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基于单片机的多功能智能小车设计论文.doc
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包含作品的设计论文doc文档,可直接修改,适合于电赛备赛、课程设计、毕设参考等。 (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。
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(整理版)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。
2
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
3
1. 设计任务:
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:
如(图 1)所示:
(图 1)
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:如(图 2)所示:
(图 2)
4
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,框图如(图 3)所示:
(图 3)
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。原理图接线
如(图 4)所示:
(图 4)
5
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,其原理图接线如(图
5)所示:
(图 5)
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
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king_machinedesign
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