文档介绍：智能机器人设计报告
参赛者:张庆东肖荣于腾飞
班级:05级应用电子技术
指导老师:刘远明
日期:2007年5月29日
一、元器件清单:
AT89S51 , NE555, S9014 , S9013 , L293 ,LM358,LM386,蜂鸣器,光敏电阻,光敏三极管,电阻、电容若干,超亮及普通发光管。
二、主要功能:
本设计按要求制作了一个简易智能电动车,它能实现的功能是:从起跑线出发,沿引导线到达 B 点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片,并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达 B 点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达 C 点继续行驶,在光源的引导下,利用轻触开关传来的电信号通过障碍区进入停车区并到达车库,完成上述任务后能够立即停车,全程行驶时间越少越好。
本寻迹小车是以有机玻璃为车架,atmel89s52单片机为控制核心,加以减速电机、光电传感器、光敏三极管、轻触开关和电源电路以及其他电路构成。系统由atmel89s52通过IO口控制小车的前进后退以及转向。寻迹由超亮发光二极管及光敏电阻完成,避障由轻触开关完成,寻光由光敏三极管完成。
并附加其他功能:
三、主体设计
1 车体设计
左右两轮分别驱动,后万向轮转向的方案。为了防止小车重心的偏移,后万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择,我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固,比铁制小车更轻便,美观。而且裁减比较方便!
电机的固定采用的是铝薄片加螺丝固定,非常牢固,且比较美观。
2 轮子方案
在选定电机后,我们做了一个万向轮,万向轮的高度减去电机的半径就是驱动轮的半径。轮子用有机玻璃裁出来打磨光华的,上面在套上自行车里胎,以防止打滑。
3 万向轮
当小车前进时,左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构,这种结构使得小车在前进时比较平稳。
4 电源电路:
,、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。由于电池的体积较小,在小型电动车上使用极为方便,因此不需要很大的空间,并且电池的价格比较低。
四、设计思路:
该系统实现了电动车的自动行驶、避障、探测金属、计数、光电引导功能、数码显示、电机控制等功能。
单片机检测出来传感器输出信号从而输出控制信号,控制电机工作,在直道区,考虑引导线是白颜色,容易反光,决定利用这一特性选用光敏电阻及超亮度二极管,当二极管发出的光照射到白色引导线上时反射的光被光敏电阻接受,阻值发生变化输出电平发生变化。这个过程是一个负跳变的过程通过对此信号高低电平的检测就可以使电动车沿着直道区的引导线行进。
当地下有金属时,金属探测器发出一个低电平,用单片机进行检测。并在数码管显示。
在车头安装有轻触开关(可以接触到障碍物)对障碍物进行检测。
光电传感器接收部分用于采集光信号,通过比较输出信号使车终朝朝输出信号最强的方向行驶。
以上就是完成这个题目的大体思路和方法。
五、设计方法
断扩展法:用锗二极管把中断进行扩展,这样可以增加系统的稳定性和编程的容易性!
传感器引导法:这种方法核心是单片机通过对传感器信号检测来控制制动电机和电机转向的动作,智能化大大增强, 可以用下图形象的表示出来:
管脚分布图:
89S52
P0口
P1
两位数码管
L293驱动减速电机
寻迹传感器
. 声控
.
避障电路
寻光传感器
. 金属传感器
电路设计及功能:
单片机选用atmel89s52,其内部有8K字节的Flash Rom,电路设计简单。具体为atmel89s52的18、19脚接12MHz,40脚输入信号为5伏,20脚接地,EA脚接高电平。
金属探测电路:由电路图可以得出,当有金属被其探测到时,输出端输出一个低电平,即发生一个负向跳变,将这个负向跳变信号用单片机检测出来,借此控制电动机产生相应的动作。
寻迹电路: 寻光电路:
电机驱动电路: 放音电路:
电路PCB板图:
六、完整程序如下:
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0003H
LJMP ZD0
ORG 0013H
LJMP ZD1
ORG 0100H
;****主程序*****
MAIN:
MOV R3,#0;金属数目标记位
MOV R4,#20;转弯角度
SETB EA;开总允许
SETB IT0
SETB EX0;开外部