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1、智能小車設(shè)計與實現(xiàn) 智能小車可以實現(xiàn)功能 摘要：本項目以增強型51芯片STC12C5A60S2為主控芯片，配合直流電機，灰度傳感器，紅外接近開關(guān)等器件構(gòu)成智能小車。該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)PWM波的輸出可實現(xiàn)小車的前進，后退，轉(zhuǎn)向，加速，減速等操作，可精準地完成小車沿邊界線行走，在標志線處轉(zhuǎn)彎和在超速區(qū)加速等功能。關(guān)鍵詞：主控芯片；智能小車；邊界線行走；標志線處轉(zhuǎn)彎；超速區(qū)加速中圖分類號：TP313文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(x)21-5192-04Design and Implementation of the Smart CarZHU Mei-mei(Jiangsu Vocation
2、al and Technical College of Finance smart car; boundary line to walk; flag line at the turn; speeding district acceleration 1系統(tǒng)方案與論證本系統(tǒng)主要由微控制器模塊，電機模塊，電機驅(qū)動模塊，電源模塊，邊界檢測模塊和標志檢測模塊組成。為了更好地實現(xiàn)各模塊的功能，分別設(shè)計了幾種方案并進行了論證。1.1微控制器的論證與選擇方案一：采用可編程邏輯器件FPGA作為微控制器，F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的功能，規(guī)模大，密度高，體積小，穩(wěn)定性高，IO資源豐富，易于進行功能擴展。FPGA處理
3、速度很快，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心，但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高，考慮性價比因素，最終放棄了此因素。方案二：采用STC公司STC12C5A60S2單片機作為主控制器，STC12C5A60S2是高速，低功耗，高性能的增強型51單片機，片內(nèi)含60K的flash，1280B的SRAM，帶有片內(nèi)AD，獨立的波特率發(fā)生器以及PCA定時器可方便地產(chǎn)生PWM波。綜合考慮采用方案二。1.2電機模塊的論證與選擇方案一：采用步進電機，步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為不連續(xù)的機械運動的機電裝置，電機旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)，故步進電機具有快速啟停的能力，轉(zhuǎn)動精度高，正反轉(zhuǎn)控制靈
4、活。方案二：采用普通的直流電機，直流電機具有優(yōu)良的調(diào)速特性，過載能力強，能承受頻繁的沖擊過載，可實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動，制動和反轉(zhuǎn)。直流電機更易于購買，并且電路相對簡單。綜合考慮采用方案二。1.3電機驅(qū)動模塊的論證與選擇方案一：用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路，分立元件夠成驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際中應(yīng)用廣泛，但這種電路性能不夠穩(wěn)定。方案二：采用專用芯片L298N作為電機驅(qū)動芯片，L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端，用該芯片作為電機驅(qū)動，操作簡便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。綜合考慮采用方案二。1.4電源模塊的論證與
5、選擇方案一：采用蓄電池供電，蓄電池具有較強的電流驅(qū)動能力，以及穩(wěn)定的電壓輸出性能，但是蓄電池體積過于強大，在小型電動車上使用極為不方便。方案二：采用可充電鎳氫電池，直接對電機供電，通過7805轉(zhuǎn)換成+5V后給單片機供電，此種電池工作后單片機和傳感器工作穩(wěn)定，直流電機不受影響，且電池體積小，能夠滿足系統(tǒng)的要求。綜合考慮采用方案二。1.5邊界檢測模塊的論證與選擇方案一：根據(jù)題目要求，小車場地高出了地面，為了防止小車掉離場地，需要對場地邊界進行檢測。由于場地邊界由黑膠帶圍繞，可以用灰度傳感器檢測邊界。灰度傳感器根據(jù)不同顏色對光的反射強度不一樣來判斷木板與黑膠帶的區(qū)別。方案二：采用紅外接近開關(guān)來檢測邊
6、界，紅外接近開關(guān)對目標物發(fā)出紅外光，當目標物在一定距離之內(nèi)時，接近開關(guān)才有感知，輸出信號，否則接近開關(guān)沒有信號輸出，從而達到開關(guān)的功能，用紅外接近開關(guān)可以有效地檢測處高出地面的邊界，使用方便。綜合考慮采用方案二。1.6標志檢測模塊的論證與選擇方案一：根據(jù)題意，在起始點，終點，轉(zhuǎn)彎處都貼有黑膠帶提醒小車轉(zhuǎn)彎或加速，灰度傳感器根據(jù)不同顏色對光的反射強度不一樣來判斷木板與黑膠帶的區(qū)別，所以灰度傳感器對檢測黑膠帶最為合適，采用此方案。綜上所述：本作品選用STC12C5A60S2作為主控制芯片，選用L298N來驅(qū)動直流電機，邊界檢測和標志檢測采用紅外接近開關(guān)和灰度傳感器來實現(xiàn)，兩車之間通過NRF24L01無線通信模塊進行通信，整個系統(tǒng)用可充電鎳氫電池來供電。
智能小車設(shè)計與實現(xiàn) 智能小車可以實現(xiàn)功能
