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基于单片机控制的电动小车的设计

2013-04-07 09:55
科技那回事
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   某设计题目要求设计并制作一台智能电动小车,按照相关要求和给定的行驶路线轨迹完成各项规定任务。智能电动小车行驶路线轨迹如图所示:

  基本要求:

  1)比赛时,参赛队员将小车放在起点ABFE区域的中心位置,当参赛队员发出声音命令(内容自定)后,小车沿单轨迹前行并完成在第一区内的自动行驶;

  2)当到达标志线1后,小车在第二区内完成在双轨迹中心线中的自动行驶;

  3)当到达标志线2后,小车在第三区内实现自动避障并且必须在恢复区内自动寻找到规定的行驶轨迹;

  4)在第四区和第五区内完成规定路线的行驶,并在到达标志线3后自动停车;

  5)小车自动按规定路线倒车并停放在终点DCEF区域,以车体方位正确且几何中心在区域中心为佳;倒车过程中车体不能罩线(终点区域的左右边界线DC、EF及底线CF)。

  1系统方案设计

  1.1直流电动机驱动

  直流电动机驱动采用ST提供的L298N芯片,结合Mini红外避障传感器及CTRT5000黑白线检测传感器,检测小车运动轨迹,产生占空比可调的PWM波实现调速。本模块用于驱动车上两个直流电机,能够较好的实现小车速度及方向的控制。89C52的4个I/O口输入信号给A1、A2控制A电机,输入信号给B1、B2控制B电机。9V电压供给电机芯片工作,9V电压通过7805稳压管产生5V直流电压扩展输出可以给传感器供电,3.3V直流电压扩展输出可以给3.3V电压工作的模块供电。

  1.2避障模块

  红外避障传感器是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据具体要求进行自动调节。该传感器具有受可见光干扰小、探测距离远、价格便宜、使用方便、易于装配等特点,可以广泛应用于机器人避障、流水线生产工件的统计工作等众多场合。4.5-5V供电,3-80cm检测距离,TTL电平输出,输出低电平有效。前方无障碍输出高电平,有障碍输出口(黄色)电平会从高电平变成低电平。背面有一个电位器可以调节障碍的检测距离,一旦调节好电位器(如调节好的最大距离70cm)则在有效距离内(如50cm处有障碍物、20cm处有障碍物)则输出低电平,低电平刚好可以提供给89C52识别。

  1.3黑白线检测模块

  使用TCRT5000红外反射式接近开关传感器,更低传感器可以实现寻迹、壁障等功能,TCRT5000光电传感器模块是基于TCRT5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。传感器采由高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成,输出信号经过施密特电路整形,所得信号稳定可靠。

  1.4无线接收发射模块

  使用NRF24L01发射接收模块,有效距离达十多米,主要特点是抗干扰能力强,可以选择不同频段发射数据,同时操作简单,上手快。

  1.5激光感应模块

  使用光敏电阻,此电阻变化范围大,可调性好,价格便宜,抗干扰能力可以通过调整灵敏度来实现。

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