小车1 2.docx

小车1 2.docx

《小车1 2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小车1 2.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

小车12

题目：

基于AT89C52系列单片机控制智能小车

摘要

本系统采用TI公司的MSP430F149/MSP430G4252/MSP430G2221单片机与为控制中心。

实现的功能有：

（1）自动避障;

（2）红外遥控的车顶LED；

（3）温度测试功能；

（4）具有超声波测距功能；

（5）具有红外人体感应功能；

（7）在遇到人体的时候报警；

（8）对周围环境烟雾的测定；

关键词：

智能小车；单片机；报警；MQ-2传感器；旋转立体显示LED。

引言

当今社会，科学技术日新月异，时代前进的步伐越迈越宽，应用自动化设备,计算机处理,现代化通讯,数字化信息,现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能,监控等系统已经得到充分的发展与应用,智能机器人也就应运而生。

同时，在建设以人为本的和谐社会的过程中，智能服务机器人能够完成考古发掘，海底揭密，宇宙探索等危险作业，以保证人身安全。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》一文指出：

智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。

以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。

重点研究低成本的自组织网络，个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统。

2006━2020年，既是国家中长期技术发展计划实现阶段，也是我们最具有活力和最激情洋溢的时段。

于是，我们两人认识到自己的位置，都对智能小车的研发和制作有着强烈的好奇心，有着共同爱好和理想，想用自己的青春和智慧挥写这段焕发青春活力的乐谱。

凭借参加本次大赛的机会，我们能够对单片机系统的开发有进一步的学习和理解。

我们的系统主要分为L298N电机驱动模块、旋转LED模块、温度测量模块、烟雾测量模块、超声波测距模块、、报警器模块、单片机控制模块。

1.系统方案

1.1小车部分

红外对管测速模块、L298N电机驱动模块、温度测量模块、湿度测量模块、甲烷浓度测量模块、超声波测距模块、上位机显示模块、NRF2401无线收发模块、报警器模块、单片机控制模块。

还有电源等基本供电小模块。

系统主框图如2—1所示：

图1-1

1.2旋转LED部分

图1-2

2.系统硬件设计

2.1L298N型驱动器的原理及应用

电机的驱动是由集成芯片L298N来实现的，由四个IO口经四个与门再由L298N输出四路信号来控制两电机。

L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。

是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。

L298N模块电路图如图2-1：

图2-1

2.2温度测试模块设计

DSl820数字温度计提供9位（二进制）温度读数指示器件的温度。

信息经过单线接口送入DSl820或从DSl820送出，因此从主机CPU到DSl820仅需一条线（和地线）。

DSl820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。

因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DSl820可以存放在同一条单线总线上。

这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。

DSl820的测量范围从-55

到+125

，增量值为0.5

，可在ls（典型值）内把温度变换成数字。

如图3—3：

图2-2

2.3超声波测距模块

通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。

这与雷达测距原理相似。

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。

（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（s），即：

s=340t/2）

超声波测距模块原理图:

图2-3超声波发射电路原理图

图2-4超声波接收电路原理图

2.4烟雾报警模块

选择MQ-2烟雾传感器的主要原因就是因为它具有以下特点：

1.具有信号输出指示。

2.双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）

3.TTL输出有效信号为低电平。

（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机）

4.模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高。

5.对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度。

6.具有长期的使用寿命和可靠的稳定性

7.快速的响应恢复特性

此电路的原理图如图3-6：

图2-5烟雾报警模块2.5车顶旋转LED

该模块是以单片机控制的LED利用“pov”现象流水显示，呈现不同图案、文字和同步显示时间日期。

2.5.1时钟信号电路

图2-6时钟信号电路

2.5.2无线供电部分

图2-7无线供电电路图

2.5.3旋转主控板部分

图2-8旋转主控板电路图

图2-9红外模块电路图

3.系统软件设计

该方案的编程思路是先确定主程序，之后根据各硬件电路功能来设计子程序模块，最后再将各模块嵌入主程序中。

这样编程结构简单，由于子程序模块与硬件电路一一对应，所以调试起来十分方便。

本设计软件方框图如图2-2所示：

图2-2

为了能够更好的显示数据，表现出数据的直观性，我们采用VB中文企业版软件，编写了如下基于智能小车的上位机界面：

5.实物图