文档介绍：智能小车设计方案
总体设计
控制算法
软件部分:
PWM模块
ECT模块
AD模块
串口模块
定时
器模块
电机、舵机
速度检测
电光感应器
小车
道路
单片机资源:
硬件部分:
设计制作思路:本车采用MC9S12DG128单片机为核心,附加外围接口电路,将光电传感器采集的到的道路信息进行综合判别和处理,并通过速度传感器获得当前小车速度,然后发出指令给电机驱动器(包括舵机和驱动电机)控制小车,从而控制小车速度,准确的根据道路特定路线行驶。
快速准确的光电感应器信息采集,快速准确的实时速度控制和单片机进行的综合数据处、理,是小车能够智能实现小车的加速、减速、左右转向。通过车模的组装、传感器的选择与安装、系统电路板的设计与安装、控制算法的设计与调试,从而实现小车自动识别行驶道路,并根据线路实现自动加速、减速和左右转向等功能。
路径识别软硬件设计
舵机的控制软件设计
电机驱动模块设计
测速模块设计
整体运行控制系统设计
串口模块的软硬件设计
硬件模块
2000mA
电源
电源模块:
6V
MC33886
W7806
LM2596T
LM2575
2V 5V
电机
舵机
红外发射管
霍尔传感器
单片机
红外接收管
器件:LM2596T
LM2575
7806稳压管或LM1117
CS3020型的霍尔元件
红外管可采用ST111(ST168或ST602)收发一体的红外管或ISAL6200和TSOP1738的组合.
设计实践:
机械设计:(1)光电传感器的布局(2)舵机的安装(3)测速传感器的安装
硬件设计:(1)HCS12控制核心(2)电源管理单元(3)路径识别单元(4)车速检测模块(5)舵机控制单元(6)直流驱动机单元
软件设计:(1)初始化算法(2)路径离散识别算法(3)路径连续识别算法(4)控制策略及控制算法
启动电机由初设初速行驶
采集路面信息
减速
判断
小车位置
N
有
偏
移
传感器模块:
测速部分:采用霍尔传感器测速,在后车轮粘贴两个小型的永磁体,附近固定一个霍尔传感器,如下图,一个引脚接地,一个接电源,另一个是输出引脚,只要通过一个上接电阻,接至5V电压,就可以形成开关脉冲信号。后轮电机每转一周期,则可以产生两个脉冲信号。然后单片机通过定时器∕计时器捕获这些脉冲,并计算出小车当前的速度值。
输出
M1 J1
1
2
3
R
磁钢 Vcc
红外传感部分:由于MC9S12MCU具有ATD模块,带有16路AD通道,我们可直接与红外管相接。
R1 R2
Vcc
电机驱动模块:该电机采用PWM波控制,由单片机外接两片MC33886芯片来驱动电机。这里利用两个输入OWM信号给IN1,IN2进而控制电机正向、反向转动。由于单片MC33886驱动能力有限,所以采用两片MC33886并联来增加驱动能力,并减少单片MC33886的发热。
调试模块:
方案一:将小车运行需测试的各种参数写入,在通过串口读出EPROM(RAM)中的参数用于调试。
方案二:也可以用4X4键盘和数码显像管用于显示所需参数,用于调试。
需测量参数: