智能小车实验报告.doc
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智能小车实验报告 摘要 为了实现智能小车按照题目要求运动,从指定位置进入规定区域,并寻找到障碍物, 驶向障碍物,将障碍物推出规定区域,并实时显示障碍物的位置。本实验系统分为两个小 系统,控制端与运动端。控制端以单片机C8051F020作为控制核心,运动端采用DSP2812作 为控制核心。并以无线模块实现控制端与运动端之间的交流,以实现智能小车按照题目 要求运动,并将信息实时反馈给控制端,显示出来;对于关键的小车运动执行元件,经 过充分比较、论证,最终选用了步进电机,能够准确定位并且具有瞬间启动和急速停止 的优越特性。电机的驱动是以L298N为芯片的驱动模块;小车的电源模块采用16V的锂电 池供电;通过红外对管TCRT5000判断黑线为循迹,实现了小车在规定区域上行驶并将信 息实时反馈给控制端等功能;并且小车的控制端显示部分选用LCD12864液晶屏来显示所 需的参数。最后的实验表明,系统完全达到了设计要求,不但完成了所有基本和发挥部 分的要求,并增加了路程显示、全程时间显示等创新功能。 关键词:C8051F020单片机、DSP2812、L298N、红外对管TCRT5000、循迹、LCD12864液晶 屏 一、系统方案 1.1 总体方案设计 本实验需要智能小车在规定的120cm*120cm区域内。从起点位置出发,检测障碍物所 在位置并实施清除动作。在重力感应传感器控制下实现智能小车的前进,后退,左转,右 转等操作,控制智能小车行驶到障碍物位置,并且停留至少3秒钟,给出声或光的信号。 然后将障碍物推出规定区域.为了完成实验要求,控制端在单片机控制下,显示模块,重 力传感器模块、无线通信模块的协同配合,共同完成控制端的工作。运动端以DSP2812为 核心,超声波模块、红外避障模块、驱动控制模块、循迹模块和电源模块的统一调配下 ,让小车符合条件的行驶、通信、并清除障碍物,完成整个实验。 根据实验要求,我们设计的总体方案为控制端以Silicon Laboratories公司生产的单片机C8051F020为控制核心,运动端以TI公司新推出的功能强 大的32位定点的DSP2812为核心,采用步进电机和LM298芯片控制小车运动,用锂电池提 供16V电压,用TCRT5000保证小车能在规定的区域内正常行驶,并以超声和红外共同确定 障碍物位置,并在远程控制端通过重力传感器控制小车的前进、后退、左转、右转等功 能,将障碍物推出指定区域。并用无线通信实现远程控制端和运动端之间的交流。 1.2 总体方案比较 方案一:以C8051F020单片机作为控制端核心,DSP2812作为运动端的核心,并通过超声波 测定障碍物的位置,用TCRT5000防止智能小车冲出区域,用步进电机精确定位小车行驶的 距离,并以无线来使控制端和运动端通信。以此来实现将障碍物推出规定区域。 方案二:以C8051F020单片机为控制端和运动端的核心,用TCRT5000来保证小车在规定区 域正常行驶。使用无线来实现控制端和运动端的交流,使用超声模块来检测障碍物,并将 障碍物推出区域. 由于DSP2812具有强大数据处理能力和高运行速度,十分符合实验中的对于步进电机以及 坐标控制。所以我们采用第二个方案。 1。3 各个部分模块方案比较与论证 (1)控制端核心控制器模块 控制端的控制器是实验中的控制核心部分,它用来控制智能小车的前进后退等动作 ,又要显示相关信息.所以,一个合理的控制中心必不可少的。 方案一:采用Silicon Laboratories公司的C8051F020单片机对电动小车进行控制。C8051F020单片机的功能比 较强大。片内含CIP-51的CPU内核,它的指令系统与MCS-51完全兼容.其中的C8051F02 0单片机含有64kB片内Flash程序存储器,4352B的RAM、8个I/O端口共64根I/O口线、一 个12位A/D转换器和一个8位A/D转换器以及一个双12位D/A转换器、2个比较器、5个1 6位通用定时器、5个捕捉/比较模块的可编程计数/定时器阵列、看门狗定时器、VDD监 视器和温度传感器等部分.C8051F020单片机支持双时钟,其工作电压范围为2.7~3.6V (端口I/O,RST和JTAG引脚的耐压为5V).与以前的51系列单片机相比,C8051F020增添了 许多功能,同时其可靠性和速度也有了很大提高。而且价格适中,各种功能也易于实现 控制. 方案二:采用STC 公司的STC89C52RC。其价格便宜,应用广泛,但是功能单一,需要添加多个附加的模块 ,实现较为复杂;运行速度一般,抗干扰能力不是很强。 通过对以上两种方案的比较,我们选择了方案一,方案一采用的C8051F020单片机功能强 大,价格适中,应用方便,是个合理的选择 运动端
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