整套自动往返电动小车设计及实施方案课件.pptx

1、基本要求：图1电动小汽车车体结构数据电动小汽车车体结构数据STCPWM电动机驱动前进/后退指示转速检测整形电路LED数码管路面检测整形电路系统组成及原理框图如图2 所示。以下分为硬件和软件两个方面进行具体分析。图2图3 至于解调的一般做法是通过滤波电路后利用频率解码器解调。但是这样做无法充分利用瞬时信噪比大的优势，而且也无法方便地调节接收敏感度。 因此，我们使用单片机同步检测的方法。接收器产生的信号经过信号识别整形电路向单片机分别指示两个传感器的探测信号。同时，发射电路的555定时器产生的调制信号作为同步信号输入给单片机中断。当单片机接收到中断时，便去检测传感器信号，等连续检测到若干个信号之后

2、，再发送中断通知单片机。 这样做的优点在于，可以充分利用单片机编程，等连续测到多个信号后才认为是黑线，避免将其他杂物误判为黑线，以增强纠错能力。 图4(3) 车速及路程检测模块的电路设计与实现 在车轴上固定有一个沟槽状的断式红外光电开关，而在车轮侧壁则伸出一圈遮光板，圆周上均匀分布15 个输出方孔。车轮转动时，方孔依次通过沟槽，光电开关便得到通断相间的高低电平信号。得到的信号经过整形，发送至单片机，以实现车速检测和程计算。具体电路如图5所示图5 在物理结构上，我们将该检测装置安装在前车轮上。因为后轮在刹车时容易打滑、反转，故安装在前轮才能测得实际的车速和路程。图6EA/VP31X119X218

3、RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD1080C51调速时间、里程显示起停、避障、位移、检测电动机驱动时钟电路复位电路开始开中断等待中断记录传感器1，2的状态连续检测到 N 个 信号？连续N次未检测到信号向单片机发中断取消向单片机发中断检测到信号？NNYYYN图7 (2)单片机的的主控程序 单片机的中断

4、和定时器资源配置如表1所示。 表1 黑线计数(中断服务程序1)。由 于车底前部和中部装有两个传感 器，采用 中断和查询结合的检测方法。单片机在对黑线信号进行纠错处理后，向自己的INTO发出中断请求信号，并通过单片机的P1.4指明是哪一个传感器检测到黑线，在其中断服务程序中进一步查询中断源(见图8)。 图8图9 同时，由累计脉冲的总数便可得到行驶的路程。本作品中，车轮周长18cm, 圆周上方孔数为15个，故一个脉冲对应1.2cm路程，即路程测量精度为1.2cm。 图10限速子程序。在限速区中为了实现低速行驶的要求，最简单的方法是减小功率。但这种开环系统缺点十分明显。首先是对电池电量依赖性强，电量

5、充足时可能开得过快，电量不足时则过慢;其次，当小车碰到挡板时， 由于阻力增加， 车速也会与正常行驶差异极大，乃至停车。 图11 为了直观地指示当前限速状态，在车尾设有两对红绿指示灯，通过指示灯的状态可清晰观察该速度反馈系统的运行状态。另外值得注意的是，判断当前车速是否低于设定值不能通过计算两次脉冲间隔来实现。因为车速很慢时，等待下一个脉冲的时间将无限变长;一旦车子停驶，程序便永远不能判断当前车速。故检测车速时设置了一个超时器，一旦超时还没有来脉冲，便认为车速变慢或停止。 过线返回算法。 题目要求在到达终点线及返回起点线时压线。当车速不快时，只需通过刹车便可解决;但如果车速太快，刹车后仍超出终点

6、线时，就应该倒退回终点线上。而图12主程序流程图。如图13所示。图13总程序编程如：总程序编程如： #include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_3=P13;float f=0;int a,counter;uchar LED0_data,LED1_data,LED2_data,LED3_data,LED4_data,LED5_data,i=0;uchar code segcode=0 xc0,0 xf9,0

7、 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/低电平有效void display();void delay_10us(uint m);void delay_ms(uint n);void ting();void zheng();void fan();void zheng_jiansu();void fan_jiansu();void init()TMOD=0 x51;TL0=(65536-20000)%256;TH0=(65536-20000)/256;TL1=0;TH1=0; TR0=1;TR1=1;ET0=1;EA=1;IT0=1;/脉冲方

8、式EX0=1;/开外部中断0:加速void dectobit(int dec)LED5_data=dec/100000;dec=dec%100000;LED4_data=dec/10000;dec=dec%10000;LED3_data=dec/1000;dec=dec%1000;LED2_data=dec/100;dec=dec%100;LED1_data=dec/10;dec=dec%10;LED0_data=dec;void display()P2=0 x01;P0=segcodeLED5_data;delay_ms(1);P2=0 x02;P0=segcodeLED4_data;del

9、ay_ms(1);P2=0 x04;P0=segcodeLED3_data;delay_ms(1);P2=0 x08;P0=segcodeLED2_data;delay_ms(1);P2=0 x10;P0=segcodeLED1_data;delay_ms(1);P2=0 x20;P0=segcodeLED0_data;delay_ms(1);void main() init(); while(1) dectobit(f); display();if(a=1)zheng();if(a=2)zheng();if(a=3)zheng_jiansu();if(a=4)zheng();if(a=5)t

10、ing(); void zheng() P1_1=1; P1_0=0; P1_2=0; P1_3=1; delay_10us(2000); P1_0=1; P1_2=1; delay_ms(10); void zheng_jiansu() P1_1=1; P1_0=0; P1_2=0; P1_3=1; delay_10us(1000); P1_0=1; P1_2=1; delay_ms(5); void fan() P1_0=1; P1_1=0; P1_2=1; P1_3=0; delay_10us(2000); P1_1=1; P1_3=1; delay_ms(10); void fan_j

11、iansu() P1_0=1; P1_1=0; P1_2=1; P1_3=0; delay_10us(1000); P1_1=1; P1_3=1; delay_ms(5); void ting()P1=0 xff;void delay_ms(uint n) /n 个 1ms延时程序 uint i; for(;n0;n-) for(i=0;i8)a=0;counter=0; (3) 软件的其他特色刹车时，借鉴了车辆制动装置ABS(自动防抱死)功能，将整个刹车过程分割为几个子过程，有效防止了轮胎打滑。原路返回时，充分利用上次正向行驶时得到的跑道长度数据，进一步优化性能。正向行驶时使用前部传感器，逆

12、向行驶时使用中部传感器。在压线时，则同时利用两个传感器判断当前位置，提高停车精度，并保证黑线计数正确 3. 其他功能的设计与实现(1)数码管显示 为了减少外部锁存器和译码模块，数码管全部使用软件进行动态显示。在限速区内，数码管显示8s倒计时;在行驶过程中，显示已驶路程;在终点停车时和返回起点后，交替显示桂返时间与距离。(2)车头方向的调整 由于原玩具车前轮装有弹簧很容易发生随机偏转。为了精确调整方向，我们拆除了车上原有的转弯控制电动机，设计了一个机械装置固定了车轮的方向杆，且留出一个螺丝作为接口，实现对方向杆的微调。(3)车速指示灯 在车尾两端装有两对车速指示灯，当小车加速时，绿灯亮;当小车刹

13、车减速时，红灯亮。因此在限速区时，可明显体会到算法的运行过程。在终点停留时，红灯闪烁10次代表10s倒计时。 4. 总的电路图如下： 历时一段时间的毕业设计已经告一段落。经过自己不断的搜索努力以及同学、老师们的耐心指导和热情帮助，本设计已经基本完成。在这段时间里，老师、同学严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩，他们的指导使我受益非浅。同时校图书馆的开放也为我的设计提供了大量的实习资料。 通过这次毕业设计，使我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义，并且检验了大学三年的学习成果。虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练，但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这段时间的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为我今后的发展打下了良好的基础。由于自身水平有限，设计中一定存在很多不足之处，敬请各位老师批评指正。系主任 杨海澜 教研室主任 王军 指导教师：朱一多