文档介绍：高性能智能小车
摘要:智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,可应用于科学勘探等等的用途。本设计中消防智能电动车采用STC89C52单片机作为检测和控制的核心,实现电动车的智能控制,包括路面寻线、火源检测、智能灭火、1602液晶显示等功能。寻线方式采用反射式光电传感器感知与地面颜色有较大差别的引导线,火源探测通过光敏晶体管传感器加比较器检测火源信号。驱动电机采用直流减速电机,电机控制方式为PWM控制。电机驱动由L298N驱动电路完成。实现的功能是:从车库出发,自动检测火源并选择路线灭火,火源均完全灭掉后按最短路径回到车库。并显示运行时间、状态和小车的坐标。
关键词:STC89C52单片机光敏晶体管红外对管 1602液晶 L298N
1. 1模块方案
本系统主要由控制器模块、电源模块、寻迹传感器模块、火焰传感器、直流电机及其驱动模块、灭火风扇及其驱动模块、车载液晶显示模块。
方案:采用STC89C52单片机作为整个系统的核心,用其控制行进中的小车,以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统,其关键在于实现小车的自动控制,而在这一点上,单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。51单片机具有功能强大的位操作指令,I/O口均可按位寻址,程序空间多达8K,对于本设计也绰绰有余,更可贵的是51单片机价格非常低廉。
方案:用GK178型光电对管。GK178是一种一体化反射型光电探测器,其发射器是一个***化镓红外发光二极管,而接收器是一个高灵敏度,硅平面光电三极管。GK178采用DIP4封装,其具有如下特点:塑料透镜可以提高灵敏度。内置可见光过滤器能减小离散光的影响。体积小,结构紧凑。当发光二极管发出的光反射回来时,三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简单,工作性能稳定。
火焰传感器模块
方案:用光敏晶体管传感器。经试验验证,光敏晶体管传感器检测距离远且可调,线性度好,检测准确,且体积较小。很适用于本题目的要求。
电机驱动模块
方案:采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单,加速能力强,采用由达林顿管组成的 H型桥式电路(如图3)。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下,精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高,H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制,电子管的开关速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的 PWM调速技术。现市面上有很多此种芯片,我选用了L298N(如图4),L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片,它相应频率高,一片L298N可以分别控制两个直流电机,而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动,操作方便,稳定性好,性能优良。
方案:采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,使用方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力,带动变速(减速)齿轮组,可以产生大扭力。能够较好的满足系统的要求,因此我们选择了此方案。
2 硬件实现及单元电路设计
主控制模块
主控制最小系统电路如图5所示。
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