智能循迹小车设计与制作Word下载.docx
- 文档编号:399385
- 上传时间:2023-04-28
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:1.43MB
智能循迹小车设计与制作Word下载.docx
《智能循迹小车设计与制作Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能循迹小车设计与制作Word下载.docx(33页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
琚俊杰
智能循迹小车系统设计工作计划
第组工作任务完成安排表
项目名称
时量
任务分解
时间安排
负责人
10天
循迹小车任务分析与功能设计
2天
杨名
循迹小车硬件系统设计,制作与调试
4天
琚俊杰
循迹小车软件设计整机调试
李慕宁
实施任务的步骤和措施
时间
任务
组员
地点
6.20
循迹小车总任务与要求下发,小组进行讨论与分析。
琚俊杰,杨名,李慕宁
六机房
6.21
制定方案,硬件电路的了解
6.22
硬件电路各部分设计
6.23
原理图的设计与验收
6.24
PCB板的制作
车间制板
6.27
硬件电路板的制作
实训车间
6.28
小车电路板元件的安装、调试电压
数电教室
6.29
小车程序编写
李慕宁
6.30
小车整机调试
7.1
答辩
数电教室
3、智能循迹小车方案论证
智能循迹小车系统设计方案论证工作卡
3
共3页
智能循迹小车系统设计方案及论证
【原理框图】
【原理说明】
采用AT89S52单片机,AT89S52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程存储器。
AT89S52有5个中断源,和3个定时计数器。
通过这些来实现小车的行走,蜂鸣,亮灯,以及转向。
但可能会需要外扩大量的I/O口才能满足需要。
用一个探头来扫描黑线使其前进,反馈的信息来控制电机的转向,及其左右转以及刹车停止。
利用一个脉冲来记录时间。
分别作出几个小的模块如:
电机驱动模块,转向灯模块,蜂鸣器模块,电源模块,循迹检测模块,显示模块等等。
【方案论证】
1主控制器模块
方案一:
选用AVR单片机Atmega128L,Atmega128L是高性能、低功耗的AVR®
8位微处理器,64引脚。
采用先进的RISC结构,具有133条指令,大多数可以在一个时钟周期内完成。
它具有两个独立的预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器和两个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器及具有独立预分频器的实时时钟计数器。
片内带有模拟比较器。
具有上电复位以及可编程的掉电检测功能。
其片内资源丰富,具有:
8个外部中断,4个定时计数器,53个I/O口,可解除I/O口资源不足的困难。
其引脚大多数都有具有第二功能,功能强大。
.
方案二:
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
方案三:
采用FPGA(现场可编辑门列阵)作为系统控制器。
FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能,规模大,集成度高,体积小,稳定性好,并且可利用EDA软件进行仿真和调试。
FPGA采用并行工作方式,提高了系统的处理速度,常用于大规模实时性要求较高的系统。
方案比较:
由三种方案可以看出,以Atmega128L核心可以方便地实现对各个部分的控制和外接,而AT89S52而需要外扩大量的I/O口才能满足需要,而FPGA的高速处理能力得不到充分发挥且价格较贵,所以我们选择方案一。
2.电机驱动模块
采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,加速能力强,采用由达林顿管组成的H型桥式电路。
用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下,精确调整电动机转速。
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型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制,电子管的开关速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的PWM调速技术。
现市面上有很多此种芯片,我选用了L293D。
这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大,能承受频繁的负载冲击,还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。
因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。
3.循迹模块
方案一采用光敏元件。
该方案缺点:
易受到外界光源的干扰,有时甚至检测不到黑线,主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情况均对检测效果产生直接影响。
克服此缺点的方法:
采用超高亮度的发光二极管能降低一定的干扰,但这又会增加检测系统的功耗。
方案二脉冲调制的反射式红外发射接收器。
由于采用带有交流分量的调制信号,则可大幅度减少外界的干扰;
此外红外发射接收管的工作电流取决于平均电流,如果采用占空比小的调制信号,在平均电流不变的情况下,瞬时电流很大(50~100mA)(ST-188允许的最大输入电流为50mA),则大大提高了信噪比。
此种测试方案反应速度大约在5us。
方案三采用多路阵列式光敏电阻组成的光电探测器。
方案四采用CCD传感器,此种方法虽然能对路面信息进行准确完备的反应,但它存在信息处理满,实时性差等缺点,而且此次比赛不允许用其它处理器,因此若采用CCD传感器,无疑会加重单片机的处理负担,不利于实现更好的控制策略(控制策略才是此次比赛的核心)。
根据以上分析我们采用方案1,因为红外对管太过于灵敏了,不适合。
4.电源模块
方案一采用4节1.5V干电池供电,电压达到6V,经7805稳压后给单片机、电机和其他芯片供电。
方案二采用市场上流行的6V蓄电池经过7805,稳压后给单片机系统、直流电机和其他芯片供电。
因为干电池比较简便,所以我们选择了方案一。
5.蜂鸣模块
方案一采用普通发光二极管和蜂鸣器分别发出声光报警,该方案虽能达到题目要求,但是蜂鸣器发出声音刺耳,而且受到其他指示灯的影响,发光二极管报警也不够突出。
方案二采用超高亮发光二极管和语音芯片ISD1730组成声光报警,该方案避免了方案一所有缺点。
语音芯片声音清晰,超高发亮的发光二极管作用非常明显。
4、智能循迹小车硬件电路设计
智能循迹小车硬件电路设计工作卡
4
共3页
华硕笔记本
P4AJ
智能循迹小车硬件电路设计
【主控制模块设计】
【循迹电路的设计】
【电机驱动电路设计】
【按键和转向指示电路设计】
【发声电路设计】
5、智能循迹小车的Protel原理图绘制
智能循迹小车原理图绘制工作卡
5
共2页
原理图元件自制图形结果
自制元件名称
排阻
规格型号
Res8
自制元件
封装名称
RS_8
(请附元件图)
L293D
DIP-16
智能循迹小车原理图的绘制结果
(请附电路原理图)
【ERC文件】
工
作
内
容
操
步
骤
1、在元件库内找到相应的元器件
2、并将没有找到的元件自己绘制出来
3、将各元件布好局,再按要求将元件一一连接起来
4、按照各个模块的分布进行命名
注
意
事
项
1、每一个元件都要添加封装。
2、再给各段线接口命名时一定要对应好。
6、智能循迹小车PCB图绘制
智能循迹小车PCB图绘制工作卡
6
PCB封装元件自制图形结果
二极管
(请附PCB封装元件图)
开关
智能循迹小车PCB图绘制结果
智能循迹小车阻焊图绘制结果
智能循迹小车丝印图绘制结果
1、在元件库内找到相应的元器件
2、并将没有找到的元件自己绘制出来
3、将各元件布好局,再按要求将元件一一连接起来
4、按照各个模块的分布进行命名
1、注意一一对应。
7、智能循迹小车印制电路板的制作
智能循迹小车印制电路板的制作工作卡
7
2课时
共3页
所用器材和工具设备
打孔机
烘烤机
刷光机
曝光机
电脑
方正
热转印照片
成品PCB板照片照片(顶层)
成品PCB板照片(底层)
1、裁板
2、打孔
3、刷光
4、线路转移(热转移)
5、腐蚀
6、印字符
1、打孔时要小心钻头被弄断
2、热转移和印字符时小心烫手
3、腐蚀电路板时要小心浓氨水
8、智能循迹小车的安装检测
智能循迹小车的安装检测工作卡
8
电烙铁
万用表
MF747
器件清单
器件名称
型号
封装要求
欧式晶振
12M
插件
三极管
8550
自锁开关
6脚
单排插座
8脚
4脚
2脚
1
排阻
10K
电解电容
10UF/25V
9
100UF/25V
10
瓷片电容
15P
11
104
12
发光二极管
5红色
13
5白色
14
按键
15
双排插座
10脚
16
蜂鸣器
DC51
17
IC紧锁插座
40脚
18
IC插座
16脚
19
单片机
AT89S52
20
电机驱动芯片
21
1N4007
22
电阻
2K
23
4.7K
24
5.1K
25
26
330
27
三端稳压块7805
7805
28
散热片+螺丝
智能小车安装结果(正面)
智能小车安装结果(反面)
智能小车整车效果图
1、电路板检测
2、元器件领取
3、元器件检测
4、安装、焊接
5、电路的测试
在焊接时要注意焊接时间,因为板子比较薄,与热电落铁接触时间焊盘容易脱落。
安装元件时应注意模块安装。
9、智能循迹小车总体软件设计
智能循迹小车总体软件设计工作卡
4课时
共1页
总体软件设计思路
小车通过检测电路来判断小车在跑道上的状态,再将此时小车的状态对应数据送至CPU处理,数据处理后,来确定小车电机的工作状态。
在小车转向的同时,CPU控制声光模块的提示。
按键模块控制着整个程序的启动与停止。
总体软件设计流程图
10、智能循迹小车按键子程序设计
智能循迹小车按键子程序设计工作卡
1课时
共2页
按键子程序流程图
按键子程序代码
函数名称
key
功能
确定键值
入口参数
无
出口参数
Key_dat
charkey()//按键子程序//
{
charkey_dat;
if(k1==0)
{
delay(10);
if(k1==0)
{
key_dat=1;
}
}
if(k2==0)
if(k2==0)
key_dat=2;
returnkey_dat;
}
11、智能循迹小车信号检测子程序设计
智能循迹小车信号检测子程序设计工作卡
信号检测子程序流程图
信号检测子程序代码
jc
检测小车当时状态
jc_dat
charjc()//检测子程序//
charjc_dat;
jc_dat=P0;
jc_dat=jc_dat|0xc0;
returnjc_dat;
12、智能循迹小车电机驱动子程序设计
智能循迹小车电机驱动子程序设计工作卡
共2页
电机驱动子程序流程图
电机驱动子程序代码
dj
驱动小车运动
voidmove(ucharjc)
if(jc==0xf3)
P2=ADV;
RD=1;
if(jc==0xf7||jc==0xe7||jc==0xef||jc==0xcf||jc==0xdf||jc==0xc3||jc==0xc7||jc==0xe3)
MOTOR=RIGHT&
0x7f;
RD=0;
if(jc==0xfb||jc==0xf9||jc==0xfd||jc==0xfc||jc==0xfe||jc==0xf1||jc==0xf8||jc==0xf0)
MOTOR=LEFT&
0xbf;
if(jc==0xff)
MOTOR=STOP;
RD=1;
13、智能循迹小车主程序设计
智能循迹小车主程序设计工作卡
主程序流程图
主程序代码
main
控制小车
main()
charkeydat,jcdat;
while
(1)
keydat=key();
jcdat=jc();
if(keydat==2)
P2=0xf0;
elseif(keydat==1)
move(jcdat);
14、程序调试
智能循迹小车程序调试工作卡
调试方法步骤
1、在keil软件上编写好程序无错误后,生成.hex文件,并将它下载到单片机内
2、将按装好的小车放到跑道上运行
3、观察小车在跑道上的运行情况
4、根据小车的错误信息再次修改程序、检查电路
主要问题及解决方法记录
1、小车前进时左右两边轮子的转动方向不一致。
通过修改程序中P2的参数解决了问题。
2、扫描电路的灵敏度过高或过低都影响小车的正常运行。
通过调节扫描电路的电位器来达到要求。
3、小车在到达终点时不能正常停止。
通过修改程序中的STOP所代表的数据,可以是小车在到达终点是停止。
4、小车的声光提示没有,还有就是有之后出现左右相反的情况。
这两种情况都是程序的问题,没有声光是IO口给的数据时高电平,改为低时正常。
相反这是改变对应数据,把它们反过来就好了。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 小车 设计 制作
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)