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智能小车设计方案.docx

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文档介绍

文档介绍:智能小车设计方案
总体设计
软件部分:
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。
1、 路径识别软硬件设计
2、 舵机的控制软件设计
3、 电机驱动模块设计
4、 测速模块设计
5、 整体运行控制系统设计
6串口模块的软硬件设计
硬件模块
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:
1、 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
2、 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
3、 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
传感器模块:
号。后轮电机每转一 然后单片机通过定时器/计时器捕获这些脉冲,
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 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 周期,则可以产生两个脉冲信 并计算出小车当前的速度值。
输出 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 0W信号给IN1 , IN2进而控制电机正向、反向转动。
红外传感部分: 直接与红外管相接。
Vcc
由于MC9S12MCU有ATD模块,带有16路AD通道,我们可
R1
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勺发热。
调试模块:
2
方案一:将小车运行需测试的各种参数写入 E PROM (RAM ),在通过串口读出
EPROM(RA中)的参数用于调试。
2
方案二:也可以用4X4键盘和数码显像管用于显示E PROM (RAM )所需参数, 用于调试。
需测量参数:1、在直线上的加速度
2 、PID控制算法中的比例系数 Kp,积分系数Ki,微分系数Kd(注:
T k To
u (k )= K p{e(k )+—送 ej +一[e(k )—e(k -1 )}
采用离散型的PID