可記錄里程的智能小車的設(shè)計(jì)與制作

1、可記錄里程的智能小車的設(shè)計(jì)與制作徐慶山李海濤魯偉哈爾濱工程大學(xué)通信學(xué)院07812班摘要摘要隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車方面的研究也越來(lái)越受人關(guān)注，全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有這方面的題目，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)很重視該題目的研究。特別是在智能控制方面，小車進(jìn)行尋跡以及避障和計(jì)里程，在工廠里的智能控制方面非常重要。選擇程控小車這一題目，跟隨科技發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)可以學(xué)到許多關(guān)于電學(xué)和機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，這對(duì)于我們將來(lái)工作提供了十分寶貴的

2、經(jīng)驗(yàn)。我們主要研究如何讓小車走直線，并在此基礎(chǔ)上，如何實(shí)現(xiàn)里程記錄的功能。主要以自主設(shè)計(jì)的底盤為基礎(chǔ)，以直流減速電機(jī)及其控制電路為驅(qū)動(dòng)，以STC89C52單片機(jī)為控制核心，組成的智能小車在特定的程序下實(shí)現(xiàn)走直線的功能；基于阿克曼原理設(shè)計(jì)的平面等腰梯形連桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)小車的完美轉(zhuǎn)向；基于52單片機(jī)，光耦，L298，78L05的控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流減速電機(jī)與舵機(jī)的整體控制；最后利用旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)器輸出方波的個(gè)數(shù)算出小車行駛的路程，從而實(shí)現(xiàn)

3、以上功能。通過(guò)多次的編程修改和調(diào)試最終實(shí)現(xiàn)了程控小車?yán)锍逃涗浀墓δ?。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞52單片機(jī)智能小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)阿克曼原理旋轉(zhuǎn)編碼器方波計(jì)數(shù)引言引言可記錄里程的智能小車是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制于一體的先進(jìn)機(jī)電設(shè)備，它很好的把機(jī)與電有機(jī)的結(jié)合到一起。智能小車屬于機(jī)器人系列，它在無(wú)人駕駛機(jī)動(dòng)車、無(wú)人工廠、智能倉(cāng)庫(kù)、服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域有著比較廣泛的前景，可見(jiàn)其研究意義的重要性。我們主要實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)智能小車，并能記錄其行駛里程。主要的工作內(nèi)容有以下

4、幾點(diǎn)：首先確定小車的基本外形和構(gòu)造，利用不同的板料和軸類料經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和加工實(shí)現(xiàn)小車的整體結(jié)構(gòu)；其后在小車上安裝基于AT89C52單片機(jī)的控制芯片，利用芯片程序使電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車配合舵機(jī)程序完成規(guī)定的行走路線；在此基礎(chǔ)之上，使用旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)小車行駛里程記錄的功能。電控基礎(chǔ)部分電控基礎(chǔ)部分總體方案：出約每隔100ps產(chǎn)生中斷，中斷頻率為001MHz。舵機(jī)的轉(zhuǎn)向信號(hào)和電機(jī)的進(jìn)退加減速度信號(hào)通過(guò)單片機(jī)的P0O～P06輸入，P00～P03分別為兩電機(jī)

5、的進(jìn)退使能端，P04～P05分別對(duì)應(yīng)兩電機(jī)控制速度的使能端，P06為舵機(jī)的控制線接口。2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用L298N芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的主要元件。l片L298N能夠驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中6、11號(hào)引腳為2個(gè)使能端；5、7號(hào)引腳和lO、12號(hào)引腳分別控制2個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。將上述6個(gè)引腳通過(guò)非門與單片機(jī)相連，便可實(shí)現(xiàn)2個(gè)電機(jī)的啟停。使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L293D，不僅可以大大簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路而且功率容量大有利于電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。L293D在電機(jī)控制中

6、可以靈活的應(yīng)用如對(duì)電機(jī)輸出能力的擰制在單片機(jī)中可以進(jìn)行脈寬調(diào)制(PWM)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制。當(dāng)使能端為高電平，通過(guò)PWM信號(hào)輸入端In3和In4可以控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)(輸入端lnl為PWM信號(hào)，輸入端In2為低電平，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；輸入端In2為PWM信號(hào)，輸入端Inl為低電平，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn))；當(dāng)它為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋路上的4個(gè)晶體管全部截止，使正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)電樞電流反向，電動(dòng)機(jī)自由停止。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由單片機(jī)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)

7、現(xiàn)。其具體原理如表格（1）表格（1）使能端IN1(IN3)IN2(IN4)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)110正傳101反轉(zhuǎn)111殺停100停止0XX停止3)光耦模塊光耦是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電—光—電轉(zhuǎn)換器件。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端。在光耦輸入端加電信號(hào)使光源發(fā)光，此光照射在封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電—光—電的轉(zhuǎn)

8、換。該程控小車的光耦由發(fā)光二極管和光敏三極管組成。其工作原理:當(dāng)光耦的輸入端給予高電壓時(shí)，發(fā)光二極管不導(dǎo)通，光敏三極管呈現(xiàn)高阻態(tài)（相當(dāng)于短路），光耦的輸出端為高電壓；當(dāng)光耦的輸入端給予低電壓時(shí)，放光二極管導(dǎo)通，光敏三極管呈現(xiàn)低阻態(tài)（相當(dāng)于短路），光耦的輸出端為低電壓。4）穩(wěn)壓器78L05模塊以設(shè)計(jì)輸出電流的高穩(wěn)定線性穩(wěn)壓器為目標(biāo)利用工作在線性區(qū)的MOS管具有壓控電阻特性構(gòu)造零點(diǎn)跟蹤電路以抵消隨輸出電流變化的極點(diǎn)并且采用了改進(jìn)型米勒補(bǔ)償方