文档介绍：摘要
本小组设计制作的一款智能救援小车,能够实现2008年山东省电子设计竞赛G题的基本部分和发挥部分的所有功能要求。另外具有以下扩展功能功能:测温、无线遥控、测速及里程、测量路面坡度。
本作品以两个直流减速电机为驱动,通过各类传感器件来采集信息,送入主控单元STC 89C52单片机,处理数据后完成相应的操作,以实现相应的功能。直流减速电机采用电机专用驱动芯片L293D进行驱动,其中避障采光电开关来完成;用RPR220型光电对管完成系统循迹功能;铁片检测部分通过电感式接近开关铁片进行信号的采集,接近开关反馈的信号送入单片机处理,由控制单元处理信号并控制相应的线圈,利用线圈用电产生磁场的效应捡起铁片并转移到题目中所指定的区域,由语音提示电路提示小车操作完成。实现了智能救援小车在无人控制状态下实现智能避障、路面循迹、检测并转移金属铁片的智能控制,语音提示,液晶显示电路显示运行的时间。其所实现的功能相当于简易机器人。
关键词:
基本部分和发挥部分、测温、无线遥控、测速及里程、测量路面坡度
 
 
 
目录
 
 
一、设计任务概述
设计制作一个智能小车,该小车能按照要求自动运行,通过一个建筑物中曲折的道路,并完成规定的动作。设矩形建筑物有两个门A、B,门宽24厘米,建筑物的墙壁是10厘米高(或与小车高度相同)、2厘米厚的矮墙,建筑物内无引导轨迹(见图示)。
1、要求智能小车从A门进入并开始自动计时,从B门出来,在行进过程中,能自动选择适当的路径,避开墙壁,找到通路,三分钟之内到达B门;
2、到达B门,停5秒,小车自动计时并数字显示AB段所用的时间,并声光报警;
1、自B门外,循弧形引导轨迹BC前进(引导轨迹为2厘米宽);
2、途中检测到铁片D(铁片D放置在轨迹BC前二分之一段上的任意位置)时停车3秒,并声光报警;
3、要求小车拾起铁片D,继续沿引导轨迹前进;
4、到达C点;
5、在C点处,放下铁片D并停止前进。声光显示救援结束,并停止计时,分别显示BD、DC段所用的时间。铁片为直径2厘米的圆形薄片。
注:智能救援小车场地图片的相关说明
 
 
智能救援小车场地图
二、系统方案论证与选择
根据题目中的设计要求,本系统主要由微控制器模块、电源模块、避障模块、循迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、金属检测模块、角度测量模块,语音提示模块以及液晶显示模块等构成。本系统的方框图如图1所示:
 
系统总框图
为较好的实现各模块的功能,我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。
方案1:购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。玩具电动车的电机多为玩具直流电机,力矩小,空载转速快,负载性能差,不易调速。而且这种电动车一般都价格不菲。因此我们放弃了此方案。
方案2:自己制作电动车。经过反复考虑论证,我们制定了左右两轮分别驱动,在校车后面加万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动,车体尾部装一个万向轮。这样,当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转,由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。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。为了防止小车重心的偏移,后万向轮起支撑稳定的作用。对于车架材料的选择,我们经过比较选择了实验室常用的敷铜电路板。用敷铜电路板做的车架比塑料车架更加牢固,比铁制小车更轻便,美观。综上考虑,我们选择了方案2。制作的小车实物如下图所示:
 
 
小车实物
方案一:采用凌阳公司的16位单片机,它是16位控制器,具有体积小、驱动能力强、可靠性高、功耗低、结构简单、具有语音处理、运算速度快等优点,但考虑到我们小组对这个方案采用的微处理器并不熟悉,使用起来并不是很方便,这对于硬件电路的设计和软件编程增加了难度。我们决定不再使用此方案,考虑其他方案。
方案二:采用STC 89C52单片机作为主控制器。STC 89C52是一个超低功耗,和标准51系列单片机相比较具有运算速度快,抗干扰能力强,支持ISP在线编程,片内含8k空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器,具有256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个I/O口,2个16位可编程定时计数器。其指令系统和传统的8051系列单片机指令系统兼容,降低了系统软件设计的难度,电路设计简单、价格低廉,在后来的实验中我们发现,STC 89C52精确度和运算速度也都完全符合我们系统的要求。
综合以上方案我们选择比较普通的更为熟悉的方案二使用STC89C52