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华南理工大学第四届智能控制设计大赛 “自动往返电动小汽车”设计报告 自动化科学与工程学院 06级3班 队长：黄亮 组员：邓祥龙 刘海新 目录 内容简介 1 摘要 1 设计内容要求 1 各环节功能- 2 方案论证与比较 3 总体设计方案 1 显示方案 4 电机方案 6 电机驱动方案 6 测距离方案 7 信号检测方案 8 设计与论证 9 系统硬件总图 9 系统资源分配表 10 主程序流程图 11 执行程序 11 测试数据及测试结果分析 15 9 10 11 11 特色 9 程序模块与地址分配 9 主程序流程图 10 各控制器件的控制字与初始化 11 收获与收获 15 鸣谢 15 自动往返电动小汽车 摘要：为了实现电动小汽车的自动往返和智能控制，我们通过比较决定采用单片机控制系统。系统设计以AT89S52单片机为控制核心，辅以传感器、控制电路、显示电路等外围器件，构成了一个电动小汽车的自动控制系统。本设计使用光电传感器检测标志线，由单片机对各种传感器的信息进行综合判断和处理，然后发出指令控制电机的转动，实现了小车在直线方向上的调速、刹车、停车、倒车返回等各种运动形式。 本设计采用PWM脉宽调制技术实现对电机的精确控制，设计的发挥部分通过红外线检测记录小车车轮转过圈数，计算出行车距离。小车还可以自动记录，显示一次往返时间和行驶距离。 关键字：自动往返 单片机控制 PWM脉宽调制 Introduction： 设计任务及要求 设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。 跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。 1.2设计要求 1．基本要求 车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。 到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。 D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于4秒，但不允许在限速区内停车。 2．发挥部分 自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。 自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。 其它特色与创新。 1.3说明 不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。 车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤20 cm，宽度≤15cm。 必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。 方案论证与比较 2.1总体设计方案 方案一：纯硬件方案 本方案基于硬件逻辑电路和脉冲电路的工作原理,采用计数器循环计数,再通过译码器译出相关状态,使触发器置位或复位,定时单稳使能工作,从而驱动相关继电器动作,以控制汽车电机的工作状态,最终实现汽车的自动往返、减速与直线行驶、以及定时停车等功能。 该方案逻辑设计复杂,使用器件品种多,组装困难,故障率高,体积大,控制精度差,功能扩展难度大,发挥空间小,性能价格比较低. 方案二：智能化方案 本方案采用红外线光电检测与单片机智能控制相结合的技术,对小车的运行状态实时拾取相关信息送入单片机,通过CPU 运算处理后,再发出相应的控制指令,由驱动执行电路控制汽车的运行姿态,最终实现汽车自动往返,减速行驶,全速前进以及定点定时停车等功能, 以达到设计目的。 与全硬件方案相比,智能化方案具有软件编程灵活,运算控制精确,自由度大,可靠性高,电路简单,体小量轻,成本低,功能易于扩展,显示直观,智能化程度高等优点. 为此,本设计及制作采用智能化方案. 2. 2显示方案 方案一：LED数码显示屏 LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏按显示器件可分为LED数码显示屏和LED点阵图显示屏。其中，LED数码显示屏为八段数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。 LED数码管显示的优点：单片机对其进行编程控制简单，数码管亮度够，功耗小，小型化，寿命长，耐冲击和性能稳定。 缺点：数码管的显示符号单一，仅为0~9和几个字母；当需要显示的内容较多时，需要用到较多的数码管，对于单片机对其进行控制时，会浪费I/O口的资源。 方案二： LCD液晶显示屏 LCD(Liquid Crystal Display)，中文