如下:电机驱动模块:采用L9110驱动芯片。 调速模块:由定时器提供脉冲的PWM调速。 电源:双电源。 显示模块:LED数码管。 探测障碍物模块:光电开关和反射式红外传感器。 二系统的具体设计与实现 1、我们以STC89S52为内核来作为数据处理和输出控制单元，通过传感器采集信号经单片机分析处理后控制电机运转，来实现小车的运行，并将速度实时数码显示出来，并且可通过按键来调节速度的快慢。 电路框图如下: 信号采集部分 发光二极管指 示 转速控制单元 数码管显示 89S51 蜂鸣器指示 电机控制单元 2、电路的具体设计:数码管显示我们采用动态扫描的方式，用单片机的P0 口控制数码管的段选、P2口的高四位控制数码管的位选;P2口的低四位分别控制三个红色发光二极管和一个蜂鸣器;电机控制单元我们采用l9110作为驱动，与单片机的P1.0~P1.3连接，直接由单片机控制;转速控制单元通过四个按键来实现，分别与单片机的P1.4~P1.7相连;信号采集部分的六个传感器与单片机的P3.0~P3.5连接。具体电路设计部分如下: 2B2A1B1A 8051SIWEISMGU? 11U?DPYDPYDPYDPYa7aaaa139电机驱动输入电机驱动输入电机驱动输入电机驱动输入bP10P004238cfbfbfbbfP11P01gggg2337dP12P021436eececececP13P0310dddd535fP14P045dpdpdpdp634gP15P05373312dpP16P061H2H3H4H986832P17P07 指示灯1321INT1P20信号采集端1222INT0P2123P221524T1P23信号采集端1425T0P2426P253127EA/VPP2628P2719X118 X2 910RESETRXD11信号采集端TXD1730RDALE/P1629WRPSEN 3、系统的硬件设计 ?电动机的驱动模块的设计与实现 电机的驱动模块我们采用的是L9110专用驱动 芯片，它具有较大的电流驱动能力，两个输出端能直接驱动电机的正反向运动,L9110集成电路的1、4引脚分别接直流电机的两端，V+为电动机正转信号，V-为电动机的反转信号，2、3引脚接电源的正极，5、8引脚接电源的负极。 L9110集成电路的特点:低静态工作电流;宽电源电压范围:2.5V-12V;每通道具有800mA连续电流输出能力;较低的饱和压降;TTL/CMOS输出电平兼容，可直接连CPU;输出内置钳位二极管，适用于感性负载;控制和驱动集成于单片IC 之中;具备管脚高压保护功能;工作温度:0?~80?。 ? L9110集成电路的测试条件:VCC=9V,Iout=750mA,测试数据如表: 符号 参数 最小 典型 最大 单位 VHout 输出高电平 7.50 7.60 7.70 V 第 5 页 共 11 页 图2.1主电路部分 VLout 输出低电平 0.35 0.45 0.55 V VHin 输出高电平 2.5 5.0 0 V VCCVLin 输出低电平 0 0.5 0.7 V ?本模块的电路图如下: R5R6 2K2K +5 U2 +18OAGND 27VCCIB 36M1 VCCIAA45OBGND -L9110 VCC GND1+ DM1 DM2M2 DM11A R23R24DM12 2K2K- U4 18 OAGND27 VCCIB36VCCIA45?障碍物探测模块 OBGND 本模块为了很好的实现避障功能我们采用了两种传感器共四个分别是:两个光电开L9110 关和两个反射式红外传感器。我们利用光电开关自身具备的光源，通过发射的光源对被 GND1检测物体反射、吸收、和透射光的变化量进行检测。我们将其安装在了车头的左右两侧，将他们能探测的距离调成相等的，使他们始终交替工作来探测前方的障碍物，在检测到障碍物反馈给单片机，经单片机分析处理后，使电机做出相应的转动。在车身的两侧我们安装的是反射式红外传感器，将左边的传感器能探测到的距离调整为14厘米，右边的调整为12厘米，使他们能够在安全的范围内躲避障碍物。这四个传感器分别与单片机的P3口相连，具体电路图如下: VCC R25R26R27 1004.7K4.7K LM1CU510 8CS3 9 R28 10K ?显示模块 本模块实现小车的速度显示功能。采用四位LED数码管动态扫描显示。通过单片机的P0 以灌电流的方式驱动数码管，P2口控制位选。故选用一个四位一体共阳极数码管。段口 选共需8个限流电阻，位选需要四个电阻和四个驱动三极管。限流电阻的计算公式为: Rd=(5v-Ud)/Id 反射式红外传感器避障电路 下图为具体电路: U11 A1391H470P10P00R15EB238470P11P01R16DADPC337470P12P02FR172HD436470CP13P03R183HE535G470P14P044HR19F6341HB470P15P0512R20EGSMG1733147011P16P06R21DADPDP832210470FP17P07R222H3C3H941321GINT1P204H851222BINT0P217623P221524T1P23P241425220T0P24R35P2526220P25R36P263127220EA/VPP26R37P27VCC28220P27R3819X118X2 Q2Q3Q4Q5910RESETRXDP24P25P26P27855085508550855011TXD1730RDALE/P1629WRPSEN 1H2H3H4H 第 7 页 共 11 页 4、系统的软件设计 单片机控制电路由一片89S51和外围电路组成。并且以89S51为控制的核心，负责电机驱动、数据显示、信号检测躲避障碍物等功能。 ? 躲避障碍物的检测程序，如图1 开始 进入 NO 检侧前方障碍 检测黑线NO 物 YES YES 躲避 同时检测黑NO 线 NO 检侧左右障碍 物 YES YES 停止 躲避 直走 图2 图1 ?检测黑线停止程序流程图，如图2 ?具体程序见附录1。 二、 测试方法与数据 1测试方法 先分别对各模块进行调试，然后再对整机进行调试，以提高调试效率。调试过 程如下: ?探测障碍物模块的调试 先对小车的跑道进行检测与测量，根据测出的数 据来确定传感器能够探测到物体的距离，通过改变距离的长短，来使传感器能 够精确的发挥出其作用。 ?寻迹模块 对于反射式红外传感器而言，应改变其经过运放后的电压 值，将其调整在检测最灵敏的范围内，低电平不大于1V,高电平不小于4V. ?电机驱动模块的调试 通过软件程序控制9110集成电路改变电动机的旋转 方向。我们采用的测试方法是先编一小段测试程序对电路进行测试。 ?显示模块的调试 检测硬件连线正确无误后，通过测试程序进行调试。 ?整机调试 各模块电路检测达标后，将各模块电路连接到一起进行调试。 检查电路连线是否正确，核对完毕后通过仿真器对硬件进行仿真。模拟寻迹线 使小车工作在模拟仿真状态，对软件进行调试。软硬件都调试完后将程序烧录 到芯片中实际演练观察工作过程，对系统软硬件反复调试。 2测试仪器如下表所示 测试仪器清单 仪器名称 仪器型号 数量 备注 万用表 KJ9205 1 示波器 YB4320A 1 双路可跟踪直流稳SS33233 1 压电源 仿真器 WAVE V8/L 1 高度游标卡尺 0-300mm 1 两米卷尺 1 秒表 1 常用工具 一套 3测试数据如下表所示 是否碰到障碍测试项目 距离 完成时间 结果分析 物 水平面前进 300cm 25s 速度快、运行平稳 探测两个障碍在高速运行时，小车运行300cm 36s 否 物 比较顺畅;低速时，小车 第 9 页 共 11 页 会出现抖动现象，原因在 30s 否 于路面比较滑，摩擦力小， 小车的转矩不够, 所以耗 费了时间。 33s 否 小车运行比较平稳，在遇 43s 否 到障碍物时能够及时的探 测到障碍物的位置，经单 片机分析处理后并作出相40s 否 探测四个障碍应的运转，但在速度加快300cm 物 后，小车会碰到障碍物， 原因在于速度加快后，单 片机还没有分析处理完信38s 碰到一个 息，小车已经按原先的速 度运行过去了。 随着障碍物数目增多，小65s 否 车直线运行时比较平稳， 探测六个障碍当在遇到障碍物时，小车300cm 60s 碰到一个 物 需要判断所遇到的情况， 在作出反应，所花时间增 55s 否 长，并且又是做出误判断。 70s 碰到两个 由于小车所要判断的情况 增多，理论上本应该能够78s 否 探测到的障碍物的情况又探测八个障碍300cm 是小车还没有判断出来车物 子就已经跨过去了，及各85s 否 国对传感器的调整最后小 车能够很好的运行。 小车在整个运行过程中，运行比较平稳，当在速度较高时，有时可能出现没有 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 探测到障碍物的情况，但在及时调整速度以及传感器能够检测到的距离后小车 能够做出精确的的判断，并且很好的的运行。 第 11 页 共 11 页