【电子设计大赛 技术报告】的这篇报告主要聚焦于基于51单片机的智能小车系统设计,包括寻迹、避障和测距功能。这个系统利用了5个高灵敏度的单端反射式红外光电对管和红外传感器,结合霍尔传感器,来实现对小车行驶路径的检测和障碍物的识别。通过51单片机产生PWM(脉冲宽度调制)波形,控制电机驱动芯片L298N,从而调控小车的速度,确保其能够稳定跟踪预设路径并避开障碍。
1. **寻迹模块**:光电对管用于检测路面的黑白线条,通过比较器将信号转换为数字信号,输入到51单片机。单片机根据这些信号实时调整小车的行驶方向,确保其沿设定路径行驶。
2. **避障模块**:红外传感器和霍尔传感器则用于探测周围环境,当检测到前方有障碍物时,小车会根据接收到的信号做出反应,改变行驶路线或停止前进。
3. **测距模块**:同样利用红外传感器实现,可以测量小车与物体之间的距离,并在1602液晶屏上显示出来,提供直观的信息反馈。
4. **控制模块**:51单片机作为核心控制器,接收并处理各种传感器的信号,输出控制指令给驱动模块,实现对小车运动的精确控制。
5. **驱动模块**:L298N电机驱动芯片负责将微处理器产生的PWM信号转化为电机所需的驱动电流,控制电机的转速和方向,进而控制小车的运动状态。
6. **显示模块**:1602液晶显示屏用于实时显示小车行驶的距离,增加了系统的可视化和交互性。
在方案选择上,报告讨论了电机、方向控制和车体设计的不同选项。最终,选择了直流电机,因为它速度快、体积小且易于控制;选择了左右双电机独立驱动的方式,以实现更精确的转向控制;并决定自制车体,以满足特定需求和提高扩展性。供电方案采用了2节4.2V可充电锂电池,因为它们电量充足,可重复利用,成本相对较低。
在硬件设计中,电源模块选择了锂电池供电,通过降压和稳压芯片确保系统稳定工作。电机驱动模块则通过L298N芯片直接驱动电机,以实现高效的动力传输。
这个项目通过巧妙的硬件设计和精确的软件控制,构建了一个功能齐全、性能可靠的智能小车系统,对于初学者来说,是一个极好的学习平台,同时也展示了51单片机在电子设计中的广泛应用。