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引言
本课题重点在于控制小车行驶的速度、黑带检测、转弯的精度以及对行驶路程和速度的显示。难点在于协调好小车行驶速度与转弯之间的关系,这样才能保证小车在行驶过程中不越界,能正确的沿黑线行走。本设计可以应用于工厂的自动化管理,实现过车间之间货物的传送;还可以对其进行功能扩充(例如增加超声波传感器,使其具有测距和避障功能),将其应用于无人驾驶等。也可以用于汽车行业。入本设计再加上A/D转换器就可以实现汽车行业制动驾驶上。因反射式光电传感器遇到不同的颜色反射的光的强度不同再通过A/D转换器可以得出不同强度数值,则CPU可以通过返回的光的强弱来判断不同的颜色。若驾车的人不禁意穿过了黄色的人行道,则可以报警、减速或采取其他的措施。
本设计没有一定的规程和固定的用途。主要是通过此次的设计来检验自己。将自己所学的知识做一个综合。
设计任务书
要求小车能实现以下任务:
以AT89S* 单片机作为微控制器,设计出一种简易寻线、走线小车,通过光电、或红外传感器检测黑带信号,利用单片机输出PWM脉冲控制减速直流电机的转向和转速,使小车按预先设计好的路线安全的行走,并且能按设计要求自动显示当前小车运行速度和总的行驶路程。
通电后光电传感器检测的确认启动信号后,小车开始启动电机准备寻找黑线。期间有一定的延时确保促发启动位物体的撤离。
检测小车是否在目标黑线上。不在,小车开始预先设定的程序寻找路线。在规定的路程内找不到路线报警,停机不再寻线。找到路线后通知操作人员调整小车使其步入完全正确的路线。准备走线。
根据才传感器送来的信息判断小车当前的位置并给与调整使其沿黑线前进。并显示当前的行驶速度。到达终点后显示行驶路程。
停一定的时间后沿原路线返回到起点。并显示总的行驶路程。停机等待下次启动信号。
摘要
以AT89S52单片机作为微控制器,设计一种简易自动寻线走线小车,通过光电对管传感器检测黑带信号,利用单片机输出PWM脉冲控制减速直流电机的转向和转速,使小车按预先设计好的程序和路线安全的找到黑线并沿此黑线行走,并且能按设计要求自动回到起点。
关键词:
AT89C51;光电传感器检测电路;PWM脉宽调节;LM324;直流电机;L298N
目录
总体方案设计与论证
1、设计方案与论证………………………………………………………………..
2、车体设计方案与论证…………………………………………………………
3、轮子设计方案与论证……………………………………………………………
二、硬件系统设计方案
1、
一、总体设计方案与论证
1、设计方案与论证
采用ATMEL公司生产的AT89C51型单片机作为我们的控制单元,因为该型单片机价格便宜,功能比较强大,性价比高,而且在市场上很容易买到。通过传感器件来采集各类信息,送入主控单元单片机,处理数据后完成相应动作,以达到控制电机从而实现小车自身控制。其中寻迹(黑带检测)采用市面上通用的发射管及接收头,经LM324放大后送入单片机处理做出相应的动作。此系统比较灵活,更重要的是采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化,各类功能易于实现,能很好地满足题目的要求。
黑带寻迹采用光电发射和接受原理。PWM产生的高低电平信号经过处理后控制小车停转及方向,完成寻线走线的任务。
2、车体方案设计与论证
概要: 本寻迹小车是以单片机为控制核心,加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。单片机C51通过IO口产生信号控制小车的前进后退以及转向。寻迹由RPR220型光电对管完成。
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。但是一般的说来,玩具电动车具有如下缺点:首先,这种玩具电动车由于装配紧凑,使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次,这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动,不能适应该题目的地图,不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。再次,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较贵。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,后万向轮转向的方案。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。在安装时我们保证两个驱动电机同轴。当小车前进时,左右两驱动轮与后万向轮形成了