文档介绍：基于STC12C5A60S2 单片机智能轮式小车设计
摘要:以STC12C5A60S2 单片机为核心,由主控模块、传感器模块、电机驱动模块等组成,完成路面信息检测、循迹,寻找火源,直流电机控制等功能。路面信息检测、循迹采用红外光电寻迹传感器判断接收地面反射光线的方式反馈,通过高低电平来进行路面检测、路径判断;寻找火源采用火焰传感器判断火源所在方位;电机直流驱动则用来保证小车以最快的速度行驶。
关键词:智能小车、STC12C5A60S2 单片机、红外传感器、循迹传感器、碰撞传感器、直流电机
目录
引言 2
3
设计方案论证 3
方案的总体设计框图 3
3
硬件模块组成 3
中央处理器模块 3
传感器模块 4
6
6
14
引言
只能作为现代社会的新产物是以后的发展方向。它可以按照预先设定的模块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更高的目标。
本次设计一智能小车,小车能够沿着特定轨迹行驶,躲避障碍物并能准确寻找到火源,发出警告功能。在此过程中要通过单片机和各种传感器实现小车的前进、后退、左转和右转等基本操作。通过这些基本功能再加上相关的传感器实现具有特定功能的智能小车。这里在履带式小车上加装红外反射、循迹、火焰传感器,在STC12C5A60S2 单片机的管理和相关程序的控制下,能完成自动循迹及在复杂地形的迷宫中寻找出路的功能。
作品可以作为高级智能玩具,也可以作为大学生学****嵌入式控制的强有力的应用实例,该系统将会有更广阔的开发前景。
总体设计方案
设计方案论证
本次设计采用红外传感器来判定前方障碍的有无,使小车遇到障碍物时能即使的避免的功能;采用火焰传感器来实现寻找火源的功能;采用红外寻迹传感器来实现小车沿黑线前进的寻迹功能;采用STC12C5A60S2单片机来控制小车的各项基本操作。
方案的总体设计框图
舵机
传
感
器
STC12C5A60S2单片机
硬件模块组成
本次创新设计所用到的硬件模块有:中央处理器模块、传感器模块、直流电机驱动模块、调试电路模块。
中央处理器模块
本文采用的STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。
传感器模块
本次课程设计所用到的传感器有:碰撞传感器、寻迹传感器、火焰传感器。(1)红外寻迹传感器:
工作原理:
红外寻迹模块是利用红外线反射的原理,根据反射的强度来判定颜色。本寻迹模块是用来识别黑白线,黑线输出高电平,白线输出低电平。由于使用的是红外线,所以抗干扰能力很强。这样做更加确保了机器人的稳定性。
(2) 红外线反射型传感器
工作原理:
红外线反射传感器是利用红外线反射的原理,根据反射的强度来判定前方障碍的有无。当电源接通后,红外线传感器就开始工作了,当小车距离障碍物达到所设定的范围时,传感器接收到反射回来的红外线达到一定程度后,传感器内部通过三极管放大作用,输出低电平,我们可以利用CPU判断后,执行相应的程序,达到绕开障碍物的目的。在距离适中的时候测量精度很高。由于使用的是红外线,所以抗干扰能力很强。这样做更加确保了小车的稳定性。
应用领域:
一般可以制作料位液位计、报警器、自动门、倒车防撞仪、玩具等。制作时只要安装正确,上电即可工作,无需调整。
如有特殊要求可定制开发。
(3)火焰传感器:
工作原理:
火焰的热辐射具有离散光谱的气体辐射和连续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差异,但总体来说,其对应火焰温度的1-2微米近红外波长域具有最大的辐射强度。火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器。火焰传感器利用对红外线特别敏感的特点,将火焰的亮度转化成高度变化的电平信号,输入到处理器中。
应用领域:
火焰模块主要用于测量环境光的强弱。
例如:灭火比赛时用于测量火焰值;
足球比赛时,用于确定足球的方向,等等。
本次创新设计主要实现的功能是:首先在预先设定的区域,小车沿黑线前进,在沿黑线前进过程中如果遇到障碍物则自行绕过并继续沿黑线前进。火焰热源传感器会搜寻一定范围内是否有火源,如果有则在行至火源处停止并警报,然后继续搜寻下一个火源,搜寻可探测范围内是否有火源。
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