KC13-基于Android的应用程序开发 智能小车的传感器安装 教学案例：智能电动往返小车完整版(论文+电路+程序)-KC13010503-b25.doc

物联网应用技术专业教学资源库文档 文档来源 院校开发 文档编号 自动往返电动小汽车 2016 年 4 月 25日  摘要 本自动往返电动小车可以实现在一段特定赛道上往返行驶，在特定路段限速通过，并且测量行驶时间和路程的功能。设计以改装的玩具小车为基本车架，以单片机AT89S52为控制中心，利用RPR220光电对管扫描赛道上区分路段的黑线，还通过该种光电对管计算小车车轮转过圈数，由此算出小车驶过路程。另外，系统运用L298N驱动小车的直流电机，并且可以在LCD1602上显示小车往返时间和路程。 目录 1、设计任务………………………………………………………3 1.1基本要求………………………………………………………3 1.2发挥部分………………………………………………………3 2、方案论证与选择………………………………………………3 2.1、系统总体框图…………………………………………………3 2.2、各模块硬件选择………………………………………………4 2.2.1、控制模块……………………………………………………………4 2.2.2、外部传感器模块……………………………………………………4 2.2.3、电机及其驱动模块…………………………………………………5 2.2.4、电源模块……………………………………………………………5 2.2.5、按键模块……………………………………………………………5 2.2.6、显示模块……………………………………………………………5 3、系统硬件原理与实现…………………………………………5 3.1、系统总体电路图………………………………………………5 3.2、系统各模块设计介绍…………………………………………6 3.2.1、单片机控制模块……………………………………………………6 3.2.2、外部传感器模块……………………………………………………7 3.2.3、电机驱动模块………………………………………………………7 3.2.4、电源模块……………………………………………………………8 3.2.5、按键模块……………………………………………………………8 3.2.6、LCD液晶显示模块…………………………………………………9 4、系统软件框图…………………………………………………9 5、设计数据测量…………………………………………………11 参考文献…………………………………………………………12 1、设计任务 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。 1.1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。 1.2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。 2、方案论证与选择 2.1、系统总体框图 选定自动往返小车的题目后，我们决定购买一台符合尺寸要求的玩具遥控小车，通过去掉其遥控部分，并直接利用上面的直流电机的方法实现要求，由此节省自行安装和调试小车动力部分的时间。 根据设计任务要求，经过论证选择，最终确定的系统设计框图如下： 系统分为单片机控制模块、外部传感器模块、电机驱动模块、电源模块、按键模块和LCD液晶显示模块。 2.2、各模块硬件选择 2.2.1、控制模块 控制模块负责接收传感器和按键的输入，控制液晶显示模块和PWM控制输出。主流方案是采用FPGA芯片或者单片机。 方案1： 采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。 方案2： 采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器AT89S52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。 考虑到本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑我们选择较为成熟的方案2。