轨道检测并测角度智能车设计报告.docxVIP

轨道检测车设计报告Rasing star group严若亚、胡云鹏、刘炜炘小车总体效果目录1 轨道检测车的设计分析41.1设计要求41.2设计方案及论证41.2.1总体的设计思路41.2.2 各部分设计方案52 轨道检测车的硬件设计82.1 机械设计82.1.1各模块的分布82.1.2传感器的位置分布82.2 电路设计82.2.1 电机驱动模块82.2.2 显示模块92.2.3 电源模块92.2.4 传感器模块102.2.5 核心控制模块112.2.6 超声波测距模块113轨道检测车的软件设计124 总结与心得134.1 开发与调试过程134.1.1 总体方案的论证与确立134.1.2 分立模块的制作调试及遇到的问题134.1.3 总体装配调试144.2 心得与展望14参考文献：15附录161 智能小车的设计分析1.1设计要求本次比赛的要求是：制作一辆循迹功能的小车，在一个2MX2M的白色场地上以最快的速度沿1CM宽的黑色轨迹由起点行走到终点。在行走过程中，要对轨迹上的弯角的角度进行测量记录，对圆弧型轨迹的半径、弧度进行测量记录，并将所有测量结果显示在液晶屏幕上。1.2设计方案及论证1.2.1总体的设计思路总体可以分为以下模块：（1）信号采集模块：此模块主要由传感器和运算放大器组成，负责循迹检测和测角度的任务，其中通过红外传感器来实现循迹功能，通过电子指南针进行角度和半径弧长的测量。（2）控制模块：此模块的核心是单片机STC89C52。单片机将采集到的信号进行判断和处理后，将处理好的信号送入下面的执行模块，使之做相应的动作。（3）执行模块：此模块主要包括电机驱动和液晶显示部分，他们分别从控制模块中得到结果，通过液晶屏显示出来，通过电机驱动小车做相应的动作。1.2.2 各部分设计方案1 小车主体的设计方案1）方案一：使用四驱玩具车。此方案优点在于节省了时间，将更多的精力放在了小车控制方面的制作，此外玩具车的结构合理，组装较为简单容易，其缺点在于质量各有差别，价格偏高，电路布局受小车结构的限制。2）方案二：自己设计小车的主体结构。使用自己设计主体结构的小车，可以很好地解决主体结构带给电路带来的局限，可以安放各个器件，使其能够协调工作，此外通过自制小车可以提高我们的动手能力，更加全面了解各部分电路的布局。综合以上考虑我们选择方案二。2 电源的设计方案1）供电：外接电源和电池组采用电池组：采用电池组需要五节电池串联，其优点在于方便易行，但是在调试的过程中将会多次使用电池，这样会很费电量。外接电源12v：采用外加电源的方法可以避免电量不足的缺点，而且环保。 综合二者考虑我们采用外加12V电源的方案。2）稳压：采用7805+7805，2576+2576，2576+7805。2576为单片式开关稳压芯片，具有电流大，带负载能力强，转化效率高，稳压效果好等优点。7805为线性稳压芯片，其稳压效果好，外围电路简单，应用电路成熟可靠等优点，但是其带负载能力差，电流输出差，效率低，根据其自身性能特点，有以下三个方案。1）方案一：7805+7805其优点是电路设计简单，成本低廉，缺点是带负载能力差，效率低，在动力电机受阻的情况下以被烧毁。2）方案二：2576+2576其优点是转化效率高，输出电流能力强，缺点是外围电路复杂，成本较高，PWM开关稳压电容对单片机等逻辑电路造成影响。3）方案三：2576+7805用7805为单片机以及其他逻辑电路提供稳定电压，用2576为电机提供动力驱动。综合以上方案，我们决定采用方案三，各取两个芯片的优点，将它们合理的搭配起来。3 电机驱动模块1）方案一：自己构建根据需要分析，可以用功率三极管来搭建。采用自己搭建的方法主要是有助于提高我们的动手能力和对知识灵活使用能力。但是要是想得到两个独立驱动，必须选择两个参数尽量一致管子才可以，而市面上购买的三极管只能将参数满足在一定范围内，会出现一定的误差，因此给调试带来了一定的困难，而且电路抗外界干扰能力差，复杂化了电路设计。2）方案二：购买专用的电机驱动芯片可以购买到专门的双电机驱动芯片L298，可以满足小车的电机控制要求，而且外围电路比较简单，稳定性较好，驱动能力较强，能够很好地保证电机的同步性。为了通过此次实践充分得锻炼自己的动手能力，我们决定使用L298芯片，并自己搭建驱动模块。4 循迹所用传感器的设计1）方案一：采用CCD传感器，可以获取大量的图像信息，可以全面完整的掌握路径信息，可以进行远程距离的预测和识别图像的复杂路面，抗干扰能力强，但对于本项目来说它也有缺点，它需要大量的图像处理工作，需要进行大量的数据存储和计算，因为是以实现小车视觉为目的，此方案实现起来工作量较大，过于繁琐。2）方案二：采用光电传感器，其优点在于结构简明，实现起来容易，成本低，免于