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四、现有的条件,人员及主要设备情况:

(1).现有条件:学校图书馆相关资料.

(2).主要设备:学校实验室相关设备.

(3).人员:张卫龙整体电路的设计与安排,以及产品的最后调试工作.

钱鹏霄主要负责PCB板的制作,和最后硬件的连接.

王传晓元件的采购和软件的编译还有就是最后的资料整理工作.

五、参考文献:

[1]杨西明.单片机编程与应用入门[M].机械工业出版社,2005

[2]张友德.单片机原理与应用技术[M].机械工业出版社,2004

[3]万文略.单片机原理与应用[M].重庆大学出版社学生

姓名学号专业

班级qianpengxiao@163.毕业设计(论文)题目指导

教师职称部门设计(论文)的主要内容及要求:

采用AT89C2051单片机设计一个发音系统.

任务1:小车能够实时测出与障碍物间的距离,并通过液晶实时显示.

任务2:小车在启动后的一段距离内加速,达到最大速度后匀速行驶,在距离障碍物一定距离后减速,要求不能碰到障碍物.

内容:

小车能够实时测距,可以考虑采用超声波测距,

小车的状态能够实时通过液晶显示,

小车能够实现自动控制,

小车可遥控,

注:带下划线的部分为学生发挥部分.推荐参考文献:

[1]AVR高速嵌入式单片机原理与应用,耿德根,马朝等,北京航空航天大学出版社,2002.10

[2]AVR单片机C语言开发入门指导,詹前卫等,清华大学出版社,2003.5

[3]AVR系列单片机编程与应用实例,金春林等,清华大学出版社,2003.11

[4]Nokia3310LCD_datasheet.pdf指导教师对学生开题意见和进度要求:

指导教师签名:

年月日

毕业设计(论文)成绩考核表

指导教师评语:

指导教师签名:

年月日答辩评审意见:

答辩组长签名:

年月日成绩:

(验收盖章)

年月日

摘 要

智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途.智能小车就是其中的一个体现.本次设计的简易智能电动车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心,采用红外线接收对管来检测路上感应到的黑色轨道线,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式可控制小车预先设计好的路线或轨道行驶,采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度,采用红外线检测来判断障碍物的位置,采用1602LCD实时显示小车障碍物的距离,小车停止行驶后,轮流显示小车行驶时间,1.设计任务1

2.设计要求及原理分析1

2.1基本要求:1

2.2原理分析1

2.2.1电控系统分析1

2.2.2机械系统分析1

2.2.3传感器设置与布局分析1

3.传感器和总控电路的选型与工作方式选取2

3.1红外探测器的选型与工作方式2

3.1.1红外探测器的选型2

3.1.2主动式红外探测器的工作方式选取3

3.2超声探测器的选型与工作方式3

3.2.1超声探测器的选型3

3.2.2用超声波探测器测距的工作方式的选取3

3.3总控电路的选型3

4.方案比较与选择:4

4.1引导线识别模块4

4.2显示模块:5

4.3测速模块:5

4.4控速模块:6

4.5障碍探测模块方案分析与比较7

4.6刹车机构功能方案比较8

4.7复位电路模块:8

4.7遥控模块:8

5最小系统图:9

6最终PCB板图:10

7程序框图:10

8系统程序:12

9调试16

致谢17

参考文献17

附录一17

附录二:18

附录三:26

附录四:27

1.设计任务

任务1:小车能够实时测出与障碍物间的距离,并通过液晶实时显示.

任务2:小车在启动后的一段距离内加速,达到最大速度后匀速行驶,在距离障碍物一定距离后减速,要求不能碰到障碍物.

2.设计要求及原理分析

2.1基本要求:

小车能够实时测距,可以考虑采用超声波测距,

小车的状态能够实时通过液晶显示,

小车能够实现自动控制,

小车可遥控,

注:带下划线的部分为学生发挥部分.

2.2原理分析

2.2.1电控系统分析

根据设计要求,我们认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题,并且输入量属于低速开关量,对于低速开关量复杂程序控制应用单片机技术比较合适,初步计划使用单片机作为核心器件来完成本设计.

2.2.2机械系统分析

在题目中没有要求精确的转弯因此我们对前轮转弯节构不必进行改造

2.2.3传感器设置与布局分析

通过对题目的分析我们得出如下几大需要检测的物理量:(1)障碍物位置,(2)地面轨迹的位置,(3)小车行走里程.对于这几大物理量我们分别使用(1)红外探测器,(2)红外对管,(3)霍尔元件.

在传感器的布局上我们拟采用以下方案:

前左侧红外探测器,前右侧红外探测器,后左侧红外探测器,后右侧红外探测器,为电动小汽车规避障碍物提供近距位置参数.

超声波探测器测远距离物体,与红外线探测器构成避障系统.

霍尔元件,为小车记录行驶路程.

中央红外对管,为小汽车寻找轨迹提供开关量信息.

3.传感器和总控电路的选型与工作方式选取

3.1红外探测器的选型与工作方式

3.1.1红外探测器的选型

红外探测器以其发射功率大,抗干扰能力强而在工业生产中有着广泛的应用,红外探测器按其工作模式可大致分为主动式与被动式,主动式红外探测器自带红外光源,通过对光源的遮挡,反射,折射等光学手段可以完成对被探测物体位置的判别.被动式红外探测器本身没有光源,通过接受被探测物体的特征光谱辐射来测量被探测物的位置,温度或进行红外成像.在本体中我们要利用红外探测器检测黑白两种不同的灰度和障碍物的距离,显然选用主动式红外传感器比较合适,系统的造价可以降低可靠性可以提高.

主动式红外传感器又可分为分立元件型,透射遮挡型和反射型(如图3.1示),分立元件型发光管与接收管相互独立,用户在使用时可以根据需要灵活的设定发光管与接受管的位置,并可利用棱镜,透镜等完成特殊的目的,缺点是装置麻烦.透射遮挡型和反射型通过塑料模具将发光管与接收管封装在一起,非常方便用户使用,在本题中"码盘红外探测器"我们使用透射遮挡型而对黑白灰度和障碍物的检测我们使用反射型.

3.1.2主动式红外探测器的工作方式选取

主动式红外探测器常用的驱动方式可分为直流直接驱动方式和交流调制方式,直流直接驱动方式装置简单但检测距离和抗干扰能力都比较差,交流调制方式由于可以采用交流耦合方式解决了放大器的直流漂移问题从而可以大大提高检测的距离,同时由于环境光产生的干扰多数情况是信号的直流或低频分量可以由滤波器加以隔绝,因此交流调试方式抗干扰能力也比较强,缺点是系统相对复杂.

在本题中对障碍物的检测受到环境光(特别是200W白炽光源)的干扰比较大,因此我们选用抗干扰能力较强的交流调制工作方式,而对黑白灰度的检测由于在车的底部干扰相对较弱,为简化设计我们选用直流直接驱动方式.

3.2超声探测器的选型与工作方式

3.2.1超声探测器的选型

超声探测技术主要用于中程测距,结构探伤等领域,超声波换能器是其核心部件,换能器按其工作介质可分为气相,液相和固相换能器,按其发射波束宽度可分为宽波束和窄波束换能器,按其工作频率又可分为38KHz,40KHz等不同等级.

按题目要求我们选用气相,窄波束,40KHz的超声波换能器.

3.2.2用超声波探测器测距的工作方式的选取

当利用超声波探测器测距时常用二种方法——强度法和反射时间法,强度法是利用声波在空气中的传输损耗值来测量被测物的距离,被测物越远其反射信号越弱,根据反射信号的强弱就可以知道被测物的远近,但在使用这种方法时由于换能器之间的直接耦合信号很难消除,在放大器增益较高时这一直接耦合信号就可使放大器饱和从而使整套系统失效其原理如图2.2.1示,由于直接耦合信号的影响强度法测距只适合较短距离的且精度要求不高

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