云台寻迹小车毕业设计.docVIP

云台寻迹小车 这次我们的作品是云台寻迹小车，是一个智能小车。其最大的优点是智能控制，遇到障碍物它可以自己躲避。硬件分为七个模块： 1电源模块，2微控制器模块，3寻迹模块，4超声波壁障模块，5电机驱动模块。采用的芯片为AVR芯片。采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。 电源模块：电源模块 采用3.7干电池为直流电机供电，再利用两片7805将电压稳压至5V，由于其内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它基本上不会损坏， 能够提供稳定的5V电压。 电机驱动模块 OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连，OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连，单片机通过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。 L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源， 6V为逻辑电源， 12V为动力电源。J4接入逻辑电源，J6接入动力电源，J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端，J3与J5分别与两个电机的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V 逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护芯片的安全。 寻迹模块 在智能小车的设计中使用的是一体反射式红外对管，所谓一体就是发射管和接受管固定在一起，反射式的工作原理就是接收管接收到的信号是发射管发出的红外光经过反射物的反射后得到的，所以使用红外对管进行循迹时必须是白色地板加黑色引导条。 电路由一组红外对管、电位器、运算放大器和电阻组成的，R1起到限流的作用，用来控制反光管发出红外信号的强弱。接收管实际上是一个光敏三极管，基极的光电流经过放大后流经电阻R2产生电压与电位器调节后得到的电压进行比较。A1与电阻组成一个比较器。在有红外信号返回时OUT端输出高电平，反之输出低电平。 说明：信号的检测通过红外传感器发射红外线，判断接受管能否接受到反射回来的信号，若接收到说明探管下面是白线，反之由于黑线对红外线的吸收，使之不能接收到发射出去的红外线，因此判断是黑线，当接收到反射的光时，三极管c e极导通，通过比较器输出高电平，反之截止输出低电平，这样通过将输出端与单片机的P口相接，判断P口的高低电位，进而间接的判断出检测到的信号，从而实现信号的检测功能。 红外探测检测到黑线输出低电平 0 v，检测白线为高电平 3.75v。 3、 电路的安装与调试 焊接注意：焊接顺序，先贴片后插件。 超声模块 超声测距传感器的核心功能是测量距离，通过发射器发射超声波，超声波遇到物体反射回来被接收器接收。传感器将所测量的量转换成数字信息，即将非电量转换为便于测量的电量，这样单片机就能计算出超声波从发射到接受用的时间，测量时间*声速/2=距离。在小车上装上超声模块就能检测两车之间的距离，有效地防止了小车追尾的事件发生。 微控制器模块 AVR单片机在单一时钟周期内执行功能强大的指令，每MHz可实现阶段MIPS的处 理能力，是具有最高MIPS/mw能力的确良8位单片机。 AVR单片机采用了大型快速存取寄存器文件和快速单周期指令。其快速存取RISC 寄存器文件由32个通用工作寄存器组成。AVR用32个通用寄存器代替累加器，避免了传 统的累加器与存储器之间的数据传送，可在一个时钟周期内执行一条指令来访问两个独 立的寄存器，代码效率比常规CISC微控制器快十倍。AVR单片机是用一个时钟周期执 行一条指令的， 即在执行前一条指令时就取出下一条指令， 然后以一个周期执行指令 （与 DSP类似），是8位单片机中第一种真的RISC单片机。 (2)性能价格比高 AVR单片机中既有引脚少的器件（8脚），也有存储容量较大、引脚较多的器件， 给用户以充分的选择余地。AVR单片机采用Harvard结构，程序存储器和数据存储器是 分开的，可以直接访问8M字节程序存储器和8M的数据存储器。 AVR单片机片内资源丰富。包括：1K-128K字节可下载的Flash存储器、64-4K字节 EEPROM、128-4K字节RAM、5-32条通用的I/O线，32个通用工作寄存器、摸拟比较器、 定时器/计数、 可编程异步串行口、 内部及外部中断、 带内部晶振的可编程看门狗定时器、 为下载程序而设计的SPI串行口、10位AD转换器、以及闲置摸式和掉电摸式2个可选择 的省电摸