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智能小车设计毕业设计论文

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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。这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目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80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。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。

采用的技术主要有:

(1)通过编程来控制小车的速度;

(2)传感器的有效应用;

(3)新型显示芯片的采用.

关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车

Design and create an intelligence electricity motive small car

Abstract

80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.

The adoption of technique as:

(1)Reduce the speed by program the engine;

(2)Efficient application of the sensor;

(3)The adoption of the new display chip.

Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:

指导教师签名:日期:

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:

目录

第一章前言 (1)

第二章方案设计与论证 (3)

一直流调速系统 (3)

二检测系统 (4)

三显示电路 (9)

四系统原理图 (9)

第三章硬件设计 (10)

一 80C51单片机硬件结构 (10)

二最小应用系统设计 (11)

三前向通道设计 (12)

四后向通道设计 (15)

五显示电路设计 (17)

第四章软件设计 (20)

一主程序设计 (20)

二显示子程序设计 (24)

三避障子程序设计 (25)

四软件抗干扰技术 (26)

五“看门狗”技术 (28)

六可编程逻辑器件 (29)

第五章测试数据、测试结果分析及结论 (30)

致谢 (31)

参考文献 (32)

附录A 程序清单 (33)

附录B 硬件原理图 (1)

第一章前言

随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。

根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。80C51是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。

第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如A/D ﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(Controller Area Network BUS).

新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了良好的基础。

本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心,80C51采用CHOMS工艺,功耗很低。该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进

行检测。所以本设计与实际相结合,现实意义很强。

第二章方案设计与论证

根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。

一直流调速系统

方案一:串电阻调速系统。

方案二:静止可控整流器。简称V-M系统。

方案三:脉宽调速系统。

旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流,由发电机给需要调速的直流电动机供电,调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压,从而调节电动机的转速。改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变,所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。该系统需要旋转变流机组,至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。且技术落后,因此搁置不用。

V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。它可以是单相、三相或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,可实现平滑调速。V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性,它不允许电流反向,给系统的可逆运行造成困难。它的另一个缺点是运行条件要求高,维护运行麻烦。最后,当系统处于低速运行时,系统的功率因数很低,并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。

采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是,在这里晶闸管不受相位控制,而是工作在开关状态。当晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上,当晶闸管关断时,直流电源与电动机断开,电动机经二极管续流,两端电压接近于零。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。

与V-M系统相比,PWM调速系统有下列优点:

(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速范围较宽,可达1:10000左右。由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。

(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的

频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。

(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。

根据以上综合比较,以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向,本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。

脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器,简称PWM变换器。

脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现,但是驱动能力有限。为顺利实现电动小汽车的前行与倒车,本设计采用了可逆PWM变换器。可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器,它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。

二检测系统

检测系统主要实现光电检测,即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。

1.行车起始、终点及光线检测:

本系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2cm宽的黑线),玩具车底盘上沿黑线放置一套,以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪,采用光敏三极管接收灯泡发出的光线,当感受到光线照射时,其c-e间的阻值下降,检测电路输出高电平,经LM393电压比较器和74LS14施密特触发器整形后送单片机控制。

本系统共设计两个光电三极管,分别放置在电动车车头的左、右两个方向,用来控制电动车的行走方向,当左侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向左转;当右侧光电管受到光照时,单片机控制转向电机向右转;当左、右两侧光电管都受到光照时,单片机控制直行。见图2.1 电动车的方向检测电路(a)。

行车方向检测电路(见图2.2 电动车的方向检测电路(b))采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。该电路包括一个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体,红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通,发出一个电平跳变信号。

此套红外光电传感器固定在底盘前沿,贴近地面。正常行驶时,发射管发射红外光照射地面,光线经白纸反射后被接收管接收,输出高电平信号;电动车经过黑线时,发射端发射的光线被黑线吸收,接收端接收不到反射光线,传感器输出低电平信号后送80C51单片机处理,判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。前进时,驱动轮直流电机正转,进入减速区时,由单片机控制进行PWM变频调速,通过软件改变脉冲调宽波形的占空比,实现调速。最后经反接制动实现停车。前行与倒车控制电路的核心是桥式电路和继电器。电桥上设置有两组开关,一组常闭,另一组常开。

图2.1 电动车的方向检测电路(a)

图2.2 电动车的方向检测电路(b)

电桥一端接电源,另一端接了一个三极管。三极管导通时,电桥通过三极管接地,电机电枢中有电流通过;三极管截止时,电桥浮空,电机电枢中没有电流通过。系统通过电桥的输出端为转向电机供电。通过对继电器开闭的控制即可控制电机的开断和转速方向进而达到控制玩具车前行与倒车的目的,实现随动控制系统的纠偏功能。如图2.3 前行与倒车控制电路所示。

图2.3前行与倒车控制电路

检测放大器方案:

方案一:使用普通单级比例放大电路。其特点是结构简单、调试方便、价格低廉。但是也存在着许多不足。如抗干扰能力差、共模抑制比低等。

方案二:采用差动放大电路。选择优质元件构成比例放大电路,虽然可以达到一定的精度,但有时仍不能满足某些特殊要求。例如,在测量本设计中的光电检测信号时需要把检测过来的电平信号放大并滤除干扰,而且要求对共模干扰信号具有相当强的抑制能力。这种情况下须采用差动放大电路,并应设法减小温漂。但在实际操作中,往往满足了高共模抑制比的要求,却使运算放大器输出饱和;为获得单片机能识别的TTL电平却又无法抑制共模干扰。

方案三:电压比较器方案。电压比较器的功能是比较两个电压的大小,例如将一个信号电压Ui和一个参考电压Ur进行比较,在Ui>Ur和Ui

比较器有各种不同的类型。对它的要求是:鉴别要准确,反应要灵敏,动作要迅速,抗干扰能力要强,还应有一定的保护措施,以防止因过电压或过电流而造成器件损坏。

比较器的特点:

⑴工作在开环或正反馈状态。放大、运算电路为了实现性能稳定并满足

一定的精度要求,这些电路中的运放均引入了深度负反馈;而为了提高比较器的反应速度和灵敏度,它所采用的运放不但没有引入负反馈,有时甚至还加正反馈。因此比较器的性能分析方法与放大、运算电路是不同的。

⑵非线性。由于比较器中运放处于开环或正反馈状态,它的两个输入端之间的电位差与开环电压放大倍数的乘积通常超过最大输出电压,使其内部某些管子进入饱和区或截止区,因此在绝大多数情况下输出与输入不成线性关系,即在放大、运算等电路中常用的计算方法对于比较器不再适用。

⑶开关特性。比较器的输出通常只有高电平和低电平两种稳定状态,因此它相当与一个受输入信号控制的开关,当输入电压经过阈值时开关动作,使输出从一个电平跳变到另一个电平。由于比较器的输入信号是模拟量,而它的输出电平是离散的,因此电压比较器可作为模拟电路与数字电路之间的过渡电路。

由于比较器的上述特点,在分析时既不能象对待放大电路那样去计算放大倍数,也不能象分析运算电路那样去求解输出与输入的函数关系,而应当着重抓住比较器的输出从一个电平跳变到另一个电平的临界条件所对应的输入电压值(阈值)来分析输入量与输出量之间的关系。

如果在比较器的输入端加理想阶跃信号,那么在理想情况下比较器的输出也应当是理想的阶跃电压,而且没有延迟。但实际集成运放的最大转换速率总是有限的,因此比较器输出电压的跳变不可能是理想的阶跃信号。电压比较器的输出从低电平变为高电平所须的时间称为响应时间。响应时间越短,响应速度越快。

减小比较器响应时间的主要方法有:

(1) 尽可能使输入信号接近理想情况,使它在阈值附近的变化接近理想阶跃

且幅度足够大。

(2) 选用集成电压比较器。

(3) 如果选用集成运放构成比较器,为了提高响应速度可以加限幅措施,以避免集成运放内部的管子进入深饱和区。具体措施多为在集成运放的两个输入端并联二极管。如图2.4 电压比较器电路所示:

图2.4 电压比较器电路

在本设计中,光电传感器只输出一种高低电平信号且伴有外界杂波干扰,所以我们尝试采用了一种滞回比较器。简单电压比较器结构简单,而且灵敏度高,但它的抗干扰能力差,也就是说如果输入信号因受干扰在阈值附近变化,则比较器输出就会反

复的从一个电平跳到另一个电平。如果用这样的输出电压控制电机或继电器,将出现频繁动作或起停现象。这种情况,通常是不允许的。而滞回比较器则解决了这个问题。滞回比较器有两个数值不同的阈值,当输入信号因受干扰或其他原因发生变化时,只要变化量不超过两个阈值之差,滞回比较器的输出电压就不会来回变化。所以抗干扰能力强。

但是,滞回比较器毕竟是模拟器件,温度的漂移是它无法消除的。

方案四:施密特触发器。

综合考虑系统的各项性能,最后我们决定采用数字器件——施密特触发器。

施密特触发器是双稳态触发器的变形,它有两个稳定状态,触发方式为电平触发,只要外加触发信号的幅值增加到足够大,它就从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。施密特触发器具有与滞回比较器相类似的滞回特性,但施密特触发器的抗干扰能力比滞回比较器更强。

2.行车距离检测

由于红外检测具有反应速度快、定位精度高,可靠性强以及可见光传感器所不能比拟的优点,故采用红外光电码盘测速方案。具体电路同图 2.5 行车距离检测电路所示:

图2.5 行车距离检测电路

红外测距仪由测距轮,遮光盘,红外光电耦合器及凹槽型支架组成的。测长轮的周长为记数的单位,最好取有效值为单一的数值(如本设计中采用0.1米),精度根据电动车控制的需要确定。测距轮安装在车轮上,这样能使记数值准确一些。

遮光盘有一缺口,盘下方的凹形物为槽型光电耦合器,其两端高出部分的里面分别装有红外发射管和红外接收管。遮光盘在凹槽中转动时,缺口进入凹槽时,红外线可以通过,缺口离开凹槽红外线被阻挡。由此可见,测距轮每转一周,红外光接收管均能接收到一个脉冲信号经过整形器后送入计数器或直接送入单片机中。

为实现可逆记数功能,我们在测距仪中并列放置了两个槽型光电耦合器,遮光盘先后通过凹槽可产生两个脉冲信号。根据两个脉冲信号发生的先后顺序与两个光电耦合器的位置关系,即可计算出玩具车的行驶方向(前进或后退)。

遮光盘及槽型光电耦合器均安装在不透光的盒子里,以避免外界光线的干扰,使电路不能正常工作。

测距原理:将光栅安装在电机轴上,当电机转动时,光栅也随之转动,同时安装在光栅一侧的红外发光二极管点亮,在光栅的另一侧设有红外三极管,用于接收红外发光二极管发出的红外线信号。由于光栅随电机高速转动,则红外线三极管接收到的就是一系列脉冲信号。将该信号传输到80C51单片机的内部计数器计数,根据预先实测的数据换算关系即可计算出电动机车的行车距离。

三显示电路

本设计中用两片4位八段数码管gem4561ae作显示器,并具有双重功能,在小车不行驶时其中一片显示年﹑月,另一片显示时﹑分;当小车行驶时,分别显示时间和行驶距离。

四系统原理图

简易智能电动车采用80C51单片机进行智能控制。开始由手动启动小车,并复位,当经过规定的起始黑线,由超声波传感器和红外光电传感器检测,通过单片机控制小车开始记数显示并避障、调速;系统的自动避障功能通过超声波传感器正前方检测和红外光电传感器左右侧检测,由单片机控制实现;在电动车进驶过程中,采用双极式H型PWM脉宽调制技术,以提高系统的静动态性能;采用动态共阴显示行驶时间和里程。

系统原理图如图2.6所示。

图2.6 系统原理图

第三章硬件设计

一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容:一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定时/记数器﹑中断系统等能量不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。二是系统配置,既按照系统功能要求配置外围设备,如键盘显示器﹑打印机﹑A/D﹑D/A 转换器等,要设计合适的接口电路。

一80C51单片机硬件结构

80C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上[2]。如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成,其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

1 微处理器

该单片机中有一个8位的微处理器,与通用的微处理器基本相同,同样包括了运算器和控制器两大部分,只是增加了面向控制的处理功能,不仅可处理数据,还可以进行位变量的处理。

2 数据存储器

片内为128个字节,片外最多可外扩至64k字节,用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等,所以称为数据存储器。

3 程序存储器

由于受集成度限制,片内只读存储器一般容量较小,如果片内的只读存储器的容量不够,则需用扩展片外的只读存储器,片外最多可外扩至64k字节。

4 中断系统

具有5个中断源,2级中断优先权。

5 定时器/计数器

片内有2个16位的定时器/计数器,具有四种工作方式。

6 串行口

1个全双工的串行口,具有四种工作方式。可用来进行串行通讯,扩展并行I/O 口,甚至与多个单片机相连构成多机系统,从而使单片机的功能更强且应用更广。

7 P1口、P2口、P3口、P4口

为4个并行8位I/O口。

8 特殊功能寄存器

共有21个,用于对片内的个功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器,是一个具有特殊功能的RAM区。

由上可见,80C51单片机的硬件结构具有功能部件种类全,功能强等特点。特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器,它实际上是一个完整的1位微计算机,这个一位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效;而8位机在数据采集,运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起,二者相辅相承,它是单片机技术上的一个突破,这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。

二最小应用系统设计

80C51是片内有ROM/EPROM的单片机,因此,这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。用80C51单片机构成最小应用系统时,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可,如图3.1 80C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制,最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点:

(1)有可供用户使用的大量I/O口线。

(2)内部存储器容量有限。

(3)应用系统开发具有特殊性。

图3.1 80C51单片机最小系统

1、时钟电路

80C51虽然有内部振荡电路,但要形成时钟,必须外部附加电路。80C51单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。

本设计采用内部时钟方式,利用芯片内部的振荡电路,在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件,内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式,即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHZ到12MHZ之间选择。电容值无严格要求,但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度

有少许影响,CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值,但在60pF到70pF时振荡器有较高的频率稳定性。所以本设计中,振荡晶体选择6MHZ,电容选择65pF。

在设计印刷电路板时,晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装,以减少寄生电容,更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。为了提高温度稳定性,应采用NPO电容。

2、复位电路

80C51的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声,在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次,然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。

最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。时钟频率用6MHZ 时C取22uF,R取1KΩ。

除了上电复位外,有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图3.2。时钟频率选用6MHZ时,C取22uF,Rs 取1KΩ。

取200Ω,R

K

图3.2 80C51复位电路

三前向通道设计

单片机用与测控系统时,总要有与被测对象相联系的前向通道。因此,前向通道设计与被测对象的状态、特征、所处环境密切相关。在前向通道设计时要考虑到传感

器或敏感元件选择、通道结构、信号调节、电源配置、抗干扰设计等。在通道电路设计中还涉及到模拟电路诸多问题。

1﹑前向通道的含义

当将单片机用作测﹑控系统时,系统中总要有被测信号输入通道,有计算机拾取必要的输入信息。作为测试系统,对被测对象拾取必要的原始参量信号是系统的核心任务,对控制系统来说,对被控对象状态的测试以及对控制条件的监测也是不可缺少的环节。

对被测对象状态的测试一般都离不开传感器或敏感元件,这是因为被测对象的状态参数常常是一些非电物理量,如温度、压力、载荷、位移等,而计算机是一个数字电路系统。因此,在前向通道中,传感器、敏感元件及其相关电路占有重要地位。

对被测对象的信号的拾取其主要任务就是最忠实地反映被测对象的真实状态,它包括实时性与测量精度。同时使这些测量信号能满足计算机输入接口的电平要求。

因此,单片机应用系统中的前向通道体现了被测对象与系统相互联系的信号输入通道,原始参数输入通道。由于在该通道中主要是传感器与传感器有关的信号调节、变换电路,故也可称为传感器接口通道。

在单片机应用系统中,对信号输入、传感、变换应作广义理解,例如开关量的检测及信号输入,在单片机的各种应用系统中有着广泛的应用。最简单的开关量输入通道就是一个具有TTL电平的状态开关,如水银温度触点、温度晶闸管、时间继电器、限位开关等。故只要反映外界状态的信号输入通道都可称为前向通道。

并不是所有单片机应用系统都有前向通道,例如时序控制系统,只根据系统内部的时间序列来控制外部的运行状态;分布式测控系统中的智能控制总站完成上级主计算机与现场测、控子站计算机之间的指令、数据传送。这些应用系统没有被测对象,故不需要前向通道。

2﹑前向通道的设计

(1)传感器的比较[3]

识别障碍的首要问题是传感器的选择,下面对几种传感器的优缺点进行说明(见表3.1)。探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器,它是利用向目标发射超声波脉冲,计算其往返时间来判定距离的。该方法被广泛应用于移动机器人的研究上。其优点是价格便宜,易于使用,且在10m以内能给出精确的测量。不过在ITS系统中除了上文提出的场景限制外,还有以下问题。首先因其只能在10m以内有效使用,所以并不适合ITS系统。另外超声波传感器的工作原理基于声,即使可以使之测达100m 远,但其更新频率为2Hz,而且还有可能在传输中受到它信号的干扰,所以在CW/ICC 系统中使用是不实际的。

表3.1 传感器性能比较

视觉传感器在CW系统中使用得非常广泛。其优点是尺寸小,价格合理,在一定的宽度和视觉域内可以测量定多个目标,并且可以利用测量的图像根据外形和大小对目标进行分类。但是算法复杂,处理速度慢。雷达传感器在军事和航空领域已经使用了几十年。主要优点是可以鲁棒地探测到障碍而不受天气或灯光条件限制。近十年来随着尺寸及价格的降低,在汽车行业开始被使用。但是仍存在性价比的问题。

(2)超声波障碍检测[4]

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,其频率超过20KHz,分横向振荡和纵向振荡两种,超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。它有折射和反射现象,且在传播过程中有衰减。利用超声波的特性,可做成各种超声波传感器,结合不同的电路,可以制成超声波仪器及装置,在通讯、医疗及家电中获得广泛应用。

作为超声波传感器的材料,主要为压电晶体。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变成电能,故它分为发送器和接收器。超声波传感器有透射型、反射型两种类型,常用于防盗报警器、接近开关、测距及材料探伤、测厚等。

本设计采用T/R-40-12小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检测元件,其中心频率为40Hz,由80C51发出的40KHz脉冲信号驱动超声波传感器发送器发出40KHz的脉冲超声波,如电动车前方遇到有障碍物时,此超声波信号被障碍物反射回来,由接收器接收,经LM318两级放大,再经带有锁相环的音频解码芯片LM567解码,当LM567的输入信号大于25mV时,输出端由高电平变为低电平,送80C51单片机处理。超声波检测如图3.3超声波检测电路所示。

图 3.3 超声波检测电路

四后向通道设计

在工业控制系统中,单片机总要对控制对象实现操作,因此,在这样的系统中,总要有后向通道。后向通道是计算机实现控制运算处理后,对控制对象的输出通道接口。

根据单片机的输出和控制对象实现控制信号的要求,后向通道具有以下特点:(1)小信号输出、大功率控制。根据目前单片机输出功率的限制,不能输出控制对象所要求的功率信号。

(2)是一个输出通道。输出伺服驱动系统控制信号,而伺服驱动系统中的状态反馈信号通常是作为检测信号输入前向通道。

(3)接近控制对象,环境恶劣。控制对象多为大功率伺服驱动机构,电磁、机械干扰较为严重。但后向通道是一个输出通道,而且输出电平较高,不易受到直接损害。但这些干扰易从系统的前向通道窜入。

单片机在完成控制处理后,总是以数字信号通过I/O口或数据总线送给控制对象。这些数字信号形态主要有开关量、二进制数字量和频率量,可直接用于开关量、数字量系统及频率调制系统,但对于一些模拟量控制系统,则应通过数/模转换成模拟量控制信号。

根据单片机输出信号形态及控制对象要求,后向通道应解决:

(1)功率驱动。将单片机输出信号进行功率放大,以满足伺服驱动的功率要求。(2)干扰防治。主要防治伺服驱动系统通过信号通道﹑电源以及空间电磁场对计算机系统的干扰。通常采用信号隔离﹑电源隔离和对功率开关实现过零切换等方法进行干扰防治。

(3)数/模转换。对于二进制输出的数字量采用D/A变换器;对于频率量输出则可以采用

本设计调速采用PWM调速[5]:

为顺利实现电动小汽车的左转和右转,本设计采用了可逆PWM变换器。可逆PWM

变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器,它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。图3.4为双极式H型可逆PWM变换器的电路原理图。

4个电力晶体管的基极驱动电压分为两组。VT1和VT4同时导通和关断,其驱动电路中Ub1=Ub4;VT2和VT3同时动作,其驱动电压Ub2=Ub3= -Ub1。

双极式PWM变换器的优点如下:

(1)电流一定连续;

(2)可使电动机在四象限中运行;

(3)电机停止时有微振电流,能消除静摩擦死区;

(4)低速时,每个晶体管的驱动脉冲仍较宽,有利于保证晶体管可靠导通;

(5)低速平稳性好,调速范围可达20000左右。

1、脉宽调制原理:

脉宽调制器本身是一个由运算放大器和几个输入信号组成的电压比较器。运算放

图3.4 双极式H型可逆PWM变换器电路原理图

大器工作在开换状态,稍微有一点输入信号就可使其输出电压达到饱和值,当输入电压极性改变时,输出电压就在正、负饱和值之间变化,这样就完成了把连续电压变成脉冲电压的转换作用。加在运算放大器反相输入端上的有三个输入信号。一个输入信号是锯齿波调制信号,另一个是控制电压,其极性大小可随时改变,与锯齿波调制信号相减,从而在运算放大器的输出端得到周期不变、脉宽可变的调制输出电压。只要改变控制电压的极性,也就改变了PWM变换器输出平均电压的极性,因而改变了电动

基于stm32的智能小车设计毕业设计

海南大学 毕业论文(设计) 题目:基于stm32的智能小车设计学号:20112834320005 姓名:陈亚文 年级:2011级 学院:应用科技学院(儋州校区) 学部:工学部 专业:电子科学与技术 指导教师:张健 完成日期:2014 年12 月 1 日

摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片,利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制,循迹模块进行黑白检测,避障模块进行障碍物检测并避障功能,其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时,避障程序优先于循迹程序,用超声波避障电路进行测距并避障,在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向,用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案,并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序,并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词:stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制

Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords:STM32;Infrared detection;Ultrasonic obstacle avoidance;PWM;Motor control

玩具小车下底板的设计毕业设计

摘要 注塑成型是生产塑料制品的最常用的方法之一。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,而注塑模具是其中发展较快的种类。注射成型是塑料成型的一种重要方法,它主要适用于热塑性塑料的成型,可以一次成型形状复杂的精密塑件。近年来,CAD 技术的应用越来越普遍和深入,大大缩短了模具设计周期,提高了制模质量和复杂模具的制造能力。 本课题就是将玩具小车底板作为设计模型,将注射模具的相关知识作为依据,阐述塑料注射模具的设计过程。 本设计对玩具小车底板进行注塑设计,利用了pro/E软件对塑件进行3D造型,对塑件结构进行工艺分析,确定采用一模两腔、侧浇口进料的三板式模具。在设计中确定了注射机的机型,接着对各个部分进行了计算并校核,确定了浇注系统、抽芯系统、冷却系统。最后运用autoCAD绘制了模具装配图和零件图。 关键词:塑料模具;注射成型;模具设计;

ABSTRACT Injection molding is the production of plastic products, one of the most common methods. Plastics industry is the world's one of the fastest growing industrial sectors, while the injection mold is one of the fast-growing species. Injection molding is an important method of plastic molding, which is mainly applied to thermoplastic molding, forming a complex shape can be precision plastic parts. In recent years, CAD technology more widely and deeply, greatly reducing the mold design cycle and improve the quality and complexity of the molding mold manufacturing capabilities. The issue is the toy car chassis as a design model, the injection mold-related knowledge as the basis to explain the plastic injection mold design process. The design of the toy car plastic base plate design, the use of the pro / E software for 3D modeling for plastic parts, plastic parts structure for process analysis, determine the use of a two cavity mold, side gate feed the three-plate mold. Determined in the design of injection machine models, then the individual sections were calculated and checked to determine the gating system, pumping core systems, cooling systems. Finally, we use AutoCAD drawing of the mold assembly drawing and parts diagram. Keywords:plastic mold; injection molding; mold design;

智能车毕业设计论文

智能车毕业设计论文 【篇一:智能小车毕业设计论文终极版】 毕业设计(论文) 基于单片机的智能小车设计 design of the smart car based on scm 长春工程学院 摘要 本寻迹小车是以自己制作的小车作为车的车架,80c51单片机为控 制核心,加以步进电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由80c51通过io口控制小车的前进后退以及转向。在该系统中,由红外光电传感器实现路径识别,通过对小车速度的控制,使小车 能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。实验证明:系统能很好 地满足寻迹小车对路径识别性能和抗干扰能力的要求,速度调节响 应时间快,稳态误差小,具有较好的动态性能。 关键词 80c51 直流电机光电传感器自动寻迹小车 abstract: the smart car is aluminum alloy for the chassis, 80c51 mcu as its core, including stepper motor, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. mcu controls the car turning back forward or running on the white line. rpr220 reflective photo sensor seeks the trace. far infrared flame sensor tracks the flame. in addition, the scm system with sunplus for voice broadcast can remind current status. the system transmits information through df module. the car’s status will be transmitted to the remote console. ocmj4x8c lcd display and 2 keys for start control. keywords: 80c51 dc motor photo sensor self-guiding model car 目录 1 引 言 ....................................................................................................... (1) 2 总体方案设 计 ....................................................................................................... .. (2)

基于单片机智能小车系统设计论文毕设论文

毕业设计说明书 基于单片机的智能小车系统 设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

基于单片机的智能小车毕业论文

本科毕业设计(论文)基于单片机的智能小车控制 专业:测控技术与仪器 姓名:咸蛋小超人 2013年 6 月

基于单片机的智能小车控制 摘要:智能化作为现代电子产品的新趋势,是今后的电子产业的发展方向。智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探、环境监测、智能家居等方面。基于单片机的智能小车控制就是其中的一个体现。本设计实现了一种基于51单片机的自动避障智能模型车系统,通过红外传感器采集路况信息,通过对检测信息的分析,自动控制转向电机转向,改变行驶路径,绕过障碍物,从而实现车稳定避障。 本课题设计的智能小车,具有自动避障功能,超声波测距报警,无线电遥控等功能。 关键词:智能车;51单片机;避障;红外线 Smart car based on SCM control Abstract:As a new trend of modern electronic products, intelligent is the developmental direction of electronic industry after then. Electronic products, which are intelligently designed, can automatically operate following the mode that is pre-set. Without the management of human beings, it can be used for scientific exploring, environmental monitoring, intelligent home furnishing, etc. One of the embodiments is the intelligent control car which is based on single chip microcomputer. In the design, an intelligent model car system based on MCU 51 has been realized. It can collect traffic information with infrared sensors. Meanwhile, by the analysis of information examined, it can transfer from automatic control to motor steering in order to change the route and dodge the obstacles so that the steady avoidance of the barrier can come true. In this paper, a car with the ability of intelligent judgment has been designed and made. It functions as the device which can dodge obstacles automatically, alarm with ultrasonic distance examination, and remote control by radio. Key words: Smart Cart;Single-chip 51;Obstacle Avoidance;Infrared

智能玩具小车毕业设计

摘要 随着科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技技术也广泛应用于智能小车河机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种高新技术的集成体,融合了机械,计算机硬件,软件,电子,人工智能等多种科学技术的知识,可以涉及到当今许多前言领域的技术。 利用红外对管来检测黑线,利用超声波实现避障,并以STC89C51单片机为主控芯片控制小车的转向和速度,从而使小车实现自动循迹避障的功能。其中由L298N驱动电路对小车驱动,单片机输出的PWM波控制速度。由置程序分别控制位于小车左右的直流电机的运转,实现小车的自动识别路线的功能,能够有效的控制小车遇到障碍物时能够转弯角度与循迹行驶。本设计的结构相对简单,比较易于实现,体现了一定程度的智能。 关键词:智能小车;红外对管;STC89C51单片机;超声波;L298N

Abstract With the progress of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, various high-tech technology is also widely used in the field of intelligent car river robot toy manufacturing, make intelligent robot has become more and more diversified. Smart car is an integration of a variety of high technology, the integration of mechanical, computer hardware, software, electronics, artificial intelligence and many other kinds of scientific and technological knowledge can involves to many of today's introduction in the field of technology. Using infrared tube to detect the black line, in order to avoid obstacles by using ultrasonic wave, and the STC89C51 MCU as the main control chip to control the car's steering and speed, so as to enable the car to achieve the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which is driven by the L298N driver circuit, the output of the microcontroller PWM wave control speed. By the built-in program control located in the car about DC motor running, the car automatic recognition route function, can effectively control the car encountered obstacles to the steering angle and tracking road. The structure of the design is relatively simple, the comparison is easy to realize, and it embodies the intelligence of a certain degree.. Keywords: intelligent vehicle; infrared tube; STC89C51 MCU; ultrasonic; L298N

智能小车毕业论文完整版

智能小车毕业论文完整 版 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

学士学位论文 系别:计算机科学与技术 学科专业:计算机科学与技术 姓名: @@@@ @@@ 2011年 06月

智能小车引导控制系统 的设计与实现 系别:计算机科学与技术 学科专业:计算机科学与技术 指导老师: @@@ 姓名: @@@ @@@ 2011年 06月

智能小车引导控制系统的设计与实现 摘要:面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等),为了有效的避免人员伤亡,就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片,设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。实际应用表明,该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源,自主识别路线,自主行进接近火源并灭火,最终完成灭火的任务。 关键词:单片机小车引导控制传感器

Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task. Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors

智能小车寻迹论文

绪论 在当前的这个环境,随着不断进步的生产技术,各个企业对自动化技术的要求也是越来越高。智能车辆或者与智能车辆相关的产品已经开始成为各种自动化系统的关键设备,这其中主要包括了物流、运输等系统。所以,智能车辆被越来越多的人们所关注,同时,也有越来越多的国家开始对智能车辆的开发和设计进行积极的研究。 智能小车是一个典型的高科技综合系统。智能小车包含了多种高新科技的系统,而这些系统又运用了更多的高新技术,其中包括了对环境的探测、传感,对运行路线的决策、计算,以及信息通讯和自动控制行驶等多种功能。简单的来讲,智能小车就是将双腿变成了的多个轮子的移动机器人。所以,智能小车在机械和电路的设计方面,都要比其他智能机器人的运行也更稳定,也更加简单。另外,由于智能小车的优点就在于控制简便,运行稳定,所以对智能小车的行驶的速度与方向之间的配合就有比较严格的要求。首先,小车可以通过传感器来获取当前道路状况,然后将传感器获取到的数据传输到处理器,处理器再结合小车当前的行驶状态,迅速地进行计算,对小车的行驶的方向和行车的速度进行快速的调整改变,进而对目标道路进行迅速准确的跟踪。 1.开发概述 1.1 研究现状 移动机器人出现于20世纪06年代,当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制[1]。从此,移动机器人作为机器人学中的一个重要分支,从无到有,数量开始不断的增多。 在目前的环境下,由于企业的生产技术在不断进步,对自动化技术的要求也在一直的加深,在未来工业生产和日常生活中,智能小车系统将会扮演重要的角色,智能小车将会在人们的视野中出现地越来越频繁。 1.2 选题意义 随着科技的不断发展,人们也越发的开始关注一些研发人工智能产品的情况。智能小车可以在各种条件恶劣的情况下代替人们进行一些复杂的任务,例如排雷防爆,矿区检测,狭窄的地方进行货物搬运等。正是由于这种智能小车设备有非常多的运用前景,所以对智能小车的进行寻迹避障的研究设计就是目前首要的目标,因为小车需要正确的在规定的路线中行进并执行相应的任务。

基于arduino单片机的智能小车大学本科毕业论文

毕业设计 毕业设计题目:基于Arduino单片机的智能小车设计

毕业论文(设计)原创性声明 本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名:日期: 毕业论文(设计)授权使用说明 本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。保密的论文(设计)在解密后适用本规定。 作者签名:指导教师签名: 日期:日期:

注意事项 1.设计(论文)的内容包括: 1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作) 2)原创性声明 3)中文摘要(300字左右)、关键词 4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入) 6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论 7)参考文献 8)致谢 9)附录(对论文支持必要时) 2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。 4.文字、图表要求: 1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写 2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画 3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印 4)图表应绘制于无格子的页面上 5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档 5.装订顺序 1)设计(论文) 2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订 3)其它

基于语音识别的智能小车设计-毕设论文

基于语音识别的智能小车 摘要 随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展,使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近二三十年来,语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着越来越广泛的应用。本设计是语音识别在控制领域的一个很好实现,它将原本需要手工操作的工作用语音来方便地完成。 语音识别按说话人的讲话方式可分为孤立词(Isolated Word)识别、连接词(Connected Word)识别和连续语音(Continuous Speech)识别。从识别对象的类型来看,语音识别可以分为特定人(Speaker Dependent)语音识别和非特定人(Speaker Independent)语音识别。本设计采用的识别类型是特定人孤立词语音识别。 本系统分上位机和下位机两大方面。上位机利用PC上MATLAB强大的数学计算能力,进行语音输入、端点监测、特征参数提取、匹配、串口控制等工作,根据识别到的不同语音通过PC串口向下位机发送不同的指令。下位机是单片机控制的一个小车,单片机收到上位机传来的指令后,根据不同的指令控制小车完成不同的动作。 该设计对语音识别的现有算法进行了验证和实现,并对端点检测和匹配算法进行了些许改进。本设计达到了预期目标,实现了所期望的功能效果。 关键词:MATLAB,语音识别,端点检测,LPC,单片机,电机控制

SMART CAR GASED SPEECH RECOGNITION ABSTRACT With the development of computer technology,pattern recognition,signal processing technology and acoustic technology etc, the speech recognition system that can meet the various needs of people is more possible to achieve.The past three decades, the voice recognition in the field of computer, information processing, communications and electronic systems, automatic control has increasingly wide range of applications. Speech recognition by the speaker's speech can be divided into isolated word (Isolated Word) identification, conjunctions (Connected Word) and continuous speech recognition (Continuous Speech) identification. Identifying the type of object from the point of view, the voice recognition can be divided into a specific person (Speaker Dependent) speech recognition and non-specific (Speaker Independent) speech recognition. This design uses the identification type is a specific person isolated word speech recognition. This design is of a good implementation of speech recognition in the control field, it does the work that would otherwise require manual operation by the voice of people easily.This system includes two major aspects:the host system and the slave system. The host system use the MATLAB on the computer which has powerful mathematical computing ability to do the work of voice input, endpoint monitoring, feature extraction, matching, identification and serial control,then it send different commands through the PC serial port to slave system according different recognised voice. The slave system is a car controlled by a single-chip micro-controller.It controls the car do different actions according different instructions received.

电动智能小车(完整论文)

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。这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目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80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。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。 采用的技术主要有: (1)通过编程来控制小车的速度; (2)传感器的有效应用; (3)新型显示芯片的采用. 关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车

Design and create an intelligence electricity motive small car Abstract 80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: (1)Reduce the speed by program the engine; (2)Efficient application of the sensor; (3)The adoption of the new display chip. Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car

智能小车设计论文

单片机课程设计 题目智能小车的设计 学生姓名饶晓东 院(系)机械与电气工程学院 班级 10机械电子工程01班 学号 2010100548 指导老师于祯 完成日期 2013 年 5 月 31 日 南昌工程学院 课程设计(论文)任务书 I、课程设计(论文)题目: 智能小车的设计 II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求: 通过Intel8253和1298N实现汽车的加速、减速、刹停,并可通过两个电

机的不同转速实现左转和右转等功能 III、课程设计(论文)工作内容及完成时间: 1、查阅资料,确定硬件系统框图组成。(5月20日~5月22日) 2、设计完整电原理图。(5月23日~5月25日) 3、设计软件结构流程框图。(5月26日~5月27日) 4、按流程编写各功能模块程序。(5月28日~5月29日) 5、完成课程设计报告(5月30日~5月31日) Ⅳ 主要参考资料: 1、张俊漠,单片机中级教程-原理与应用北京航空航天大学出版社2002 2、郭天祥,51单片机c语言教程 机械与电气系 10机械电子(本) 专业类 01班 学生:饶晓东 日期:自 2013 年 5 月20 日至 2013 年5 月31 日

指导教师:于祯 助理指导教师(并指出所负责的部分): 教研室主任 附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。 摘要 智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,它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AT89C52单片机作为小车的检测和控制核心;在小车行驶的过程中能够根据不同的要求通过改变PWM 输出改变小车的行驶速度。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。 采用的技术主要有: 1、通过AT89C52自带的定时器设置PWM输出来控制小车的速度; 2、电机驱动芯片L298N控制两个直流电机的转向; 3、数码管显示测量数据

智能机器人小车毕业设计

毕业设计(论文) 题目智能机器人小车

智能机器人小车 摘要 智能作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式,设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对象,为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补,实现经济收益,形成商业价值。 整个小车平台主要以51单片机为控制核心,通过自动控制实现前进停止行驶;通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。 设计采用对比选择,模块独立,综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料,分析整理出有关信息,在此基础上列出不同的解决方案,结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上,结合程序,通过单片机的控制,将各模块有效整合在一起,达到所预期的目标,完成最终设计与制作,能使小车在一定的环境中智能化运转。 关键词:智能,红外线传感器,自动寻迹,

Abstract Smart as a new product of modern society, is the future development direction, he can follow the pattern set in advance in a specific environment where automatic operation, without human management, can achieve the expected higher goal. Mainly reflected a smart-car model of the design scheme, design theory, the analysis has certain reference significance and characteristic and innovation. This car can be used as a toy development object, as the lack of technical content in the Chinese toy market must make up, to realize economic profit, the formation of commercial value. The whole car platform mainly by 51 single chip microcomputer as control core, through the realization of stops running automatic control; through the infrared sensor, trolley achieve adaptive cruise, functions such as obstacle avoidance. The design uses a comparative selection, module independent, comprehensive treatment of research methods. Through a large number of relevant literature, analysis of sorting out the relevant information, list of different solutions on the basis of this, combined with the actual situation of contrast and choose the best scheme to design. Finally, the various debugging module to the body of the car, with the program, through the MCU control, each module effectively integrate together, achieve the desired objectives, the final design and production, can make the car intelligent operation in the environment. Keywords: intelligent, infrared sensor, automatic tracing,

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