从零开始最基础的智能小车报告.docx

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从零开始最基础的智能小车报告

安徽师范大学

物电学院电子信息工程

基于单片机控制的智能小车 

技 术 报 告

队伍名称：

12电子信息工程1班

参赛队员：

蒋运超，江锦州，潘广，李立林

引言

第一章方案设计

第二章电路设计说明

1电源模块

2电机驱动模块

3温度扫描模块

4PWM调速模块

5光感电阻调节灯头模块

第三章控制软件说明

1蓝牙接收的调节分析

218B20的温度感应分析

第四章开发工具

第五章结论参赛心得

第六章参考书籍

引言

在电子技术日益成熟的今天，运用电子产品可以帮助人们生产生活中的各种问题，作为电子专业的大学生，研发运用电子产品去解决一些当下社会方面的生产难题是我们的责任，也是我们追求的发展方向。

在现实的生活中，很多时候我们会去处理一些对人生安全造成影响的危险品，比如说生活中遇到危险品遭遇高温而人无法判定是否可以安全处理，部队执行任务时遭遇不明危险品而无法判定时，都需要一个简单的，便于操作的的电子产品去危险品处采集需要的信号（温度或湿度）来判定是否安全，来帮助人们很好的安全的处理危险品。

基于这一社会要求，我们开发研制了这一款运用智能手机蓝牙来无线遥控的危险品温度残疾报警车，考虑到不同光照强度下的作业环境，我们还加入了光明控制的车灯来帮助执行的——基于STC89C52单片机的蓝牙无线遥控危险品温度采集报警车。

该智能车系统采用市场上常用的标准车模，便于组装。

以STC89C52单片机为核心控制器，在KEIL开发环境中进行软件开发,用STC-ISP烧入程序。

本系统综合了传感器检测，单片机，机械设计等技术，控制小车在复杂的地形环境下任意的行驶并采集所需要的温度。

人工控制前行后退。

系统采用了蓝牙接收调节

第一章方案设计

车模的总体结构

如下图所示：

车模的总体结构

小车采用后轮驱动，前轮转向。

使用7对光电传感器进行导航。

舵机控制转向。

电路板分散放置于小车左腹部和后部。

整个小车重心在中部。

这种结构能够较为合理的利用空间，将重心降低，提高行驶稳定性，减小侧滑现象。

第二章电路设计说明

1电源模块

电源模块对于一个控制系统来说极其重要，关系到整个系统是否能够正常工作，因此在设计控制系统时应选好合适的电源经过认真的研究和讨论，我们最终选择了三路输出的电路，两路5V和一路6V的输出电压。

我们使用的是下图电路。

电源模块图示

对于两路的5V电压，我们使用的是LM2940芯片，该芯片相对于7805芯片更具有稳定性和更高的转化效率，能够大大地减小电源功率的使用，保证车子的长时间使用。

对于6V电压我们采用可调的LM1117芯片，实现输出6V电压对舵机供电。

2电机驱动模块

对于电机驱动模块，我们采用的LM298芯片来驱动电机，通过单片机输出的信号来控制LM298输出的电压，从而控制电机转速。

下面为我们使用的驱动模块电路图。

电机驱动模块电路图

3光电传感器模块

光电传感器检测路面信息的原理是由发射管发射一定波长的红外线，经地面反射到接收管[13]。

如图，由于在黑色和白色上反射系数不同，在黑色上大部分光线被吸收，而白色上可以反射回大部分光线，所以接收到的反射光强是不一样，进而导致接收管的特性曲线发生变化程度不同，而从外部观测可以近似认为接收管两端输出电阻不同，进而经分压后的电压就不一样，就可以将黑白路面区分开来。

光电传感器原理

光电模块电路图

4舵机控制模块

下图为我们这次使用的舵机

舵机的基本资料：

型号：

S3010

尺寸：

40.0*20*38.1（mm）（L*W*H）

重量：

41（g）

动作速度：

6.0V时0.16＋0.02〔Sec/60度〕

输出扭矩：

6.0V时6.5＋1.3〔Kg.cm〕

动作角度:

60＋10度

使用电压：

4.0V～6.0V

舵机的控制方法：

三线连接法：

棕色线：

地线

红色线：

电源线（7.2V）

黄色线：

信号线（PWM信号）

当单片机信号是1ms正脉冲时,舵机转向-60度位置

当单片机信号是1.5ms正脉冲时,舵机转向度0度位置

当单片机信号是2ms正脉冲时,舵机转向+60度位置

第三章控制软件说明

1光感器的路面识别技术

我们这次采用的是传统的“一”字型排布方式。

它在众多排布方式中效果显著，是最常用的一种排布方式。

2弯道策略分析及制定

我们使用的是7个光电管，我们把他们均匀分布在“一”字上，当检测到信号的时候，会把信号传到单片机里去，以实现智能控制。

我们的思想是：

当中间的光电感检测到信号时，单片机会控制小车直线行走；如果检测到两侧的光电感的信号，单片机会控制小车的转向，当送入单片机的信号所在的光电管离中间的那个控制直线行驶的光电管越远时，小车的偏转角度会越大。

第四章开发工具

我们采用的是ATMEL公司设计的ICCAVR开发软件

　　ICCAVR是一种符合ANSI标准的C语言来开发MCU程序的一个工具，功能合适、使用方便、技术支持好，它主要有以下几个特点：

　　1.ICCAVR是一个综合了编辑器和工程管理器的集成工作环境（IDE）；

　　2.源文件全部被组织到工程之中，文件的编辑和工程的构筑也在这个环境中完成，错误显示在状态窗口中，并且当你点击编译错误时，光标自动跳转到错误的那一行；

　　3.工程管理器还能直接生成可以直接使用的INTELHEX格式文件，该格式的文件可被大多数编程器所支持，用于下载到芯片中；

　　4.ICCAVR是一个32位的程序支持长文件名。

结论

自报名参加智能车赛以来，我们小组成员查找资料，设计机构，组装车模，编写程序，分析问题，最后终于完成了最初目标，定下了现在这个方案。

在此份技术报告中，我们主要介绍了准备比赛时的基本思路，包括机械，电路，以及最重要的控制算法的创新思想。

在机械方面，我们分析了W型，A型，V型等排布方法，考虑到程序的稳定性、简便性，我们最后敲定了一字形排布，并通过反复实践决定了传感器的数量和位置。

在电路方面，我们以模块形式分类，在电源管理，电机驱动，传感器这三个模块分别设计，在查找资料的基础上各准备了几套方案；然后我们分别实验，最后以报告中所提到的形式决定了我们最终的电路图。

在算法方面，我们使用C语言编程，利用比赛推荐的开发工具调试程序，经过小组成员不断讨论、改进，终于设计出一套比较通用的，稳定的程序。

在这套算法中，我们结合路况调整车速，做到直线加速，弯道减速，保证在最短时间跑完全程。

现在，面对即将到来的大赛，在历时近一个月的充分准备之后，我们有信心在比赛中取得优异成绩。

也许我们的知识还不够丰富，考虑问题也不够全面，但是这份技术报告作为我们一个月辛勤汗水来的结晶，凝聚着我们小组每个人的心血和智慧，随着它的诞生，这份经验将永伴我们一生，成为我们最珍贵的回忆。