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智能小车实验报告

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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C8051F020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16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

(2)运动端核心控制器的选择

方案一:采用C8051F020单片机,该微处理器具体情况同上。

方案二:采用DSP2812微处理器。DSP2812是TI公司新推出的功能强大的TMS320F2812的32位定点DSP,是TMS320LF2407A的升级版本,最大的特点是速度比TMS320LF2407A有了质的飞跃,从最高40M跃升到TMS320F2812的150M,处理数据位数也从16位定点跃升到32位定点。最大的亮点是其拥有EVA、EVB事件管理器和配套的12位16通道的AD数据采集,使其对电机控制得心应手。DSP2812微处理器具有强大的分析、计算和可视化功能,利用DSP2812提供的数十个专业工具箱,可以方便、灵活地实现对自动控制、信号处理、通信系统等的算法分析和仿真。

通过比较,我们需要强大的计算能力与速度,故而选择第二种方案,采用DSP2812微处理器作为运动端的核心。

(3)车体的选择

车体是实验最基础的部分,涉及到小车能否稳定快速的按照预定轨迹行驶并实现超车。选择好车体尤为重要。

方案一:采用三轮小车

用两独立电机分别带动两车轮,再加一个万向轮,机械加工简单,成本低,但该小车不适合爬坡、倒退行驶。

方案二:采用履带式小车

履带式玩具电动小车的车体、车架和电机都是现成的,在上面架一块板子就可以放下电路板,各种传感器的安装也较方便;其次,所购买的电动小车是由两直流电机控制的。电机一个控制左轮,另一个控制右轮,这小车的前样可以很好地实现进、后退、原地转弯等各种运动。

根据实验要求,我们选择方案二,履带式小车稳定快速且装卸方便。

(2)电源模块

方案一:铅酸电池供电,优点电流大,缺点重量太沉,携带不方便,也不便于在车上安装。

方案二:16V锂电池组供电,虽然它的持续供电时间不是很长时,但优点是体积小重量轻,电压也稳定得多。便于安装于车上且携带方便。

经过比较,我们选择方案二,16V电源经7812模块转化可以输出12V电压供给直流电机,其他模块可用7805转换成5V后再供电。

(3)驱动模块

电机模块选择是整个方案设计的关键,根据题目的要求,这需要对小车的精确控制,所以要产生不同的方波来驱动直流电机使小车精确行驶。

方案一:采用内部集成H桥式芯片L298驱动电路。

方案二:采用分立元件的H桥驱动电路。

由于采用内部集成H桥式芯片每一组PWM波用来控制一个电机的速度,而另外两个I/O口可以控制电机的正反转,控制比较简单,电路也很简单,一个芯片内包含有8个功率管,这样简化了电路的复杂性,所以采用方案一。

(4)运动控制模块

在运动过程中,控制好小车在规定的区域内运功是小车完成任何题目要求的基础。为此,系统将对小车行驶线路控制、信息传递进行有效的控制。

线路控制:在规定区域上,智能小车利用步进电机,准确控制行走的距离。利用超声寻到障碍物冰将其推出规定区域,并将信息反馈给控制端。在不同的阶段,小车执行不同的程序。系统最终采取步进电机的精确计数以及DSP2812精确快速的计算能力以保证小车正常行驶。

信息传递:使用无线模块来进行控制端和运动端之间的交流,确定小车和障碍物的坐标位置,并在控制端显示器显示出来。

(5)显示模块

方案一:采用使用起来比较方便的LCD1602液晶显示屏。屏幕较小、便于放置,采用的而是并行接口,但是显示简单。

方案二:采用LCD12864显示屏,12864显示屏的尺寸大,亮度高,可以支持汉字的显示,显示效果好、显示的信息多。

通过对以上方案的比较,我们采用方案二。因为LCD12864能同时多行显示,而且亮度好,符合实验要求。

(6)寻物模块

智能小车需要在规定区域确定障碍物的位置,故而需要寻物模块寻找障碍物。

方案一:使用超声模块,超声波可以探射到很广的范围,虽然反应比较慢,但总体效果不错,调试也很简单。

方案二:使用红外模块,红外的探测更加精准,反应速度也较快,但它容易受到白色地面的干扰。

通过比较,我们采用了方案一。因为超声模块探测范围广,干扰容易控制。

1.4 结构框图

根据上面的分析论证,我们设计的系统的总体结构框图如图所示。

二、理论分析与计算

2.1 信号检测与控制

小车从规定区域启动后,在入口探测障碍物的位置,并将坐标传给控制端,自动行驶至障碍物前,将障碍物推出区域,并以是否遇到黑线来判断障碍物是否出了规定区域。本实验小车使用DSP2812作为运动端控制核心,控制步进电机的运动,超声采集的信号,由无线通信端将信息反馈给控制端,再由单片机将需要显示的数据传输给显示屏进行显示。

2.2 控制端和运动端之间的通信方法

本实验需要控制端和运动端相互配合工作才能实现,所以必须要有通信设备使两车可以实现交流,我们两车之间通信使用nRF24L01单片无线收发器,它可以发射和接收无线信息,从而实现两者之间的交流,显示障碍物坐标。

2.3节能

本实验选取16V环保锂电池作为供电电源,各模块都使用5V电压供电,电流消耗较小,12864LED显示屏处于低耗能的背光模式,符合当今社会绿色节能环保的理念。

三、电路与程序设计

3.1电路设计

3.1.1 电机驱动模块

驱动的核心部件是LM298,它通过DSP2812的指令直接控制步进电机转速,从而来使小车行驶。在LM298应用中,我们要注意各引脚的分辨。驱动图如图1所示:

图1 驱动模块电路

3.1.2循迹模块

智能小车的循迹共有4路,通过TCRT5000是否接受到红外反射光来改变电压大小,从而使DSP发出指令,使小车停止前进,确定退出。循迹电路图如图2所示:

图2 循迹模块电路

焊接电路时,可用一个电位器来代替四个电位器,这样即省材料,也使电路板更加精巧。甚至还能将除TCRT5000以外的部件全部安放到车体板上面。

TCRT5000工作原理:TCRT5000具有一个红外发射管和一个红外接收管.当发射管的红外信号经反射被接收管接收后,接收管的电阻会发生变化。

3.1.3电源模块

电源主要是将12V电压降为5V,输给小车的各部分模块。电源图如图3所示:

图3 电源模块电路

电源最好需由两组并联而成,以免7805过载而烧坏。J2与外电源12V相连,需要两个引脚,5V引脚与GND引脚都需要多个,以满足对各模块的供电需求。

3.1.4 无线模块

实验要求两辆小车相互交替超车领跑,所以无线通信设备必不可少,nRF24L01 是一款工作在2.4~2.5GHz,世界通用ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurstTM、模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。

3.1.5 显示模块

显示模块电路图如图4所示:

图4 显示模块电路

本模块功能是显示屏可以用来显示小车在行驶过程中的时间,遇到黑线的次数,汉字解释,以及偏转情况。

3.2 程序设计

对于系统软件的设计,控制器方面我们是在Keil编程环境中,利用C语言对程序进行编辑下载。利用C8051F020单片机对无线和显示器进行控制。运动端我们采用CCS编译环境,利用C语言对程序进行编辑。通过对PWM的输出控制来实现对小车行走轨迹进行闭环控制,采用比例调节算法。

在程序的调试过程中,为了实现程序的可读性和可靠性,我们采用模块化处理的方式,将各个阶段的程序用子程序的形式进行处理运算,使程序一目了然并尽量减少程序出错的概率,从而使小车能更好的完成任务。系统软件流程图如图6所示。

图6 流程图

四、系统测试及结果分析

4.1测试仪器

数字万用表、秒表

4.2测试方法及结果

各模块可以单独检查是否好用,因为各模块向单片机和DSP2812发送的数据都是数字信号,在对各模块进行检测的时候,可以用万用表对输出信号进行检测,观测是否输出相应的电压变化即检测出各模块的工作状态。

在小车调试完成后我们对小车的整体完成情况进行了测试,测试结果如表一所示:

表一小车测试状况表

测试次数检测障碍物情

况推出障碍物情

实时显示障碍

物坐标情况

控制端控制小

车运动情况

1 正常正常正常反应稍慢

2 正常稍有偏差有偏差正常

3 正常正常正常正常

根据表中数据可以看出小车能较好的完成题目要求。

五、结束语

经过这几天的努力我们顺利完成了题目要求的任务。在这期间我们遇到的最大的

困难是程序的调试。由于对程序多任务的方法还不能很好的掌握,在调试小车的时候出现过很多问题,但经过不断地观察和调试,最终解决了这些问题。经过这几天的努力,我们不仅学到了很多知识,也得到了很好的锻炼,一方面是整个系统设计的方法,统筹兼顾的考虑各个模块的实现,而且更重要的不管做什么事,当遇到问题时,一定要保持清醒的头脑,认真观察,仔细分析,努力寻找解决问题的方案,不要着急,要有足够的信心。另一方面是提高我们的团队合作精神和意识,以及进取的精神,三个臭皮匠,赛过诸葛亮。几个人的思路放在一起很容易碰撞出灵感的火花的,一般总比一个人独立想办法解决问题要来得轻松。除此之外,我们要更加注重细节,我们做设计时要考虑的各方面,实现方案的相关因素,包括理论论证、具体的分块功能测试、硬件是否易购买及价格等等都需要考虑,最终选择较优的方案。同时我们也认识到了细节的重要性,不论是在硬件的焊制中,还是软件的调试中,都可能“牵一发而动全身”,影响到其他部分,所以我们很注重细节的处理。

参考文献:

鲍可进. C8051F单片机原理及应用【M】. 北京:中国电力出版社,2006.

王丁,沈永良,李海燕. 机电一体化系统设计【M】. 北京:中国电力出版社,2009. 谭浩强. C程序设计【M】. 北京:清华大学出版社,2005.

附录:

1、总体电路图:

总体电路图2、实验程序

智能车实验报告

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一、硬件系统…………………………………………………………………………………错误!未定义书签。 (一)硬件框图 (3) 1、电源模块 (4) 2、寻迹模块 (4) 3、驱动模块 (5) 4、测速模块 (6) 二、软件系统 (7) (一)主程序流程图 (7) 1、电机驱动 (8) 2、舵机驱动 (10) 参考文献 (13)

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小车组装实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 小车组装实验报告 篇一:小车装配实验报告 小车装配实验报告 工业工程131班吴双福1311050112 实验目的: 通过小车装配的实验,了解实际的生产中流水线的生产流程,以及通过实验,发现小车装配实验所存在的问题,运用所学知识优化这些问题,使得整个流水线效率提高。 实验过程: 首先,整个班级两拨人,整个实验室分为两条生产线,每条生产线分为五个工作台,然后每个工作台安排一定的生产员工。分发原材料,第一个工位组装最基础的小车框架,完成后沿着流水线到下一工位,依次往下,直到整个小车装配完成。在此过程中,对每一个工位和总的装配时间计时。在计时的过程中,发现第一次的生产线生产小车的过程很缓慢,一般在15分钟左右,我们通过观察发现,以下问题: 1、生产员工(负责生产的同学)组装技能没有完全掌

握。2、在组装过程中会有上一过程或步骤对下一步骤产生干扰,使得下一步骤要对上一过程的结果进行更改,使得时间上会大大浪费。3、在产品生产分解上出现了有的小组工作量过大,使得生产线上的节拍不一样,生产线的上下步骤出现等待。4、对生产线的整体操作失误。以上问题使得小车生产过程变得极其缓慢。 第二次,重启生产线,问题逐渐被解决,生产时间从 15分钟减到了7分钟,通过实验我们发现课堂中的知识变得真实,同时我们也发现了生产线的生产方式,并通过方法进行了优化,优化的结果虽不让人满易,但也验证了我们的知识是很容易运用到实际的。例如:平衡节拍可以很大减少产品在生产线上的停留时间,并使生产线做到快速反应。 实验结果: 通过实验,了解了流水线的的基本运作过程,以及流水线生产适合大批量生产的优势,同时还参观了现代化的立体仓库,以及工作的流程。 实验中,每个工位上的生产时间和工作人员分配的优化是很重要的,刚开始我们装配所需时间较长,通过优化过后,装配的时间有了大幅度的减少。 在整个实验中,流水线的工人对于自己的工作的熟练程度决定整个生产线的的效率。在实验中,随着实验的次数增多,每次的装配所需要的时间也是越来越少的。

创新性实验 循迹小车实验报告

时间:周三上午 组号:5 创新性实验报告 题目寻迹小车 学院电子信息学院 专业xxx 班级xxx 学号xxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 完成日期2014年5月

目录 1 摘要 (3) 2 引言 (3) 3系统总体设计 (3) 4硬件电路设计 (5) 5 制作与调试 (6) 5.1 硬件电路的布线与焊接 (6) 第一步:电路部分基本焊接 (6) 第二步:机械组装 (6) 第三步:安装光电回路 (7) 5.2 调试 (7) 整车调试: (7) 6 结论及建议 (7) 7 附录 (8)

1 摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进。LM393随时比较着两路光敏电阻的大小,当出现不平衡时(例如一侧压黑色跑道)立即控制一侧电机停转,另一侧电机加速旋转,从而使小车修正方向,恢复到正确的方向上,整个过程是一 个闭环控制,因此能快速灵敏地控制。 关键词:红外反射式传感器,自寻迹小车,闭环控制 2 引言 随着素质教育的越来越被重视,很多学校都把制作智能小车作为首选课题,智能小车生动有趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识,学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力,而且智能小车还是一个很好的硬件平台,只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题。 我们制作的是一款由数字电路来控制的智能循迹小车,在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到:光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。 3 系统总体设计 本系统的整体框图如图1所示。它包括传感器电路、电压比较电路、电 机驱动电路、电源电路。

检测汽车钢径实验报告

检测汽车钢径实验报告 篇一:汽车检测实验报告 学生实验报告 课程名称:汽车检测诊断技术 学生学号: 所属院部:(理工类) 专业班级 1221402020 学生姓名: 指导教师: 20 13 ——20 14 学年第一学期 实验项目名称:发动机点火系次级电压波形检测实验学时: 2 实验地点:汽车电控技术实验室实验成绩: 一、实验目的和要求 1、了解金德K81,KT600汽车诊断仪的结构; 2、熟悉桑塔纳XXGSi发动机,别克君威2.5发动机,雪佛兰乐风1.4发动机点火系统工作原理; 3、掌握利用K81, KT600汽车诊断仪检测发动机次级电压波形的方法。 二、实验仪器和设备 1、桑塔纳AJR发动机台架一套,别克君威2.5发动机台架一套,雪佛兰乐风汽车一辆; 2、金德K81故障分析仪一套,KT600故障分析仪两套;

3、数字万用表三个; 4、常用工具三套。 三、实验原理 通过测试点火次级陈列波形,可以有效地检查车辆的行驶性能。 该波形主要是用来检查短路或开路的火花塞高压线以及由于积碳而引起的点火不良的火花塞。 由于点火次级波形明显地受到各种不同发动机、燃油系统和点火条件的影响,所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障。 并且,一个波形的不同部分还分别能够指明在发动机所有气缸中的哪个部件或哪个系统存在故障。 桑塔纳XXGSi轿车点火系统的技术数据如表1所列。表1桑塔纳XXGSi点火系技术数据表 桑塔纳XXGSi具有两个点火线圈的双火花点火系。插头端子如图1所示: 图1 点火线圈4针插头 四、实验过程 以检测桑塔纳XXGSi发动机次级点火波形为例,讲述实验步骤: 1、将K81或KT600诊断仪连接电感夹,桑塔纳XXGSi轿车为两个点火线圈的双火花点火系,需两组电感夹,一组连接诊断仪CH1 端口,一组连接诊断仪CH2 端口,一个单独电感夹连接诊断仪CH3端口。

汽车构造实验报告答案doc

汽车构造实验报告答案 篇一:汽车构造实验报告 中国地质大学江城学院《汽车构造》实验报告 XX年11月12 日目录目 录................................................. ............................. (1) 实验一汽车总体构造认 识................................................. ............................. .......... 2 实验二实验三 ................................................ .................... 4 汽车 传动系认 识................................................. ............................. .......... 11曲柄连杆机构、配气机构认识实验一汽车总体构造认识 一、实验目的

汽车构造课程实验教学的主要目的是为了配合课堂教学,使学生建立起对汽车总体及各 总成的感性认识,从而加深和巩固课堂所学知识。 1、掌握解汽车基本组成及各组成功用; 2、了解发动机总体结构和作用; 3、了解底盘的总体结构和作用; 4、了解车身的总体结构和作用。 二、实验内容 通过认真观察,分析各种汽车的整体结构及组成。掌握汽车的四大组成部分,各主要总 成的名称和安装位置,发动机的基本构成。 三、实验步骤 学生在实验指导人员讲解下,对于不同型号的汽车和发动机进行动态的现场学习。 1.观察各种汽车的整体结构及组成; 2.观察、了解各主要汽车总成的名称、安装位置和功用; 3.根据实物了解发动机的基本构成。 四.分析讨论题 1、汽车由哪些部分组成?各个组成部分的功用是什么?请就你分析的汽车来说明。 汽车主要由四部分构成:发动机、底盘、车身、电子及

智能循迹小车实训报告

实训报告课程名称:单片机实训 完成日期:2014 年 7 月 10 日

任务书 实训(习)题目: 智能小车的功能设计与实现 实训(习)目的: (1)、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力; (2)培养针对课程需要。锻炼学生查阅有关手册、图标及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力; (3)对课程的方案分析、选择、比较、熟悉单片机系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法、内容及步骤。 实训(习)内容: 安装智能小车及相关功能设计、调试 实训(习)要求: 1. 本实训要求由一个团队完成,团队人员不超过8个人。 2. 通过所学知识并利用智能小车、计算机、 keil软件、烧写软件等完成实训项目,并拟定实训报告。 3. 能正确组装和调试智能小车。 4. 实训完成后,根据实训内容撰写实训报告书一份。 实训报告应包括的主要内容(参考) 1 系统硬件组成与工作原理 1.1 控制器与最小系统 1.2 显示模块与按键模块 1.3 报警模块 1.4 电机与驱动模块的工作原理与接口 1.5循迹模块的工作原理与接口 1.6 避障模块的工作原理与接口 2 功能方案及软件设计 2.1 功能设计 2.2 软件设计 (结合某一赛道、障碍设置说明程序设计思路,给出流程图、程序代码) 3功能调试与总结 3.1 功能调试 排版要求:正文小4宋体;段首缩进2字,行间距固定值18磅。内容展开可以

按3级标题形式,如:按1 ……、1.1 ……、1.1.1 形式(如果需要)。每个1级标题另起一页,1级标题三号黑体居中,题序和标题之间空两个空格,不加标点,段前、段后均为1行,固定值22磅。2级标题:四号黑体左起,四号黑体,段前、段后均为12磅。三级标题:小四号黑体左起,段前、段后均为6磅。 图名、表名五号黑体,英文、数字字体为Times New Roman 页边距:上、下、左3厘米,右2厘米,A4纸打印。 1系统硬件组成与工作原理 1.1.1控制器与最小系统 最小系统:要使一块单片机芯片工作起来最简陋的接线方式就是单片机的

智能寻迹小车实验报告

DIY 达人赛 基于STC89C52 单片机智能寻迹小车 实 验 报 告 参赛队伍: 队员: 2014 年 4 月

一、引言 我们所处的这个时代是信息革命的时代,各种新技术、新思想层出不穷,纵观世界范围内智能汽车技术的发展,每一次新的进步无不是受新技术新思想的推动。随着汽车工业的迅速发展,传统的汽车的发展逐渐趋于饱和。伴随着电子技术和嵌入式技术的迅猛发展,这使得汽车日渐走向智能化。智能汽车由原先的驾驶更加简单更加安全更加舒适,逐渐的向智能驾驶系统方向发展。智能驾驶系统相当于智能机器人,能代替人驾驶汽车。它主要是通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机,对汽车前后左右一定区域进行不停地扫描和监视。计算机、电子地图和光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算,并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息,代替人的大脑发出指令,指挥执行系统操作汽车。 1、来源汽车的智能化是21 世纪汽车产业的核心竞争力之一。汽车的智能化是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、机械等多个学科交叉的科技。 2、智能汽车国外发展情况 从20 世纪70 年代开始,美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究,目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。目前日本、欧美已有企业取得实用化成果。与国外相比,国内在智能车辆方面的研究起步较晚,规模较小,开展这方面研究工作的单位主要是一些大学和研究所,如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、长安大学、沈阳自动化所等。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。先后研制出四代无人驾驶汽车。第四代全自主无人驾驶汽车于2000 年 6 月在长沙市绕城高速公路上进行了全自主无人驾驶试验,试验最高时速达到75.6Km/h。 3、我们的小车 我们做的是基于STC 8 9 C52单片机开发,主要是研究3轮小车的路径识别及其遥 控运动。

汽车四轮定位实验报告.docx

谢谢观赏项目四汽车四轮定位角度的测量 一、实验目的 1.了解本实验所用仪器以及测量原理; 2.掌握测试方法。 二、实验学时 2.学时 三、实验器材 德国博世FWA515四轮定位仪一台,剪式举升机一台,奥迪汽车一辆 四、实验内容和步骤 1.在转向轮定位角度测试前检查汽车轮胎气压和轮毂轴承预紧度应正常。 2.将汽车平稳开至剪式举升机上,并将前轮停在转向盘上。 3.打开电脑,进入四轮定位角度检测界面,与所测车型适配。 针对audi100打开制造商资料库,选择欧洲,在车系中找到audi进入后匹配,与生产年份、发动机排量适应,选择适配车别 4.将传感器定位卡盘安装在车轮上,卡盘轴线应与轮胎中心重合;将四个传感器安装在卡盘上(注意保险绳),连接传感器电源(如需要)并打开各自机头电源,调整其水平(三个绿灯同时点亮)并锁紧。 为了消除轮胎钢圈端面不平对外倾测量数值的影响,需要对轮辋进行失圆补偿(视情进行轮胎偏差补偿 1.进入轮胎偏差补偿界面,用专用工具锁止汽车方向2.利用剪式举升机的二次举升将车辆举起,四轮悬空。3.调整车轮上的机头(传感器)到水平,依次按动图片中的1“启动、完成补偿键”、2“补偿键”按钮,等到出现4所示,转动车轮180度,再调传感器水平后,依次按动3、1按钮,完成补偿,将车落下) 5.拔取出转向盘上的锁止销,用专用工具将汽车制动锁止,将转向盘转动向右100,车轮回正后再左转100。 6.转向轮回正,读取各转向定位角度数值。 7.不正常数值(显示为红色)需进行调整。 利用剪式举升机将汽车调到合适高度,按照相应得部位调整转向参数,直至进入正常数据范围。 8.打印测试结果。 本试验后可用侧滑试验台测试转向轮的侧滑量,以检验前束与车轮外倾角的配合。 五、注意事项 1.在转向轮定位角进行测试前应对汽车轮胎气压和轮段轴承紧度进行检查。以免影响测量准确度。 2.该项实验重复三次进行,记录测试结果,计算平均值。 3.车辆行驶、举升过程应注意安全。 谢谢观赏

电子实习报告智能循迹小车

电子实习报告智能循迹小车

电子实习报告 学院:电气学院专业班级: 学生姓名: 指导教师: 完成时间:2014/8/29 成绩:

目录 一、设计要求及注意事项 (2) 二、设计的作用、目的 (2) 三、设计的具体实现 (2) 1.系统概述 (2) 2.单元电路设计(或仿真)与分析 (3) (1)电源模块..................................... (3) (2)电机驱动模块........................................ (4) (3)简易控制模块 (6) (4)红外循迹模块..................................... (7) 3.电路的安装与调试........................................ .. (8) (1)安装 (8) (2)调试 (10) 四、心得体会,存在的问题和进一步改进的意见 (11)

五、附录 (11) 1.元件说明 (11) (1)电 阻 (11) (2)电解电容 (11) (3)LED (1) 2 (4)芯片 (12)

电子实习报告 一、设计要求及注意事项 1.能独立完成设计内容并完全掌握其内部结构、工作原理和安装调试过程。 2.要求在设计过程中能熟练掌握其元器件的计算、焊接技术和电路故障的判别方法。 3.焊接顺序,先贴片后插件。 4.要求焊接的电路板调试时正常且安装好小车后能正常运行。 5.进入实习基地后按指定的实验台就位,未经许可,不得擅自挪换仪器设备。 6.要爱护仪器设备及其它公物,凡违反操作规程,不听从教师指导而损坏者,按规定赔偿。 7.未经指导教师许可,不得做规定以外的实验项目。 8.要保持实习室的整洁和安静,不准大声喧哗,不准随地吐痰,不准乱丢纸屑及杂物。 9. 必须严格按设备操作书的要求去使用设备,注意人身及设备安全,不要盲目操作。 二、设计的作用、目的 1.利用所学过的基础知识,通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力;2.巩固本课程所学的理论知识和实验技能; 3.掌握常用电子电路的一般设计方法,提高设计能力和实验、动手能力,为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。 4.熟练掌握焊接机能、电子元器件的识别。 5.了解智能循迹小车构成的设计方法。 6.培养团队的协作和沟通能力。 三、设计的具体实现 1.系统概述 智能移动机器人平台以双电机轮式小车为底层移动平台,单片机为控制核心,通过红外探测模块实现对行车路线的感知,电机驱动模块实现对直流电机的驱动控制,从而完成自动行驶的功能。 如图:

汽车实验报告

汽车实验报告工程学院车辆四班何满龙201030480408

离合器自由行程篇 离合器踏板的自由行程:是指离合器膜片弹簧内端与分离轴承之间的间隙在踏板上的反映。如:东风EQ1090E型汽车离合器踏板自由行程设计值为30~40mm;桑塔纳轿车离合器踏板自由行程为15-25mm。 设计离合器自由行程的原因: 1、从动盘在使用一段时间后由于磨损会变薄,从而使得压盘和从动盘在压紧弹簧的作用下向飞轮方向移动,此时就要要求分离杠杆也必须要向相反方向移动。才能保证离合器有足够的压紧力去工作。为了让分离杠杆向后移动一定的距离,需要在分离杠杆与分离轴承之间留有一定的间隙。如果膜片弹簧收到分离轴承的推压,在传送发动机转矩时,将会使得离合器产生打滑现象,这不仅降低了离合器传扭效率,同时我们驾驶汽车也非常危险。所以在离合器脱离时,必须留出一定的间隙,保证摩擦片在正常磨损后离合器仍能完全接合,正常传递扭矩。,即为离合器踏板自由行程; 2、假如踏板没有自由行程,即在放松离合器踏板的时候,离合器仍会保持在结合状态,分离轴承仍与膜片弹簧内端保持接触。这样,将会加速分离轴承的损坏。 离合器自由行程的影响: 1、踏板自由行程过大,则使分离轴承推动膜片弹簧前移的行程缩短,压盘向后移动的距离也随之缩短,不能完全解除压盘对从动盘的压力,从而不能使离合器彻底分离,造成换档困难,并造成加快离合片磨损,在检查中发现有烧焦味; 2、踏板自由行程过小,则离合器压盘处于半分离状态,汽车起动后放松离合器踏板,车辆不能行走.;就是能走了也会加速磨损的。 离合器自由行程的测量:

1、简易测量法是用手向下轻压离合器踏板,直到感觉有新的阻力时为止,这段距离就是自由行程,约为30mm。 2、通过钢直尺测量并且计算,离合器踏板自由行程及检查如图所示。 自由行程的调整方法: 拧动分离拉杆上的调整螺母,通过调整拉杆有效长度,以调整间隙,从而使自由行程恢复到标准值。在调整踏板自由行程之前,必须先将4个分离杠杆内端的后端面调整到处于与飞轮端面平行的同一平面内。否则在离合器分离和结合过程中,压盘位置会歪斜,致使分离不彻底,并且在汽车起步时会发生颤抖现象。调整的方法是拧动支承柱上的调整螺母。如:桑塔纳轿车离合器采用钢索操作机构,在软轴外套上装有调整螺母,用以调整离合器踏板自由行程。 机械传递式离合器踏板自由行程的调整如图: 案例: (1)富康轿车的离合器踏板自由行程为5-15mm,有效行程不少于140mm。检查时,先测出离合器踏板在完全放松时的高度,再测量踩下踏板到分离杠杆被分离

智能循迹小车报告

. ... .. . 电子信息专业实验报告 课程电子信息系统综合设计实验MCU部分 实验题目智能机器小车设计实验总分 学生学号 学生学号 学生学号 实验时间地点分组 电子信息学院专业实验中心 . .

目录 一、摘要 二、题目要求 三、软硬件设计方案 四、各部分电路的作用及电路工作原理分析 五、系统调试与实验结果 六、实验结果 七、拓展功能 八、参考资料 九、附录 一、摘要 摘要:智能循迹小车主要由单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹的功能。本次设计我们采用STC89C52单片机作为控制芯片,传感器模块采用红外光电对管和比较器实现,能够识别黑白两色路面,电机模块由L293D芯片和两个减速直流电机构成,组成了智能车的动力系统,电源采用7.2V的直流电池,经过系统组装,从而实现了小车的自动循迹的功能。 关键词智能小车STC89C52单片机L293D芯片红外光对管 二、题目要求 “智能寻迹机器小车设计”,要求采用MCS-51单片机为控制芯片,设计出一个能够识别并沿着以白底为道路色,宽度5mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹行进的智能寻迹机器小车。 三、软硬件设计方案 1、硬件部分 可分为四个模块:单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。 1.1、单片机模块 单片机模块为小车运行的核心部件,起控制小车的所有运行状态的作用。本次小车的设计我们小组采用的是ATMEL公司的STC89C52RC单片机。STC89C52RC是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,片有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。其程序和数据存储是分开的。 STC89C52RC单片机介绍:

汽车检测实训报告

汽车检测实训报告 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

汽车检测实训报告 经过一周的实训,我们学到了不少。我们能够将课本上的理论知识与实际操作很好的结合起来。我们能够操作相关的仪器并对相关的项目进行检测。我们的实训项目有汽车车轮侧滑检测、四轮定位、汽车前照灯的检测、汽车底盘测功和汽油机烟度计的使用等。不同型号的侧滑台,其的使用方法也是不同的。应根据使用说明书制定操作规程。检测前的准备:第一,在不通电的情况下,检查仪表指针是否指在零位上;接通电源,晃动滑动板,待滑动板稳定后,查看指针是否仍在零位或数据显示仪表上的侧滑量是否为零。如发现失准,对仪表进行校准。第二,检查侧滑台及周围场地有无机油、石子、泥污等杂物,并清除干净。第三,检查各导线有无因损伤而造成接触不良的地方,必要时进行维修或更换。第四,待检测车轮胎气压应符合各自的标准值(出厂标准)。第五,检查并清除轮胎上的油污、水渍主嵌入的石子、杂物等。 做好准备工作以后,就松开滑动板的锁止螺钉,接通电源。汽车以3-5㎞/h 低速垂直地使被检测车轮通过滑动板。当被测车轮完全通过时,察看指示仪表,读取是最大值,注意记下滑动板的滑动方向,即是区别滑动板是向内还是向外滑动。进行纪录时,应遵循如下约定:滑动板向外滑动时,侧滑量应为负值,表示车轮向内侧滑动:滑动板向内侧滑动时,侧滑量应为正值,表示车轮向外侧滑动。检测结束后,切断电源,锁止滑动板。四轮定位一般就是前轮定位,前轮定位的主要内容包括主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前轮前束值。确定良好前轮定位的原则是:直线行驶稳定不发生摇摆或闪动;转变不侧滑且方向盘能自动回正;轮胎磨损最小,操纵力小且有一定的路感,灵敏度适宜,保证有良好的操作稳定性。在检测之前要做的是确保前轮轴承不松旷,轮胎气压正常,轮胎不偏磨,车轮无摆动且静平衡符合要求;转向节及其主销不松旷转向柱拉杆系不松旷。车辆处在水平面上,车高符合要求。之后就是打开电脑,装上传感器,输入相关的修正参数,选择制造厂和车型,进行检测,将检测结果与标准进行比较,从而进行调整。 汽车前照灯的检测是国家规定的检测项目。检测前仪器的准备:第一,检测各指示计的机械零点;第二,检查各镜面有无污垢;第三,检查水准器上有无气泡或气泡的位置;第四,检查支柱、升降台和导轨,看工作是否自如或有无污物。车辆的准备:第一,清除前照灯镜面的污垢;第二,检查并调整轮胎气压;第三,蓄电池应处于充足电状态。 准备完后,将车辆垂直对准仪器的光接收箱。在计算机板上的抜码开关拔到所需要测的单灯或测双灯位置,从左边进入或从右边进入测定.设置好后,将仪器移到导轨相对应的一端.然后按下仪器的进入键,即可进行自动检测,检测结果可由检测线上的计算机通过串行口读取. 滚筒式底盘测工机可以实现对车辆动力性如加速性能、汽车底盘输出功率、底盘输出最大驱动力、滑行性能、车速表校验、里程表校验等项目的检测。测功机使用前车辆的准备,第一,车辆外部要干净;第二,清除车轮花纹中夹有的石粒;第三,轮胎气压符合标准。第四,机油油面正常,压力正常,冷却系统工作正常。车辆准备好后开到测功机上,放下升降台,引车员按照显示牌的指示进行操作即可。 通过这次实训我们学了很多,也知道实际与理论的差别所在,加强了我们的动手能力。

汽车拆装实验报告

一、实验目的: ⒈掌握汽车发动机,车轮和汽车变速箱的结构和工作原理的理论知识,为后续课程的学习奠定必要的基础。 ⒉掌握汽车总成、各零部件及其相互间的连接关系、拆装方法和步骤及注意事项; ⒊学习正确使用拆装设备、工具的方法; ⒋了解安全操作常识,熟悉零部件拆装后的正确放置,以及正确装配汽车部件的方法,并且培养良好的工作和生产习惯。 ⒌锻炼和培养学生的动手能力。 二.实验要求: 1.学会汽车常用拆装工具和仪器设备的正确使用 2.学会汽车的总体拆装、调整和各系统主要零部件的正确拆装 3掌握汽车的基本构造与基本工作原理 4理解汽车各组成系统的结构与工作原理 三.实验内容: 1汽车变速箱的拆装 2汽车轮子的拆装 3汽车发动机的拆装 四、实验工具与设备: 1、北京吉普212底盘 2、老式变速箱 3、朝柴发动机 4、工具箱 5、其他零部件 五.实验过程:

1)、变速器的拆装 第一个任务是变速箱的拆装。变速器分为手动和自动变速器。这里我们的实验对象为老式变速器。拆装顺序为: 1、把紧固螺栓拆下,将变速器顶盖拆下。 2、卸下1轴及相关轴承 3.卸下2轴 4.卸下3轴及相关轴承 5.卸下4轴 利用齿轮传动原理,通过改变各种不同的齿轮组合获得不同的传动比是变速器的变速原理。 之后我们学习了自动变速器的组成和工作原理,老师告诉我们它的核心为液力变矩器和油压阀。自动变速器应用广泛,与手动相比它具有以下优点:方便操作、换档精确快速、帮助换档不熟练的人换档想高手一样熟练、帮助不知道省油方法的人节省燃。 2)、汽车车轮拆装 在拆装完变速器后,我们的第二个任务是拆装汽车变速器。实验对象为北京吉普212车轮,由于部件比较笨重,在拆装我们需要团队的配合和对知识的灵活运用,拆装步骤为:(后轮) 1、先松开外轮的螺母,旋松时注意对角顺序,防止应力集中,如力不够可以增加力臂,旋松后,几个队友扶稳,取下螺母。 2、取下轮胎 3、用专用工具打开主轴盖 4、取下垫片,定位环。 5、取下后轮半轴 拆完后,老师为我们讲解了汽车制动系统的工作过程、气动刹车的特点,和与油压刹车比的优缺点及应用范围,丰富了我们的知识开阔了我们的眼界。 3)、汽车发动机的拆装 我们在老师的安排下,我们第四组进行朝柴发动机的拆装。按照老师的讲解,我们进行

哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作

哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作 文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

电子实习报告学院:计算机科学与技术 专业班级:计算机11-5 学生姓名:陈秀秀 学号: 指导教师:沈永滨 完成时间: 成绩: 一. (1 (2 (3 二. 给软件控制模块进行实时控制,输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动,从而控制整个小车的运动。 1)行驶直线的控制:利用红外传感器的左右最外端俩个探头检测黑线,全白说明在道中间,没有偏离轨道,走直线;一旦右侧探管检测到黑线,说明小车外侧探

头已跑出轨道,让车左拐;同理一旦左侧检测到黑线,说明左测探头已经出线,执行右拐命令。 2)拐直角弯的控制:当车前探头检测到黑线,执行直走,让车中心探头去检测,一旦车中心探头检测到黑线开始左拐,直到车位探头检测到跳出左拐命令,继续开始执行循迹,通过设置车中间探头与车尾探头的间距,便可以实现拐弯的角度,进而顺利入弯。 注意事项: 焊接顺序,先贴片后插件。 芯片及其它元件正方向: 芯片:有小圆点的一端为正方向标志; 电解电容:引脚较长的一端为正,带白色阴影的一端为负,在PCB上表现为有阴影的一端为负,空白的一端为正; LED:有绿线或绿点的一端为反向端,在PCB板上表现为有尖的一端; 二极管:有黑线的一端为反向端; 三.实习的具体实现 1.系统概述 小车的硬件主要包括51单片机最小系统以及3大模块:即电源模块、电机驱动模块、红外循迹模块。 系统工作框图如下: 2.单元电路设计与分析(原理图及器件安装图附后) 1)电源模块 供电系统的原理图如下

作为动力电源。7805与7806要公地。 2)电机驱动模块 驱动芯片比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,内部包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机,或一个两相步进电机。 L298内部的原理图如下: OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连,OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连,单片机通过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。 L298控制表 注意:X表示状态不定L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源, 6V为逻辑电源, 12V为动力电源。J4接入逻辑电源,J6接入动力电源,J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端,J3与J5分别与两个电机的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态,控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的,在从运行状态突然转换到停止状态和从

无线智能遥控小车--电子设计实验报告

****************大学 班级:****** 作者:****** 指导老师:****

1引言 1.1编写目的 本概要设计说明书是针对电子设计的课程要求而编写。目的是对该项目进行总体设计,在明确系统需求的基础上划分系统的功能模块,进行系统开发的分工,明确各模块的接口,为进行后面的详细设计和实现做准备。满足无线遥控爱好者对智能小车的设计要求,想通过这份概要设计给爱好者一个好的设计思路,设计方法进行参考。 本概要设计说明书的预期读者为本项目小组成员以及无线遥控爱好者。 1.2背景 a.实践题目的名称:无线遥控智能小车 b.项目的任务提出者:***,***,*** c.项目的开发者:***,***,*** d.面向用户:所有无线遥控爱好者,对智能小车感兴趣,想借此提高动手能 力的用户。 鉴于电子设计课程要求,需要一份设计实品,加之小组成员对智能小车有着独特的爱好,所以这次设计选择了遥控智能小车作为电子设计的题目。 2总体设计 2.1需求规定 ●所设计智能小车功能: 主要功能:无线遥控,避障; 附加功能:超声波测距、速度调节、液晶显示、音乐、流水灯和散热系统。 ★通过无线串口对小车进行无线遥控,可以在遥控,避障这两个主要功能之间自由切换。 ★遥控时,通过遥控器上的按钮可以方便灵活地控制小车前进,后退,左转和右转等。 ★避障时,利用红外传感器探测障碍物,从而达到避障的目的。 ●小车安装了超声波传感器,可以进行距离测量,如果距离过近,蜂鸣器发出警报,并将距离等数据实时传到液晶屏上显示。 ★通过按钮同时控制一些其他功能,如音乐,风扇和流水灯等。

2.2运行环境 最好是室内平地 2.3基本设计概念和处理流程 整体框图: 2.4所需器件 ★小车模型(三轮,带电机) ★ATMAGE16单片机最小系统(3个,小车上两个一个负责接受无线,控制电机,另外一个则是负责其他功能,最后一个遥控器上的) ★直流电机驱动模块,采用两个LM298驱动模块分别控制两个电机 ★传感器模块,采用红外传感器2个,超声波传感器两个 ★无线串口模块 ★电源模块(5v,12v) ★按键模块,用于无线遥控小车 ★LCD1602液晶一块

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