2022年8刘生有

1、精品学习资源论文编码 原论文分类号） ：首都师范高校本科同学毕业论文电动多功能小车的设计制作论文作者刘生有院 系 信息工程学院专 业 电子信息工程学 号 1041000185指导老师 闵子建完成日期 2021 年 5 月 1 日欢迎下载精品学习资源摘要电动多功能小车作为一种轮式移动机器人. 是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统；本文基于自动引导车智能掌握系统. 以小车精确、快速跟踪给定路径为掌握目标 . 讨论了自动引导车路径跟踪掌握策略及其实现: 并通过芯片 STC2C5404对智能小车实行双闭环掌握 . 从而达到对小车的速度实现精确的掌握；关键词：单片机 电动小车传感器自主寻迹Abstractmultifunctional mobile car is a mobile robotor,This system is including collecting information,make a decision,automatic driving and so on.The topic ofthis paper is how to exact and fast

2、 going on the road,and how to achieve trajectory tracking.We can achieve the fast track the road by TL494 in double closed-loop control.Key words :Single-chip microcomputerElectro-motion car SensorAuto-searching track；欢迎下载精品学习资源目录第一章引言 1其次章系统概述 12.1 系统设计指标12.2 设计框图 32.3 系统基本工作原理3第三章路面检测部分 43.1 路面检测的组成结构43.2 方案挑选 43.2.1 用光敏电阻组成光敏探测器43.2.2 反射式光电传感器 43.3 比较电路的设计 63.4 路面检测综合设计电路 73.5 平稳检测模块 83.5.1 方案挑选 83.5.2 设计电路 9第四章单片机掌握及显示部分 104.1 挑选单片机 104.2 显示器挑选 104.3 单片机开发板电路与软件流程图124.3.1 单片机开发板电路 124.3 单片机通

3、信 134.3.1 ISP 与 IAP 介绍 134.3.2 串行通讯电路 13第五章电机掌握驱动电路 155.1 电路设计目标 155.2 电路设计 15欢迎下载精品学习资源5.3 电路分析 175.4 器件挑选 19第六章硬件抗干扰设计 206.1 形成干扰的基本要素206.2 抗干扰设计 21总结 21致谢 22参考文献 23附录 24附录 I：小车实物图24附录 II ：寻迹程序 28欢迎下载精品学习资源第一章引言本简易智能电动车采纳简洁的人工智能技术，以单片机为核心，以光电传感器探测路面黑白条为引导方式，以平稳检测传感器所返回的信号为平稳判定依据，加以PWM 电机掌握，可以自动寻迹，变速行驶，正向逆向行驶，寻迹运行，显示运动状态以及测量显示全程时间，采纳 LED 实时显示各状态的时间；掌握以STC12C5404来掌握，在掌握电路与驱动电路加以光电耦合用来防止干扰；整机使用双电源分别给电机部分、传感器和芯片部分供电；最终实现了工程的各项功能；同时，本工程主要是想锤炼下我们的动手才能为将来更深化的讨论打下基础；本文共分为六章；前两章介绍了该系统的基本组成和基本工作原理；第三章至第

4、五章具体表达了该系统不同部分的电路设计、工作原理及元器件挑选；第六章表达了硬件抗干扰设计、系统 PCB 图的制作和调试过程；其次章 系统概述2.1 系统设计指标一、预备设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A 一侧装有可移动的配重；配重的位置可以在从始端开头的 200mm600mm范畴内调整，调整步长不大于50mm；配重可拆卸；电动车从起始端 A 动身，可以自动在跷跷板上行驶；电动车跷跷板起始状态和平稳状态示意图分别如图 2.1 和图 2.2 所示；图 2.1 起始状态示意图欢迎下载精品学习资源图 2.2 平稳状态示意图二、要求1. 小车基本要求在不加配重的情形下，电动车完成以下运动：1）电动车从起始端 A 动身，在 30 秒钟内行驶到中心点 C 邻近；2） 60 秒钟之内，电动车在中心点 C 邻近使跷跷板处于平稳状态，保持平稳8 秒钟，并给出明显的平稳指示；3）电动车从 2）中的平稳点动身， 30 秒钟内行驶到跷跷板末端 B 处车头距跷跷板末端 B 不大于 50mm）；4）电动车在 B 点停止 5 秒后， 1 分钟内倒退回起始端 A，完成整个行程；5）在整个行驶过程中，电动车始终

5、在跷跷板上，并分阶段实时显示电动车行驶所用的时间；2. 发挥部分欢迎下载精品学习资源电动车90m0m 0A3mB00m3欢迎下载精品学习资源图3 自动驶上跷跷板示意图将配重固定在可调整范畴内任一指定位置，电动车完成以下运动：1）将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A 点 300mm 以外、 90扇形区域内某一指定位置车头朝向跷跷板），电动车能够自动驶上跷跷板，如图3 所示：欢迎下载精品学习资源2）电动车在跷跷板上取得平稳，给出明显的平稳指示，保持平稳8 秒钟以上；3）将另一块质量为电动车质量10 20的块状配重放置在 A 至 C 间指定的位置， 电动车能够重新取得平稳，给出明显的平稳指示，保持平稳8 秒钟以上；4）电动车在 3 分钟之内完成 1） 3）全过程；本小车系统总体上包括三个组成部分，它们是前向通道部分，单片机应用系统部分，后向通道部分；其中前向通道包括：光电传感器ST168），信号调理电路等，跷跷板；单片机应用系统包括：单片机，接口芯片 .；后向通道包括：电机驱动 ,小直流电动机 ,LED 显示等2.2 设计框图欢迎下载精品学习资源平稳检测计 时 显 示 模块路面检测模块STC

6、12C5404单片机STC12C5406 单片机PWM 掌握电机驱动模块运动 状态显示；2.3 系统基本工作原理图 2-1多功能小车设计框图欢迎下载精品学习资源在多功能小车系统中，需要把路面状况转换为电信号，以便进行处理；我们采纳精度比较高，反应速度较快的反射式光电传感器ST168）以及透射式光电传感器； ST168 检测到的路面的黑白条输出两种电压大小不等的信号通过LM339 比较器将两种信号转换成高低规律电平、透射式传感器检测平稳直接输出高规律电平给单片机；此时这规律电平便可直接送入单片机 12C5404AD 进行处理；同 时， 单片 机 12C5406AD 产生时钟信号 输给单片机12C5404AD ；主单片机 12C5404AD 便会依据接收到不同的信号进行不同的算法处理，并输欢迎下载精品学习资源出不同的信号经过电机驱动电路来掌握小车的两个小轮；第三章 路面检测部分3.1 路面检测的组成结构模输入通道用来联系被测对象与单片机；由于单片机只能处理数字电信号，而我们所测的对象是路面的黑白条，是非电量，所以输入通道的前一个环节是感受被测对象，将被测对象通过传感器转换成电信号；信号输入

7、通道的基本组成如下图：传感器信号调理电路送至单片机处理欢迎下载精品学习资源3.2 方案挑选图3.1 信号检测的基本组成欢迎下载精品学习资源3.2.1 用光敏电阻组成光敏探测器光敏电阻的阻值可以跟随四周环境光线的变化而变化；当光线照耀到白线上面时，光线发射剧烈，光线照耀到黑线上面时，光线发射较弱；因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化；将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平；但是这种方案受光照影响很大，而且由于是做路面检测，传感器一般设置在车体底部，故光线变化不是很明显，导致输出信号变化幅度小不宜作判定，从而不能够稳固的工作；因此我们考虑其他更加稳固的方案；3.2.2 反射式光电传感器用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器；红外发射头发出红外线，当发出的红外线照耀到白色的平面后反射，如红外接收头接收到反射回的光线就检测出白线继而输出低电平，如接收不到发射头发出的光线就检测出黑线继而输出高电平；这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满意要求，但是工作不够稳固，且简洁受外界光线的影响，在原有的基础上，我们选用了ST168如图 3.2.2.2）起极限参数及光电特性分别如图3.2.2.1 和图3.2.2.3 这种将两对发射接收管集合在一起的透射式光电传感器，其具有如下特点：体积小， 结构紧凑；当发光二极管发出的光被反射回来时，三极管接收到反射光并导通输出低电平；此光电管调理电路简洁，由于接受和反射装置都集成在芯片内部从而使得其工作受外部环境影响降到很低，从而工作性能稳固；在将传感器输出的信号经过已设参考电压路面黑色1.9白色3.2注：此表示在图 3-2-2-4 中 Vcc=5V ；R1=510 欧；R2=20K 欧姆时测的值欢迎下载精品学习资源表 3.2.2.4 st168 依据路面状况输出值图3.2.2.5 st168 的典型应用电路图3.3 比较电路的设计此电路是为了将上面光电传感器输出的信号转换成能让单片机识别的信号即：规律电平；考虑到转换速度，转换精度，电路的复杂度，以及经济性等因素我们挑选了四电压比较器 LM339 实物图）LM339 集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：

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