智能小车毕业设计论文(编辑修改稿)

智能小车毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

OUT12OUT23OUT313OUT414ISEN A1ISEN B15VS4VSS9GND8U1L298NIN1IN2IN3IN4EAEBGND+5+GNDD2 D3 D5 D6D7 D8 D9 D101234P2Header 4 图 33 电机驱动 原理 图 L298N 为 SGSTHOMSON Microelectronics 所出产的双全桥步进电机专 用驱动芯片 ( Dual FullBridge Driver ) ，内部包含 4 信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动 2 个二相或1 个四相步进电机，内含二个 HBridge 的高电压、大电流双全桥式驱动器，接收标准 TTL 逻辑准位信号，可驱动 46V、 2A 以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压；此芯片可直接由单片机的 IO 端口来提供模拟时序信号。 循迹模块设计 循迹采用反射式光电传感器，反射式光电传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射一定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检查方向遇到障碍物（反射面）时，红外信号反射回来被接收管接收。 经处理之后，通过数字传感器接口返回微控制器，微控制器可利用红外波的返回信号来识别周围环境的变化。 当 遇到黑线时，图中三极管 8050 导通，反相器输入口处检测到低电平，经反相器后变为高电平，供单片机识别，同时指示灯被点亮，图中滑动变阻器，可方便改变光电传感器的输入电流，从而改变灵敏度，图中 电容，可减少电路中“毛刺”，以增加电路的抗干扰能力。 循迹模块 原理图 如图 33 所示。 哈尔滨华德学院毕业设计（论文） 11 图 33 循迹模块 原理 图 在本设计中我们采用红外一体式发射接收器，发射管和接收管的直径都为 3mm，系统中我们设计反射距离在 左左，此时探测环境都在检测电路板之下，不易受到其 他光线的干扰。 传感器都选用 RPR220 发射红外传感器。 该封装形状规则，便于安装。 红外一体式发射接收器由于感应的是红外光，常见光对它不干扰。 红外一体式发射接收器检测黑线的原理为：由于黑色吸光，当红外发射管发出的关照射在上面后反射的部分比较小，接收管接收到地红外线也就较少，表现为电阻比较大，通过外接的电路就可以读出检测的状态，同理当照在白色表面时发射的红外线就比较多，表现为接收管的电阻比较小。 本设计中当检测到黑线，小车会自动偏转而远离边缘的黑线。 避障模块设计 避免追尾相撞：小车前方设置一红外传感器， 小车后面设置一个挡板，当两车接近到一定距离时，红外传感器检测到对方尾部的挡板，输送电平给单片机，由单片机控制 PWM 调制脉冲来改变小车速度。 避障 模块 原理图如图 35 所示。 哈尔滨华德学院毕业设计（论文） 12 图 35 避障模块 原理 超车：当甲车检测到超车标志线后，转而循迹外环的同时，甲车减速，甲车和乙车保持红外避障传感器设置的距离，转检测完超车标志后，转而循迹超车区的内环黑线，速度超过甲车并循迹黑线返回起点， 而甲车寻到转弯标志线后继续循迹外线回到原点。 电压比较器是对两个模拟电压比较其大小 (也有 两个数字电压比较的，这里不介绍 )，并判断出其中哪一个电压高，比较器，它有两个输入端：同相输入端 (“+” 端 ) 及反相输入端 (“”端 )，有一个输出端 Vout(输出电平信号 )。 另外有电源 V+及地 (这是个单电源比较器 )，同相端输入电压VA，反相端输入 VB。 VA 和 VB 的变化。 在时间 0～ t1 时， VAVB；在t1～ t2 时， VBVA；在 t2～ t3 时， VAVB。 在这种情况下， Vout 的输出如图 1(c)所示： VAVB 时， Vout 输出高电平 (饱和输出 )； VBVA 时，Vout 输出低电平。 根据输出电平的高低便可知道哪个 电压大。 显示模块设计 在系统中要进行动态 超车次数： 一种方法是采用 LCD1602 液晶显示器。 LCD 具有功耗低，抗干扰能力强的特点。 不紧可以显示数字、字符，而且可以显示汉字和图形，但由于显示内容不多。 另一种方法是采用 八段 数码管显示 ，可以使用多个独立的八段数码管 哈尔滨华德学院毕业设计（论文） 13 来自己拼接，其优点是位数不限，布局灵活；也可以直接使用集成好的多位数码管，其优点是引线简单，价格也相对便宜许多。 多位数码管可以使用多个 I/O 端口驱动，如 P0P3 分别驱动 4 个数码管，但是这样极大地浪费了 I/O 资源，所以通常在实际使用中用 动态扫描的方法来实现多位数码管的显示。 动态扫描是针对静态显示而言的，所谓静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止，这种显示方式的每个数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或接电源（共阳极），每个数码管的每个字段分别与一个 I/O 口地址相连或与硬件译码电路相连，这时只要 I/O 口或硬件译码器有所需电平输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到需要更新所显示字符。 采用静态显示方式占用单片机时间少，编程简单，但其占用的口线多，硬件电路复杂，成本高，只适合于显示位数较少的场合。 而动态扫描则 是一个一个地轮流点亮每个数码管，方法是多位数码管的 adp 数据段都用相同的 I/O引脚来驱动，而使用不同的 I/O 引脚来控制位选择引脚。 在动态扫描显示时，先选中第一个数码管，把数据送给它显示，一定时间后再选中第二个数码管，把下一个数据送给它显示，以此类推，一直到最后一个。 这样虽然在某一时刻只有一个数码管在显示，但是只要扫描的速度足够快（超过人眼的视觉暂留时间），动态显示的效果在人开来就是几个数码管同时显示。 采用动态扫描的方式比较节省 I/O 口，硬件电路也较静态显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示的数 码管较多时， 51 单片机要依次扫描，占用了单片机的较多时间。 本章小结 本章主要描述了小车制作的主要模块，以及各个模块的应用及扩展。 在某些模块中也添加了相同模块的比较，使我们在阅读时更能一目了然地看到使用这些模块的优势。 哈尔滨华德学院毕业设计（论文） 14 第 4章 电路设计软件的使用 仿真软件的 介绍 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真软件 )，从原理图布图、 代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。 是目前世界上唯一将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持 805HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等，Proteus 资源丰富。 Proteus 可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有 30 多个元件库。 2． Proteus 可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、 SPI 调试器、 I2C 调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。 理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。 3．除了现实存在的仪器外， Proteus 还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。 这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。 这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。 4． Proteus 可提供的调试手段 Proteus 提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。 这些测试信号包括模拟信号和 数字信号。 仿真软件的 优势 在 PROTEUS 绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在 PROTEUS 的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。 PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。 PROTEUS 不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。 前者可在相当程度上得到实物 演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。 它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。 这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路 哈尔滨华德学院毕业设计（论文） 15 连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。 由于 PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。 本章小结 在本章中主要续写了在画原理图时时所用到的 软件，以及一些软件的使用办法及优点。 让我们更能体会语言带给我们的魅力。 哈尔滨华德学院毕业设计（论文） 16 第 5 章 电路的组装及调试 电路的组装 利用单片机的 P0 口和 P2 口的低四位来控制数码管显示时间及路程，P2 口的高四位用来控制电机， P1 口的低四位负责接收红外传感器所传输的高低电平信号， 用来接收避障信号， 用来接收测速模块传输来的信号， 和 是电机模块的使能。 小车采用双层设计，上层用来焊接数码管和芯片，同时它也用来固定红外传感器的传输模块。 下层用来安置电机的驱动模块，也放置电源在下面。 这样设计是为了在使用小车时能更好的让观看者看到小车走过的时间和路程，在小车行走的过程中也能及时了解小车前方的红外传感器所传输给单片机的信号。 电池盒和电机驱动放在下方是为了保证小车的中心重量够重，让小车在行驶的过程中更加的稳定平稳。 红外传感器的安置采用与垂直方向倾斜 30 度的方法设置的， 小车的后轮使用了万向轮，没有使用胶皮轮，主要是。