博鱼体育app官网入口智能小车系统设计流程图用于里程累积的脉冲信号有霍尔元件检测。霍尔元件安装在后左轮,车轮每转一周就由其产生一个低电平脉冲,使单片机外部中断1产生中断,从而使里程脉冲数累计一次。根据本小车轮子的周长,每转6周为1m,所以每累计6个脉冲就是1m博鱼·体育(中国)入口。

　　电机驱动电压由AT89C52单片机的P1.7和P1.6分别控制。当P1.7为0,P1.6为1时,电机驱动电压为7.5V,小车进入高速行驶状态;当P1.7为1,P1.6为0时,电机驱动电压为4.3V,小车进入低速行驶状态。当P1.0为高电位时,电机供电三极管

　　D880截止,关闭电机电源实现停车功能;当P1.0为0时,D880输出电机驱动电压,小车按单片机的指令执行各种功能博鱼体育app官网入口。电机调速控制电路如图13.3所示。

　　方案三:采用由双极性管组成的H型PWM电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高; H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很块,稳定性也很高,是一种广泛采用的PWM调速技术。

　　方案二:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量,如果采用有交流分量的调制信号可大幅度减少外界干扰;另外,红外发射管的最大工作电流取决于平均电流,如果采用占空比小的调制信号,在平均电流不变的情况下,

　　瞬时电流可以很大(50-100MA),这样也可以大大提高信噪比。但电路较复杂且软件工作量加大。

　　方案一:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应速度慢,机械结构易损坏,寿命短,可靠性差。

　　方案二:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻元件价格昂贵,主要问题是一般电动机的电阻很小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且实现很困难。

　　探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射,由于黑线和白线的反射系数不同,可以根据接收到的反射光强弱判断是否到达跑道边侧。

　　方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路博鱼中国官网。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰,一旦外界环境条件改变,很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮度发射管可以降低一定的干扰,但这势必会增加额外的功率损耗。

　　方案二:受鼠标的工作原理启发,采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构,可以将其置于固定轴上,再在车轮上均匀的固定多个遮光条,让其恰好通过沟槽,产生一个个脉冲。通过脉冲的计数对速度进行测量。

　　上述方案二计数精度较高,但安装不便且MCU计数负担过重,影响小车速度的提升。方案一在工业上得到广泛应用性能稳定切装配容易,因此采用方案一。

　　本设计采用两块单片机(89S52)作为自动控制小车的检测控制、显示计算核心。路面黑线检测采用反射式红外传感器,车速和距离检测使用了霍尔传感器,金属检测使用了金属接近开关。电源部分采用了强电流、弱电流分开。数字、模拟独立供电,利用光电耦合器件避免了电动机对控制系统的干扰。同时利用了PWM技术动态的控制电动机的转速,利用低密度PLD简化电路提高硬件系统的可靠性,基于这些完备可靠的硬件设计,使用了一套独特的软件算法实现了小车在金属的检测,和在高速运动中的精确控制,达到了很好的效果!

　　(1)路面检测程序流程图见1-6。外部四组红外线检测传感器共用一个中断源,进入中断服务程序后查询具体是哪一路传感器遇到黑线.系统硬件电路的设计

　　自动往返行驶小汽车的控制系统采用AT89C52单片机;显示系统采用3位LED数码管显示里程数,4位LED数码管显示一次往返的时间;电机正反转采用桥式驱动控制,2档电压调速;里程记录采用霍尔传感器;跑道标志线采用光敏管检测并使用软件整形消抖措施;采用4个靠轮解决小汽车与挡板的碰擦问题;单片机、电机采用独立稳压电源供电。

　　方案一:所有器件采用单一电源,这样供电比较简单;但是由于电动机启动瞬间电流很大,而且PWM驱动的电动机电流波动较大,会造成电压不稳定,有毛刺等干扰,严重时可能造成单片机系统掉电,缺点十分明显。

　　方案二:双电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路电源完全隔离,利用光电耦合器传输信号。这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动机驱动所造成的干扰彻底消除,提高了系统稳定性。

　　方案三:不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管,可以降低环境光源干扰;如果直接用直流电压对管子供电,限于管子的平均功率要求,工作电流在10MA左右。

　　方案一:采用霍尔元件,该器件内部由三片霍尔金属板组成,当磁铁正对金属片时,由于霍尔效应,金属板发生横向导通,因此可以在车轮上安装磁铁,而将霍尔器件安装在固定轴上,通过对脉冲的计数进行车速测量。

　　从本次设计大赛的汽车自动控制中体会到,要对高速行驶中的汽车实施控制并不是一个简单的自动控制问题,它涉及到了机械学、力学、光学、电磁学等方面的知识,并与单片机相互配

　　合,利用了单片机的强大功能实现了带速度反馈的闭环速度控制系统、智能转向系统、防止车轮打滑等功能。从最终测试结果来看,本系统具有较强的环境适应能力,很好的完成了题目的要求!

　　将速度开至最大,测量其最高行驶速度,通过软件将最大速度保存并显示,测试长度7M,测试数据见表1-7

　　本设计的小汽车能在如图13.1所示的跑道上自动往返行驶。车子从起跑线s,然后返回到起点停止博鱼·体育(中国)入口博鱼体育app官网入口。在限速区行驶时间要求大于8s,终点线停车与最后停车时要求

　　车子中心点与黑线的误差尽量小。车子能自动记录时间及里程并在车上显示博鱼(中国)官方网站-BOYU SPORTS。跑道宽为0.5m,两侧挡板高度大于0.2m,跑道表面贴有白纸,在B、C、D、E、F和G处画有2cm宽的黑线)显示程序由主控CPU发送开始标志,slave mcu开始打开计数器开始计时间。当master mcu每检测到霍尔元件翻转一次便向slave mcu发送一个标志,slave mcu便累加一次计算

　　本系统的电机驱动电路采用两队互补三极管,利用单片机16、17脚电位的高低去控制三极管的截止和导通状态,从而实现小汽车驱动电机的正反转功能。为了防止电机转动时对单片机的干扰影响,提高单片机的稳定性,本电路在电机的两端加了抗干扰电容,其电路如图13.2所示。

　　用于检测跑道标志的脉冲信号由光敏二极管、发光二极管电路组成。当小车在白纸上时,输出为高电平;当遇到黑条时,输出低电平脉冲,做中断计数判断用。

　　对多位LED显示器采用动态扫描的方法进行显示。系统采用七位数码管显示,前三位数码管显示的数值表示里程,显示的范围为1—999m;后四位数码管的数值表示一次往返过程中所需的总时间,其中前两位表示分、后两位表示秒。往返到七点时显示的数值是以一次往返的总时间。PO口作段码数据输出,P2口为扫描输出口。

　　A速度博鱼(中国)官方网站-BOYU SPORTS、路程误差:由于我们采用的霍尔元件检测速度和路程,轮圈直径太小不方便加装过多的磁铁,这是导致速度路程误差的主要原因!另外小车运行过程中路程是一随机状态误差再所难免!

　　~控制电路电源和电动机电源隔离,信号通过光电耦合器传输。~红外检测路面,软件纠错,免受路面杂质干扰。

　　根据题目要求,系统可以划分为几个基本模块,如图1-1所示。对各模块的实现,分别有以下一些不同的设计方案: