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智能小车的遥控单元设计

智能小车的遥控单元设计
智能小车的遥控单元设计

邯郸学院本科毕业论文(设计)

题目智能小车的遥控单元设计

学生XXX

指导教师XXX

年级2012级

专业电气工程及其自动化

二级学院机电学院

(系、部)

邯郸学院机电学院(系、部)

2016年4月

郑重声明

本人的毕业论文(设计)是在指导教师李俊峰老师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为,本人愿意承担由此产生的各种后果,直至法律责任,并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。

毕业论文(设计)作者(签名):XXX

2016年4月27日

智能小车的遥控单元设计

摘要

随着工业自动化的不断发展,计算机、微电子、信息计算的快速升级,各个领域的相互融合与促进,导致智能化技术开发加快,智能度的空前提升,在工业、生活、军事、医疗等多个领域应用范围也得到快速扩展。智能成为现代产品的新标志,是以后发展的方向。智能小车是智能产品的一个体现,设计人员可以运用软件编程实现小车的前进、停止、循迹等精确控制,属于智能机器人一种。

本设计针对智能小车的遥控部分进行了研究与设计。

本设计采用AT89C51单片机、直流电机驱动电路、红外遥控电路集成一体化的传感器集成体设计而成,从而进一步掌握红外遥控技术。本文设计主要包括小车的硬件电路设计和软件编程设计两部分,介绍了其设计与开发过程。智能小车总系统采用模块化设计思想,主要核心分为:红外遥控模块、电机驱动模块、车速控制模块。小车的运动过程为:使用者使用红外遥控器控制智能小车的前进、后退、左右转向、启动与停止。

关键词:红外遥控 51单片机直流电机驱动

Smart car remote control unit design

Abstract

With the continuous development of industrial automation, computer, microelectronics, information to calculate the rapid upgrade, all areas of fusion and promote each other and lead to intelligent technology development is accelerated, the intelligent degree of unprecedented ascension, in the industrial, life, military, medical and other fields application areas have been rapidly expanding. Intelligent become a new symbol of modern products, the developing direction of the future. Intelligent car is a reflection of intelligent products, designers can use the software programming to realize the car forward, stop, tracking precision control, belongs to a kind of intelligent robot.

This design for the remote control of intelligent car part has carried on the research and design.

This design USES AT89C51, dc motor drive circuit, infrared remote sensor integration design of integrated circuit integration, so as to further grasp the infrared remote control technology. This design mainly includes the car design of hardware circuit and software programming design of two parts, the design and development process are introduced. Smart car total system adopts modular design thought, main core is divided into: infrared remote control module, motor drive module, the speed control module. The movement process is: the users of the car infrared remote control of the intelligent car forward, backward, turn left, start and stop.

KEY WORDS:Infrared remote control 51 single chip microcomputer Dc motor drive

目录

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前言

随着高新科技的日益发展,科技在方方面面占据了很大的比重。人类的活动从地球的生物圈深海到太阳系的星系探测活动。智能遥控小车在这些方面发挥着巨大的作用。在地球的深海,巨大的压强与缺氧黑暗环境;在宇宙中的星系探测,缺氧与各种辐射环境,这些都限制了人的活动。但是智能小车可以代替人完成这些活动。各国在智能小车的科研中都施加了很大的力度,在各大高校中也有相关的小车比赛。可见智能小车已在社会各个方面都具有很大的作用。

本文是研究智能小车的遥控系统,将复杂的系统采用模块化设计,分成红外遥控模块、红外接收模块与电机驱动模块。先设计出硬件电路的设计工作,在画出程序流程图并做出程序,最后在仿真成功后做出实物小车。通过本次课设,不仅可以检验我的专业知识,还能锻炼我独立完成任务的能力,进一步了解现代智能小车的遥控系统。

1 绪论

1.1设计背景和意义

早就在1962年,美国就研制出世界上第一台工业用途机器人,比起号称"机器人王国"的日本起步至少要早五六年。70年代是世界科技发展的一个新里程碑:人类登上星空中的月球,实现在在太阳系中金星和火星的软着陆.我国也发射了第一颗人造地球卫星。随着微型计算机和控制系统的开发,工业机器人走向了实用化,扩大了它的应用范围。80年代是国际高技术竞争的年代,实现了在太空行走、炼钢,可乘坐航天飞机和无人驾驶地铁列车,并且随着32位微型计算机的出现,机器人技术进入了一个智能新阶段。上世纪90年代,以微电子技术为代表的高科技技术渗透进各个领域,机器人已普及应用于柔性自动化生产系统中,智能机器人已走向实用化。

随着工业自动化的不断发展,计算机、微电子、信息计算的快速升级,各个领域的相互融合与促进,导致智能化技术开发加快,智能度的空前提升,在工业、生活、军事、医疗等多个领域应用范围也得到快速扩展,机器人的发展已经遍及机械、社会服务、娱乐、电子、冶金、交通、工农业生产、军事、宇航、国防、海洋开发、宇宙探测、等领域。器人的智并且飞速地改变着人们的生活方式。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时,当今机器人技术发展势头高涨,其应用在国防等众多领域得到广泛开展。世界各国在微型智能车领域进行了大量研究,己经应用于各个领域,在航天探测和军事领域使用特别多。近年来,我国也开展了大量的研究工作,以满足不同用途的需要。世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。1961.4.12 前苏联宇航员加加林乘“东方一号”飞船上天,成为世界航天第一人。1969.7.21 格林尼治时间3时15分,飞船的登月舱在月球降落,阿姆斯特朗第一个踏上月球。2003年10月15日中国发射神州五号飞船,载航天员杨利伟到太空飞行21小时后返回地面。中国成为世界上第三个实现载人太空飞行的国家。2004年8月3日美国发射信使号探测器,开始飞赴水星考察。2005年10月12日中国载2名航天员的神州六号飞船发射升空,在太空遨游5天后返回地面,标志中国载人航天技术又迈进了新的重要的一步。2014年10月22日,我国探月工程将首次实施载人返回飞行试验,飞行试验器计划于10月24日至26日择机在西昌卫星发射中心发射。人类的研究活动现在已经摆脱了地球的束缚而广泛地进入生物圈外层空间和海洋深处。对月太阳系的他行星及其月球的探测,对太

阳系以外的宏观宇宙进行考察,对数千米以下的海底的研究,都是目前单靠人力所不能及的。智能控制小车正在代替人们完成这些任务。在未来战场上的军事活动中,在恶劣环境条件下的生产劳动中,凡是不宜由人直接承担的任务,都可以由智能控制系统代替,如智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度等条件的影响,完成危险地段、人类无法介入等特殊情况下的任务。高科技智能自动控制系统及装置已日益成为现代社会活动中离不开的自动智能设备。

一些发达国家现已把智能机器人制作大赛作为科技创新教育的战略性手段。如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者大多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。另一方面,由于单片机的自生优势使其应用领域越来越广泛,无论是在生活,生产上,单片机无处不在。ATMEL公司的AT89S51单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。AT89S51可以说是单片机领域的主流产品,其应用如此广泛,所以有必要去学习和应用该单片机,以满足实际产品开发的需要,也是适应社会智能化、自动化的趋势。通过构建智能小车系统,培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中,熟悉以单片机为核心控制芯片,设计小车的检测、驱动和显示等外围电路,采用智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识,联系实际电路设计的具体实现方法,达到理论与实践的统一。在此过程中,加深对控制理论的理解和认识。本设计对智能小车进行研究,主要是设计其遥控部分。

1.2国内外的研究现状

世界上成规模的巡线智能车比赛最早起源于日本,由社团法人全国工业高中协会等主办,日本瑞萨科技赞助的日本超级MCU模型车大赛(JMCR, Japan Micom Car Rally)自1996年开始每年都会进行。该项赛事的规模年年都在扩大,从公司职员、大学生、高中生、到中小学生,参加者不断增多,在培养日本的电子技术人员成长和动手能力上做出了巨大贡献。截至2009年,在日本超级MCU模型车大赛中,模型车在300mm宽的赛道上已经可以达到平均速度3.8-4m/s,最高速度接近5m/s,且从赛道的制作,赛车的制作等方面都达到相当高的水平。日本超级MCU模型车大赛从平均速度,赛道难度,比赛的观赏性上、比赛规模、比赛质量上均为全球类似巡线智能车比赛的顶级水平。

DARPA大奖赛(The DARPA Grand Challenge) 是一项由美国国防高级研究计划局

(Defense Advance Research Project Agency)赞助的,旨在推动无人驾驶车辆导航创新的一项比赛。此项比赛的目的是开发出一种能自主行驶地到达指定目的地的越野型移动机器人。自2004年来DARPA大奖赛共举办3届,最高奖金可达200万美元,第一届没有一支队伍完成130多英里的极其复杂的沙漠赛段;第二届比赛,斯坦福大学的参赛车辆“Stanley”成为最后赢家,以6小时54分完成全程;第三届比赛主题为“城市挑战”,更加有挑战性,不仅有各种复杂的野外赛段,而且还有城市赛段,参赛车辆要像有人驾驶一样,遵守城市交通规则。最终获胜队伍来自卡内基梅隆大学。与巡线智能车比赛相比,DARPA大奖赛是真正的智能汽车大赛,最大限度接近真实世界的情况,通过该项比赛所产生的成果将对人类的未来产生深远影响。

这几年,智能小车的研究是我国的高校大学生热点研究的项目。全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛起源于韩国,是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCS12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,促进高等教育教学改革,受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文,附件1),由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会(以下简称自动化分教指委)主办全国大学生智能汽车竞赛。自2006年首届在清华大学举办以来,已在国内各大高校成功举办十一届,得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价,已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。

IEEE国际标准电脑鼠走迷宫竞赛,意指培养在校大学生的科技创新意识和动手设计能力,2009年开始举办,已成功举办三届。2007年9月开始在广州周立功单片机发展有限公司的赞助下,中国嵌入式系统学会组织上海市、江苏省、浙江省30多所高校连续举办了两次联赛。2009全国“电脑鼠标走迷宫”总决赛于11月8日在北京航空航天大学举行。我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究,国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。我国自主研制的无人车——由国防科技大学自主研制的红旗HQ3无人车,2011年7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验,创造了我国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录,标志着我国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破,达到世界先进水平。

2012年11月24日,军事交通学院猛狮3号(JJUV-3)从北京台湖收费站出发,沿着京津高速一路飞奔,85分钟后安全到达天津东丽收费站。根据国家自然科学基金委和北京理工大学有关专家现场宣布的测试结果,该无人驾驶智能车全程行驶114公里,最高时速105千米,共完成12次自主超车,36次换道操作,30次刹车操作。“军交猛狮Ⅲ号”无人驾驶车到目前为止已经完成了一万多公里测试,最高时速曾达到120公里。

1.3设计的内容与目的

本设计采用AT89C51单片机、直流电机驱动电路、红外遥控电路集成一体化的传感器集成体设计而成。本文设计主要包括小车的硬件电路设计和软件编程设计两部分,介绍了其设计与开发过程。智能小车总系统采用模块化设计思想,红外遥控智能小车遥控部分可以分为三大组成部分:红外遥控模块、电机驱动模块、车速控制模块。本设计是要实现红外遥控器控制智能小车的前进、后退、左右转向、启动与停止,最后并作出实物。主要通过对小车系统硬件电路的设计,以及软件设计和遥控程序的编写,然后根据小车硬件电路图和软件部分设计,在计算机软件中仿真出小车系统设计结果。本设计不仅能让学生灵活应用机电等相关学科中所学的的理论知识,并且联系实际电路设计的解决实际问题具体方法,使其达到理论与实践的统一。在完成毕业设计过程中,加深对控制理论的理解和认识。并且随着现代汽车工业的快速发展,关于汽车的智能研究也就越来越受到人关注。全国大学生电子竞赛和省内大学生电子竞赛几乎每次都有智能遥控小车这方面的题目,全国各高校也都十分积极举办竞赛并重视该题目的研究,培养学生对综合知识的应用能力是至关重要的。

2 总体方案设计及其论证

2.1小车系统的总体方案设计

该智能小车系统以AT89C51单片机为核心的智能控制电路,应用模块化的设计方案,使用红外遥控器替换开关按键实现智能控制小车的启动与停止,左转、右转、前进、后退等功能。设计方案分成了几大模块,分别是:以单片机为核心的智能控制系统模块、红外遥控模块(包括红外发射、红外接收)、直流电机驱动模块和方向控制模块。各个模块相互独立又相互协调配合运作,达到智能控制小车的目的。总体方案设计采用模块化设计,使原先庞大的混合系统使其分开独立,但是又协调运作,达到了简化简明的目的,变相缩小了设计的范围。系统控制整体框架如下图:

2.2核心智能控制系统模块

该智能小车系统以AT89C51单片机为核心的智能控制电路,根据本课题的设计需要,有以下2种方案,可以根据需要选择:

方案一:采用ARM 处理器作为核心进行数据处理,虽然ARM处理器处理数据比较迅速,并且自身端口比较多,可以同时处理多个任务。但是价格比较昂贵,增加了本设计制作的费用,学习入门比较困难,熟练掌握比较困难,还有就是小车运动过程中,需要处理的数据量不是很大,过多的端口控制反而不利于便捷控制。

方案二:采用AT89C51单片机,ROM是1*4K,RAM是128b,AT89C51能完全满足本设计要求,且AT89C51单片机比较普及,有关这方面的图书和教材比较多,所学的专业知识有所涉及,便于学习易于掌握,通用灵活、使用方便,价格便宜等优点。针对本课题特点——多开关量输入输出的复杂程序智能控制系统,需要擅长处理多开关量的标准单片机,所以我选定了AT89C51单片机作为本课题的核心控制装置,51单片机具有功能强大的位操作指令,I/O口均可按位寻址,程序空间多达4K,对于本课题也足够用,另外一点是51单片机价格低廉,节约了成本,比较适合实验所用。

2.3红外遥控模块

根据本课题设计的特点及其要求,遥控部分我选用的是红外遥控模块。红外遥控是一种无线、非接触控制技术,利用红外线来传递数据。自上世纪60年代开始至今,红外遥控技术发展以相对比较成熟,它具有抗干扰能力强,信号传输可靠,自身功耗低,成本廉价,易实现等显著优点,但是也有传输距离近的缺点,但是结合本课题的特点与要求,智能小车的控制距离不是很远,所以红外遥控完全满足要求。

红外遥控模块又可以划分为:红外发射模块、红外接收模块、接口电路。红外遥控系统采用编 / 解码专用集成电路与单片机来实行控制操作。红外遥控发射端用来产生遥控编

码脉冲,进而驱动红外发射管发出红外遥控信号,遥控接收头接受遥控信号,并将信号进行放大、检波、整形、解调步骤,得到遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制码,再讲此串行码输入到51单片机,由其内部CPU完成对遥控指令解码,并执行相应的遥控功能实现对电机驱动的控制从而控制小车的行驶。红外遥控模块框架如下图:

2.4直流电机驱动模块

51单片机接收到传输过来的遥控编码,内部CPU完成解码,之后实现对电流的控制,从而驱动电机运作,达到小车运动的效果。

电机采用有L298电机,电机驱动模块采用功率三极管作为功率放大器的输出端口控制直流电机。电路采用线性型驱动,此电路结构和原理简单,加速能力强,并且使用由达林顿管组成的H型桥式电路。用单片机智能控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下,达到精确调整电动机转速。这种电路因为工作在管子的饱和截止模式下,所以效率非常高,H型桥式电路保证了电机简单的实现转速和方向的控制,电子管的开关速度很迅速,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,因此选用L298。

这种电机调速方式的优点为:优良的调速特性、调整十分平滑、调速范围较广、乘载能力大,可以承受频繁的负载冲击,还能实现频繁的无级快速启动、制动、正反转操作、左右转向。

3 系统硬件电路的设计

3.1核心智能控制系统模块

3.1.1AT89C51单片机

3.1.1.1主要特性:

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

寿命:1000写/擦循环

数据保留时间:10年

·全静态工作:0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位的内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

3.1.1.2管脚说明:

VCC:供电电压。

GND:接地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:

P3.0 RXD(串行输入口)

P3.1 TXD(串行输出口)

P3.2 /INT0(外部中断0)

P3.3 /INT1(外部中断1)

P3.4 T0(记时器0外部输入)

P3.5 T1(记时器1外部输入)

P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)

P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定

时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2:来自反向振荡器的输出。

3.1.1.3振荡器特性:

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

3.114单片机I/O 口模拟串行通信的实现方法

目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列单片机通常只有一个(或没有)UART

异步串行通信接口,在应用系统中若需要多个串行接口(例如在多机通信系

统中,主机既要和从机通信又要和终端通信)的情况下,通常的方法是扩展

一片8251 或8250 通用同步/异步接收发送芯片(USART),需额外占用单

片机I/O 资源。本文介绍一种用单片机普通I/O 口实现串行通信的方法,可

在单片机的最小应用系统中实现与两个以上串行接口设备的多机通信。

3.1.1.4串行接口的基本通信方式

串行接口的有异步与同步两种基本通信方式。异步通信采用用异步传送格式,如图 1 所示。数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志。在异步通信中,起始位占用一位(低电平),用来表示字符开始。其后为7 或8 位的数据编码,第8 位通常做为奇偶校验位。最后为停止位(高电平)用来表示字符传送结束。上述字符格是通常作为一个串行帧,如无奇偶校验位,即为常见的N.8.1 帧格式。串行通信中,每秒传送的数据位称为波特率。如数据传送的波特率为1200 波特,采用N.8.1 帧格式(10 位),则每秒传送字节为120 个,而字节中每一位传送时间即为波特率的倒数:T=I/1200=0.833ms。同样,如数据传送的波特率为9600 波特,则字节中每一位传送时间为T=1/9600=0.104

多功能智能小车的设计

多功能智能小车的设计 作者:冯惠秋吕宁黄帅峰 来源:《职业·下旬》2011年第01期 智能车辆是集中运用计算机技术、单片机技术、传感器技术、自动控制技术、机电一体化技术、通讯导航技术、人工智能及机器人学等高新技术的综合体。笔者设计制作的多功能智能小车,就是这种综合体的一种尝试。小车各部分采用模块化设计,以两电动机为主驱动,通过传感器采集各类信息,送入单片机,处理数据后完成相应动作,实现小车的多功能自动控制。 一、硬件设计 系统的硬件由单片机主控单元、寻迹模块、避障模块、铁片检测模块、寻光模块、调速模块、距离检测模块、显示模块、摄像模块和电脑终端遥控模块、电源模块等组成。 1.单片机主控单元 采用STC89C52单片机,主要任务是扫描无线/按键输入信号,启动/停止智能小车,在智能小车行走过程中不断读取各路传感器采集到的数据,将得到的数据进行处理后,根据不同的情况产生占空比不同的PWM脉冲来控制电机的转速,同时将相关数据送液晶显示器显示。其中,P2口用于液晶显示,P1.0一P1.3控制左右两个电机,P1.4、P1.5、P1.6为三个按键接口,P0口接8路传感器,P3.2接黑白光栅码盘的输出信号,P3.3接检测铁片信号,P3.7接声光报警,P3.5、P3.6 、P3.7接LCD1602的RS、R/W和EN控制端。 小车车体采用了两个传统型车轮作为主动轮,为保持车体平衡,在小车的前方安装了一个万向轮,可以实现零半径旋转。 2.寻迹模块 采用5对红外线传感器RPR220,放置在小车车头的偏左、左、中、右、偏右五个方向,分别检测左侧车轮和右侧车轮的偏转情况,使小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线,进行沿直线行驶和沿弧线行驶。 3.避障模块 采用红外线避障方法。由于红外线受外界可见光的影响较大,所以,采用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制,这样可以减少外界的干扰。 4.铁片检测模块 这一模块使用的是一体化电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX。

LC课程设计运料小车控制模拟

1概述1.1 PLC的基本概念 在PLC的发展过程中,美国电器制造商协会(NEMA)经过四年的调查,于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程控制器(Programmable Controller),英文缩写为PC,并且作如下定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的是的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程序的存储器来存储指令,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制,计数,计时和算术运算等操作的指令。并且通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备,都应按易于与工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。” 定义强调了PLC应直接应用于工业环境,它必须有很强的抗干扰能力,广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 1.2 PLC的发展 PLC自问世以来,经过40多年的发展,在美,德,日等工业发达的国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升,生产厂家不断涌现,品种不断翻新,产量产值大幅度上升而价格不断下降。 目前,世界上有200多个厂家,较有名的公司有美国:AB通用电气,莫迪康公司;日本:三菱,富士,欧姆龙,松下电工等:德国:西门子公司;法国:TE施耐德公司;韩国:三星,LG公司等。 1.3 PLC的发展趋势 (一)大型化 为适应大规模控制系统的要求,大型PLC向着大存储容量,高速度,高性能,增加I|O点数的发展方向。主要表现在以下几个方面: 1.增强网络通信功能:; 2.发展智能模块; 3.外部故障诊断功能; 4.编程语言、编程工具标准化、高级化 5.实现软件、硬件标准化 6.编程组态软件发展迅速

智能小车设计

2016—2017学年第二学期期末考试《单片机原理及应用*》实践考核 项目设计说明书 专业:电子科学与技术 学号: 20160060156

姓名:张一鸣 2017年6 月14日 考核项目及要求 项目一:电机驱动模块的设计与制作 1.考核要点 (1) 掌握驱动电路的工作原理; (2) 掌握电机驱动的制作方法; (3) 掌握焊接技术; 2.作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计制作,作品达到电路连接正确、布局合理、美观整洁。 项目二:单片机最小系统板的设计制作 1.考核要点 (1) 掌握单片机在实际操作中的基本知识; (2) 实验板包括单片机最小系统、蓝牙遥控模块、温度检测模块、液晶模块、 报警模块电路等的设计; (3) 使用Proteus仿真软件绘制实验板所包含的所有模块电路; (4) 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的演示程序。 2.作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示,达到正确实现、布局合理、美观整洁。 项目三:智能小车底盘设计 1.考核要点 (1) 理解电机的工作原理; (2) 了解部分机械机构的设计方法; (3) 掌握智能小车的整体安装方法。

2.作品要求 学生独立设计安装,车身结构美观,布局合理,功能实现。 目录 1.功能说明 (1) 1-1.蓝牙无线遥控 (1) 1-2.实时温度显示 (1) 2.硬件设计 (2) 2-1.元器件选择 (2) 2-2.硬件设计原理说明 (4) 3.软件设计 (5) 3-1.程序总体设计 (5) 3-2.程序详细设计 (5) 4.测试与总结 (6) 4-1驱动电路板测试 (6) 4-2控制电路板测试 (6) 4-3最终整体效果 (7) 4-4总结 (7)

基于单片机的红外遥控小车设计

单片机系统设计实例 红外遥控小车 专业:信息对抗技术 姓名:吴志飞 学号:1411050121 指导教师:张东阳

目录 1 绪论 (1) 2 系统分析 (2) 2.1系统框架 (2) 2.2电机驱动模块 (3) 2.3 LCD显示模块 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1主控模块的电路设计 (6) 3.1.1AT89C51单片机的简介 (8) 3.1.2AT89C51管脚功能 (8) 3.2红外遥控模块的电路设计 (9) 3.2.1红外遥控的实现原理 (10) 3.2.2红外发射器 (11) 3.2.3红外接收器 (12) 3.3电机驱动模块的电路设计 (12) 3.4显示模块的电路设计 (13) 4 系统软件设计 (14) 4.1程序代码 (14) 4.2软件流程图 (17) 5 调试与仿真 (18) 5.1在keil中进行调试 (18) 5.2在Proteus中进行仿真 (19) 6 总结 (21) 参考文献 (22) I

沈阳理工大学课程设计说明书 1 绪论 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快,,智能化程度越来越高,应用范围也越来越广,包括海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其在国防等众多领域的应用广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 本次课设设计的红外遥控智能小车可以分为四大组成部分:红外遥控部分、显示部分、执行部分、控制部分。智能小车可以实现按遥控指示前行,后退,左转和右转。该设计主要通过对系统硬件电路的设计,软件设计和程序的编写,然后通过后期软硬件调试达到设计初衷。 1

基于PLC的运料小车的控制系统设计

电气自动化技术专业毕业设计 设计课题:基于PLC的运料小车控制系 统设计 学生姓名:陈博 学号: 022******* 指导老师:吴丽丽 专业:电气自动化技术 年级: 11级 2014年6月3日

摘要:随着科学技术的日新月异,对自动化程度要求越来越高,原有的生产线已不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节,但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用,为企业节省了人力、物力等,节约了生产成本提高了经济效益。但是,相比传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路比较复杂,不容易检修及维护。基于PLC的自动运料小车控制系统可以解决上述问题,因此对它的设计具有了现实可能性。 关键词:可编程控制器;三相异步电动机;运料小车

目录 引言 (1) 1运料小车需求分析 (2) 2运料小车控制系统的方案论证 (4) 2.1运料小车控制系统的控制内容与要求 (4) 2.1.1运料小车的运动流程 (4) 2.2方案论证 (4) 3运料小车控制系统的硬件配置 (5) 4运料小车控制系统的软件设计 (7) 4.1PLC I/O分配表 (8) 5程序的运行调试与仿真 (13) 6设计小结 (14) 6.1小车的优缺点分析 (14) 6.2设计的改进及推广 (14) 总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录一 (18)

引言 可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的,最初叫做可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),即PLC,现已广泛应用于工业控制的各个领域。 大规模集成电路和超大规模集成电路的出现使得PLC在问世后的发展极为迅速。现在,PLC不仅能实现继电器的逻辑控制功能,同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊断及DCS生产监控等功能。 毫无疑问,PLC将在今后的工业生产中起到非常重要的作用。在20世纪80年代,美国的工业市场调查报告和1989年美国的一份分散控制系统(DCS)的调研报告中,都能看出PLC在工业控制中的重要作用。

无线遥控玩具小车设计与制作

“发明杯”大学生创新大赛作品题目: 无线遥控玩具小车设计与制作

目录 摘要 (1) 引言 (3) 1 方案设计与论证 (4) 1.1 直流调速系统 (4) 1.2 防碰撞系统 (5) 1.3 显示系统 (5) 2 硬件设计 (5) 2.1 小车系统框图 (5) 2.2 单片机最小系统设计 (6) 2.3 电机驱动电路设计 (7) 2.4 遥控发射接收电路设计 (9) 2.4.1 无线发送电路 (10) 2.4.2 无线接收电路 (11) 2.5 检测系统设计 (11) 2.5.1 速度检测设计 (11) 2.5.2 防跌落系统设计 (12) 2.5.3 防碰撞系统设计 (13) 2.6 显示电路设计 (13) 2.7 单片机I/O口的分配 (14) 2.8 电源设计 (14) 2.9 小车车体设计 (14) 3 软件设计 (15) 3.1 主程序设计 (15) 3.2 PWM子程序设计 (17) 3.3 遥控子程序 (18) 3.4 防跌落、碰撞子程序 (20) 3.5 显示子程序 (21) 4 结果分析及结论 (22) 5 谢辞 (23)

6 参考文献 (23) 附件1 程序清单 (24) 附件2 硬件电路图 (33) 附件3 电路PCB图 (34)

无线遥控玩具小车设计与制作 摘要:80C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评,该课题的基本思想是设计一台能够遥控行走并自动回退防止跌落的机器小车。遥控接收端以 80C51 单片机为控制核心,其中数据的发射和接收部分通过无线通讯模块完成。可通过发射端来控制小车的直流电机实现无极调速, 遥控小车进行转向, 并能在液晶上显示出小车的实时速度值。小车还能自动检测落差较大的落差,遇到楼梯等低处会自动回避,以防止小车由高处摔落。 关键词:80C51单片机、PWM调速、遥控小车

基于单片机的多功能智能小车设计毕业论文

基于单片机的多功能智能小车设计毕业论文 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) 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) 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:

PLC运料小车自动控制设计

目录 引言 ........................................................... I 1设计任务与要求 (1) 2PLC控制系统的硬件设计 (2) PLC机型的选择 (2) PLC容量估算 (3) 系统I/O地址的分配 (3) 安全回路设计 (4) 、 计算机和PLC的链接通信 (5) 3运料小车PLC控制的软件设计 (5) STEP7-M ICRO/WIN编程软件 (6) 运料小车控制梯形图设计 (7) 运料小车控制语句表设计 (9) 运料小车PLC控制设计说明 (11) 4 PLC控制系统的抗干扰性设计 (11) 抗电源干扰的措施 (12) 《 控制系统的接地设计 (12) 防I/O干扰的措施 (13) 5 PLC控制系统的调试 (13) 6小结 (14) 7参考文献 (14)

引言 运料小车自动控制 随着经济的发展,运料小车不断扩大到各个领域,从手动到自动,逐渐形成了机械化,自动化。将PLC应用到运料小车电气控制系统,可实现运料小车的自动化控制,降低系统的运行费用。它功能强大,可扩展到128I/O点。且能增加特殊功能模块或扩展板。PLC在运料小车控制系统中的应用,具有巨大的经济和社会价值。本文以PLC控制技术为核心,采用SIEMENS公司的S7-200系列的PLC,论述了运料小车控制的软硬件设计方案及其控制原理,实现了运料小车自动控制。

1 设计任务与要求 (1)设计任务 图 运料小车示意图 运料小车由一台三相异步电动机拖动,电机正转,小车向右行,电机反转,小向左行。电动机正反转图如图所示: 在生产线上有5个编号为l ~5的站点供小车停靠,在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外,还设有5个呼叫按钮开关(SB1~SB5)分别与5个停靠站点相对应。 图 三相异步电动机正反转主电路图 自动化生产 运料小车 1 号 _____ 2号站 4号站 3号站 5号站

基于单片机的红外遥控智能小车毕业设计报告

毕业设计(论文)题目:基于单片机的红外遥控智能小车

西安邮电学院 毕业设计(论文)任务书 学生姓名指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 任务与要求 任务:以51单片机为控制核心,实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。 要求:1 搜集资料,熟悉单片机开发流程;熟悉红外传感器等相关器件; 掌握单片机接口和外围电路应用;具备一定的单片机开发经验。 2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用; 3 具备一定的硬件调试技能。 4 学会查阅资料; 5 学会撰写科技论文。 开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月27日主管院长(签字) 年月日

西安邮电学院 毕业设计 (论文) 工作计划 学生姓名赵美英指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 工作进程

主要参考书目(资料) 1、何立民,单片机应用系统设计,北京:航天航空大学出版社; 2、李广弟,单片机基础,北京:北京航空航天大学出版社,2001; 3、何立民,MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术,北京航 空航天大学出版社,1990.01; 4、赵负图,传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004; 5、Atmel.AT89S51数据手册.https://www.sodocs.net/doc/2914860130.html, 主要仪器设备及材料 1.普通计算机一台,单片机开发环境; 2.电路安装与调试用相关仪器和工具。 (如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等)。 论文(设计)过程中教师的指导安排 每周四进行交流与总结;其余时间灵活安排,及时解决学生问题。 对计划的说明 依学生实际情况,适当调整工作进度。

智能小车控制系统设计

智能小车控制系统设计 ——ARM控制模块设计 EasyARM615是一款基于32位ARM处理器,集学习和研发于一体的入门级开发套件,该套件采用Luminary Micro(流明诺瑞)公司生产的Stellaris系列微控制器LM3S615。本系统设计是以EasyARM615开发板为核心,通过灰度传感器检测路面上的黑线,运用PWM直流电机调速技术,完成对小车运动轨迹等一系列的控制。同时利用外扩的液晶显示器显示出各个参数。以达到一个简易的智能小车。 本文叙述了系统的设计原理及方法,讨论了ISR集成开发环境的使用,系统调试过程中出现的问题及解决方法。 据观察,普通的玩具小车一般需要在外加条件下才能按照自己的的设想轨迹去行驶,而目前可借助嵌入式技术让小车无需外加条件便可完成智能化。在小车行驶之前所需作的准备工作是在地面上布好黑线轨迹,设计好的小车便可按此黑线行驶,即为智能小车。其设计流程如下: 1、电机模块 采用由达林顿管组成的H型PWM电路。PWM电路由四个大功率晶体管组成,H桥电路构成,四个晶体管分为两组,交替导通和截止,用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态,根据调整输入控制脉冲的占空比,精确调整电机转速。这种电路由于管子工作只在饱和和截止状态下,效率非常没。H型电路使实现转速和方向的控制简单化,且电子开关的速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的PWM调整技术。 具体电路如下图所示。本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用TIP132大功率达林顿管,以保证电动机启动瞬间的8安培电流要求。

2、传感器模块 灰度测量模块,是一种能够区分出不同颜色的的电子部件。灰度测量模块是专为机器人设计的灰度传感器。例如:沿着黑色轨迹线行走,不偏离黑色轨迹线;沿着桌面边沿行走,不掉到地上,等等。足球比赛时,识别场地中灰度不同的地面,以便于进行定位。不同的物体对红外线的反射率不同,黑色最低,白色最高;它通过发射红外线并测量红外线被反射的强度来输出反映物体颜色的电压信号,有效距离3-30毫米。 其技术规格如下: 已知灰度传感器的输出电压为0-3.3V,所以可通过ARM615开发板上的ADC 模块转换成数字信号,最后通过不断测试得出黑线与白线的大概参数值,完成对小车传感器部分的设计。 在本次设计中选择二个灰度传感器,其实现效果与布局如下所示。

自动运料小车PLC控制系统设计

自动运料小车PL C 控制系统设计 随着生产自动化程度越来越高, PLC 在生产过程控制系统中的应用也越来越广泛。 可编程逻辑控制器,简称 PLC 是一种工业控制微型计算机。它的编程方便、操作简单尤其是高通 用性等优点,使它在工业生产过程中得到了广泛的应用。 其中的一个应用便是运料小车的控制, 主要用 到的便是它的逻辑控制功能。 控制要求 1. 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下: (1) 按下启动按钮,系统开始工作,按下停止按钮,系统停止工作; (2) 当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭 HJ 的编码时,小车向右运行运行到按钮 HJ 所对 应的停靠站时停止; (3) 当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭 对应的停靠站时停止; (4) 当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭 (5) 呼叫按钮开关 HJ1--HJ5应具有互锁功能 2. 运料小车的运动分析: HJ 的编码时,小车向左运行,运行到按钮 HJ 所 HJ 的编码时,小车保持不动; 先按下者优先。 某自动生产线上运料小车的运动如图所示, 运料小车由一台三相异步电动机拖动, 电机正转,小车 向右行,电机反转,小车向左行。在生产线上有 5个编码为1 — 5的站点供小车停靠,在每个停靠站安 装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外,还设有 5 个呼叫按钮开关(HJ1-- HJ5 )分别与5个停靠站点相对应。 自动运料小车示意图 程序设计 1. 行程开关

在该程序中,5个站的行程开关分别用数字0-4来表示,当小车在1号站时,行程开关 X007得电,将数字0传送到数据寄存器D0;当小车在2号站时,行程开关X010得电,将数字1传送到数据寄存器D(。依次类推,当小车在5号站时,行程开关X013寻电,将数字4传送到数据寄存器D0。它的助记符程序为: LD X007 MOV K0D0;小车在1号站 LD X010 MOV K1D0;小车在2号站 LD X011 MOV K2D0;小车在3号站 LD X012 MOV K3D0;小车在4号站 LD X013 MOV K4D0;小车在5号站 所对应的梯形图如下所示: 行程开关梯形图 2. 小车启停辅助继电器 当按下启动按钮时,小车开始运动,该辅助继电器M0寻电;当按下停止按钮时,小车停止运动,该辅助继电器M(失电。它的助记符程序为: LD X000 OR M0 ANI X001 OUT M0 ;小车启停辅助继电器 所对应的梯形图如下所示: 小车启停辅助继电器梯形图 3. 呼叫按钮 在该程序中,5个站的呼叫按钮分别用数字0-4来表示,而且由于5个呼叫按钮开关HJ1— HJ5具有互锁功能,先按下者优先,所以需5个辅助继电器M1-M5当按下1号站呼叫按钮开关时,行程开关X002得电,数字0传送到数据寄存器D1,同时1号按钮开关辅助继电器得电;当按下2号站呼叫按钮开关时,行程开关X003寻电,数字1传送到数据寄存器D1,同时2号按钮开关辅助继电器得电;依次类推,当按下5号站呼叫按钮开关时,行程开关X006 得电,数字4传送到数据寄存器D1,同时5号按钮开关辅助继电器得电;它的助记符程序为: LDI M2 ANI M3 ANI M4 ANI M5 ANI X007

基于单片机遥控小车的设计

基于单片机遥控小车的设计 摘要 随着电子业的发展,自动化已不再是一个新鲜的话题,无人驾驶的遥控小汽车也必将进入实用阶段,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。本系统模拟基于51单片机的遥控小车的设计。89C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。这里介绍的是如何用89C51单片机来实现无线遥控小车的毕业设计,该设计是结合实际应用而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的,采用89C51单片机为控制核心,采用L298N对小车电机的控制,利用以PT2262/PT2272芯片的无线遥控模块装置,本次设计基于完备的软硬件系统,很好的实现了电动小汽车的前后行进,特定路径的行驶,以及停车。整个系统的电路结构简单,可靠性能高。实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析 关键词:单片机;无线控制技术;PWM调速;L298N;PT2262/2272。

The Design of Remote Control Car Based On MCU Abstract Along with the development of electronic, automation is not a fresh word any more, and no-man controlled cars will be realized. The new invention of modern intelligence, is a future of development, he can follow the pattern set in advance in an environment where automatic operation, no human's management, used in scientific exploration and so on. Smart electric car is one of expression. That system is based on the design of 51 MCU controlled car. 89C51 MCU is eight-figure microcontroller, which receives high praise from the users because of its easy use and versatility. This graduation design introduces how 89C51 MCU realize the remote control of the car, a combination of the practical application and design. This system designs for the purpose of the topic request, using 89C51 MCU as control core, the car motor control by L298N,and wireless remote control which chip PT2262/2272 device, with the electric car, driving, and the particular path park. The whole system of the circuit structure is simple and reliable. This paper introduces the hardware design method of the system and the analysis of the test results. Keyword: MCU; Wireless Remote Control; PWM speed adjusting;L298N;PT2262/2272

智能小车控制系统开题

毕业设计(论文)开题报告 题目智能小车控制系统研究 系部车辆工程系 专业 学生姓名学号 指导教师职称讲师 毕设地点 2016年1 月16 日

1.结合毕业设计(论文)课题任务情况,根据所查阅的文献资料,撰写1500~2000字左右的文献 综述: 一丶选题背景 智能汽车的概念在上世纪80 年代初由美国提出,随着智能控制算法的不断发展,以及硬件设备的快速更新,对智能车的发展起到了巨大的促进作用。同时交通问题也逐渐成为世界各个国家都要面临的重要问题,这也加快了新技术、新方法的应用。在这样的背景下智能车的研究逐渐成为新的热点。 当前世界公路的总里程每年都在高速增长,同时汽车的总量也在成倍增加,其中我国的增量更是非常明显,随着汽车的越来越多,出现交通事故的概率也在不断提高。世界各国为了解决这方面的问题提出了很多的想法,而智能车是众多想法中最可行的一种解决当前问题的方法。许多国家在无人驾驶汽车和智能交通系统的研究上都取得了不错的成果,有些研究结构已经研制成功了智能车的原型,并进行相关试验。最近10 年在传统汽车中半导体和电子技术应用的越来越多。汽车产业已经进入到了电子时代,智能汽车将是未来的发展趋势。根据相关部门的统计数据,2012 年之后生产的汽车,汽车上电子装置系统占整个汽车总成本超过30%,甚至在一些配置较高的汽车上,比重超过50%。 随着改革开放的不断深入,我国经济在过去的一段时间迅速崛起,人民的生活水平和幸福指数每年都在提高,拥有一辆汽车也不在是一个的梦想,而是变成了一个很多家庭都能消费的起的代步工具,当前我国的汽车数量,每年以两位数增长,然而我国的公共配套却相对落后,这就造成了我国严重的交通问题,道路拥挤十分严重,出现了开车不如骑车快的现象。 因此发展智能车和智能交通系统,是解决现有问题的一种有效的方法,通过不断的研究会在交通拥堵、减少事故方面起到十分显著的作用。未来通过无人驾驶技术,实现汽车的自动行驶,对于我国汽车、控制、电子等领域在新时期提高国际竞争力和自主创新能力有着重要的作用。 智能汽车控制系统的研究是一项复杂的系统工程,其中包含了机械、电子、自动循迹、自适应控制、机器人技术、传感器技术等多学科相互交融的一项研究。智能车通过多个传感器模块的协同工作,经过控制单元进行决策实现汽车的自动行驶、最优化路径等功能。 同时无人驾驶智能车在货运、农业生产、军事等领域具有很好的应用前景。 综上所述,发展智能汽车控制技术能够提高我国在微电子技术、人工智能、电机控制等新技术领域的技术水平。同时随着智能汽车的不断发展也能够有效的改善现有的交

语音控制的智能小车设计

?语音控制的智能小车设计 ?发布时间:2009-8-3阅读次数:318字体大小: 【】【】【】 根据美国玩具协会的调查统计,近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化:传统玩具的市场比重正在逐步缩水,高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52%,而传统玩具的年销售额仅增长3%。英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中,有七款玩具配有电子元件。从这些数字可以看出,高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。本文设计一个具有语音识别功能的智能遥控小车。该小车对传统的手动遥控小车的机械部分做了改进,使之可以实现任意角度转向和以任意速度前进,而不象一般的小车 那样只能以固定角度转向和以固定速度前进,因此更加接近真实的车辆。本文还在小车的控制系统中采用语音识别系统,使控制者可以用语音对小车进行控制,产生相应的动作,而且小车和控制者还具有一定的交互功能。 1 智能小车总体结构框图 智能小车主要由转向机构、驱动机构、转向控制模块、驱动控制模块、遥控模块和语音控制模块六大部分组成,如图1所示。 2 机械本体结构及工作原理 小车为轮式结构,如图2所示。机械部分分为转向机构(图中椭圆内的部分)和驱动机构(图中椭圆外部分)。转向机构主要由转向电机、转向架和两个前轮组成。驱动机构采用玩具小车常用的双电机驱动方案,包括两个减速电机和两个后轮。转向机构工作原理为:转向时由控制者向小车发出转向信号,转向电机根据转向信号正向或反向旋转一定角度,电机通过齿轮、齿条系统带动转向架摆动一定角度,最终带动与转向架固定在一起的前轮偏摆一定角度。小车在转向时由于内、外侧的车轮的转弯半径不同,所以内外侧车轮的转速也不相同。前轮为从动轮,会根据转弯角度的大小自动调节内、外侧车轮的转速;而后轮为主动轮,其转速分别由两个电机独立驱动,不会根据转弯半径自动调节转速。因此小车转弯时,控制系统在控制转向电机的同时还需要根据转向角度的大小向两个驱动电机发出控制信号,调节两个驱动电机的转速使之产生特定的转速比,从而使转弯顺利进行。在这里,转弯的角度、转速比与小车的尺寸及转弯半径有关。 3 控制系统 控制系统包括两大部分,一部分位于遥控器内,用于识别控制者的命令并将响应的控制信号发送出去;一部分位于小车上,用于接收遥控器发出的控制信号,并根据控制信号控制转向机构和驱动机构,使小车实现预期的动作。 遥控器 遥控器主要由语音识别模块和无线发送模块(编码芯片、射频发送模块)组成,如图3所示。遥控器的工作原理为:控制者通过麦克风发出控制命令,该命令经过语音识别模块识别后,根据控制信号的类型产生一个8位的控制码,语音识别模块通过其P1端口将控制码输出至无线发送模块,然后语音识别模块发出控制信号,控制无线发送模块将该控制码以无线电波形式发送出去,车载控制部分接收到后便控制小车产生预期的动作。 3.1.1 语音控制模块 语音控制模块主要由Sensory公司的集成语音识别芯片 RSC-364组成。该芯片是专门为语音控制家电产品而设计的,外围辅助器件少,采用典型应用电路时只需要一个麦克风、一个晶体振荡器、一个小场声器和几个电阻、电容即可。该芯片内部集成了语音识别、语音合成、语音身份识别、录音回放功能。芯片内部采用的是神经网络的语音识别算法,和说话者无关的语音识别准确率可以达到97%,和说话者相关的语音识别准确率可以达到99%。该芯片的功能框图如图4所示。该芯片内部集成了一个八位的可编程微处理器,对外有 16个可编程控制的I/O口,16位地址总线和8位数据总线及相应的控制信号,可方便地扩展外部ROM以及与外部器件通讯。本文中对RSC-364的资源使用情况为:其P1口用于传输与控制命令相应的控制码,口用于启动无线发送模块发送数据。

基于51单片机的无线遥控小车

本科生产实习报告(2013 —2014学年第二学期) 姓名: 学号: 年级: 专业:电子信息技术及仪器 系室:测控技术与仪器系 2014年7月6日

目录 目录 (2) 1 生产实习计划安排 (3) 2 电路板制作 (3) 2.1实习目的 (3) 2.2所需器件介绍 (3) 2.3制作过程 (5) 2.4成果展示 (7) 3 小车控制系统软硬件设计 (7) 3.1实习目的 (7) 3.2所需器件介绍 (7) 3.3制作过程 (9) 3.4功能演示 (11) 4新飞电器公司实习 (11) 4.1优秀毕业设计讲解 (11) 4.2新飞公司 (13) 5、生产实习心得体会 (18) 附录:单片机C语言程序 (20)

1 生产实习计划安排 2 电路板制作 2.1实习目的 能够熟练使用一些常用软件进行基本的程序编写(keil)、制板(Altium Designer等);进一步了解电子产品开发、生产、测试等内容,培养自身的动手能力,并通过组队让我们了解团队合作的重要性,并为做一些实际的项目积累经验。 2.2 所需器件介绍

①Altium Designer Winter 09 :电路原理图、PCB图绘制软件 ②打印机、转印纸:将设计完成的PCB图打印在转印纸光面上 ③覆铜板、砂纸、热转印机:将转印纸上的电路图热转印到铜板上 ④腐蚀液:将铜板上墨迹以外的部分腐蚀掉 ⑤打孔机:将铜板上需要留孔的地方进行打孔 ⑥电烙铁、锡丝等:将元器件焊接在制作的铜板上 图1利用Altium Designer 绘制原理图的流程图

2.3 制作过程 1、原理图的绘制过程的流程图如图1所示: ⑴、使用Altium Designer绘图软件,画出单片机最小系统板的原理图,正确选择放置所需要的元器件并正确连接,适当添加元件库。必须用到的有微处理器芯片STC89C52RC、串口通信芯片MAC232等一系列电子元件。 ⑵、原理图设计完成后对各元件进行封装,以生成和现实元器件具有相同外观和尺寸的封装网络表。单片机最小系统板原理图如图2所示: 图2利用Altium Designer绘制的原理图 ⑶、生成PCB图。网络表生成以后,根据PCB面板的大小来放置各元件的位置,在放置时需要确保各元件引脚不交叉。经过规则的设置及调整,无错误完成PCB的布局布线。布线完成后的PCB图如图3所示: 图3布线完成后的PCB图 ⑷、利用转印纸将设计完成的PCB图通过打印机打印输出,然后将印有电路图的一面与铜板固定压紧,最后放到热转印机上进行热转印,高温下将转印纸上的电路图墨迹转印到铜板上。 ⑸、准备腐蚀液,将有墨迹的铜板放在溶液中,等待一段时间,铜板上除了墨迹以外的部分全部被腐蚀。取出铜板并清洗,妥善处理溶液。必须注意的一点是,清洗完毕后需立即擦干铜板,否则石墨线上附着的腐蚀液会继续腐蚀铜线部

PLC控制运料小车

项目七PLC控制运料小车的运行 1.项目任务 本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。系统控制要求如下:小车往返运动循环工作过程说明如下:小车处于最左端时,压下行程开关SQ4,SQ4为小车的原位开关。按下启动按钮SB2,装料电磁阀YC1得电,延时20s,小车装料结束。接着控制器KM3、KM5得电,向右快行;碰到限位开关SQ1后,KM5失电,小车慢行;碰到SQ3时,KM3失电,小车停止。此后,电磁阀YC2得电,卸料开始,延时15s后,卸料结束;接触器KM4、KM5得电,小车向左快行;碰到限位开关SQ2,KM5失电,小车慢行;碰到SQ4KM4失电,小车停止,回到原位,完成一个循环工作过程。整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态,如此周而复始的循环。 图7-1 运料小车往返运动示意图

2.任务流程图 本项目的具体学习过程见图2-2。 图7-2 任务流程图 学习所需工具、设备见表7-1。 表7-1 工具、设备清单 1.功能图编程的特点 功能图也叫状态图。它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。 功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序,其优点是让用户每次考虑一个状态,而不必考虑其它的状态,从而使编程更容易,而且还可以减少指令的程序步数。功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步,因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程,也能形象、直观的表示顺序控制。 功能编程开始时,必须用STL使STL接点接通,从而使主母线与子母线接通,连在子母线上的状态电路才能执行,这时状态就被激活。 状态的三个功能是在子母线上实现的,所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。反之,STL接点断开,对应状态就为被激活,前一状态就自动关闭。状态编程的这一特点,使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表,变得十分清晰单纯,不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在,只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。另外,这也使程序的可读性更好,便于理解,也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。 7-2步进梯形图 在状态编程的最后,必须使用步进返回指令RET,从子母线返回主母线。如图7-3程序中,若没有RET指令,会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令,由于PLC程序是循环扫描的,也包括了最开始处的指令,这就会引起程序出错而不能运行。 2.功能图的编程规则 (1)初始状态的编程。 初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态,对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。S0~S9共10个状态组件专用作初始状态,用了几个初始状态,就可以有

遥控小汽车的毕业设计研究

摘要 根据题目要求,本设计采用2片AT89C52单片机构成主从式的控制系统,双机采用串行口进行通信。红外遥控部分采用遥控车模专用编、解码芯片TX-2/RX-2,提高控制的可靠性;同时,在遥控发射端加入了用凌阳61板做的语音识别系统,能够完成语音遥控功能。采用红外传感器进行里程检测;超声波传感器进行障碍识别;感光电阻辅以步进电机控制的转动机构进行光源方向的检测,并能用软件控制小车行驶到光源附近。采用步进电机对小车的转向进行精确的控制,同时用红外传感器对转向的角度进行校正。此外,采用四位LED数码管和若干LED发光二极管显示时间、行进的里程以及小车的各种状态;采用AT24C08串行EEPROM记录小车的行驶轨迹,并能按照所记录的轨迹自动行驶。 本次设计基于完备的软硬件系统,很好的实现了小车语音遥控、任意曲线行驶、路线记录与重放、自动查找光源、自动避障,里程统计并发出指示信息等功能。 关键词:单片机;超声波传感器;红外遥控;语音识别;凌阳61板

ABSTRACT According to the topic, my design needs to adopt two AT89C52 to form a control system of principal and subordinate. The communication between the two MCU is to adopt the serial port. Meanwhile, launch end join with insult male genital 61 sound recognition system that board make remotely, can finish the remote control function of the pronunciation, and it adopts the infrared sensor to measure the mileage; The ultrasonic sensor carries on the obstacle to discern; Sensitization resistance complement in order to walk into whom electrical machinery control rotate organization carry on measuring, direction of the light source, The small car can go to the adjacent place of the light source with the software .The design adopts serial EEPROM of AT24C08 to write down the orbit of the car , and can repeat the route automatically which has been recorded. The Design is on the basis of the complete software and hardware system, and the small car has the function of sound remote control, following any curve, recording the route where it has gone, finding out the light source, etc… Keywords: MCU; AT24C08; sensor; SPCE061A

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