智能小车实验报告实用5篇

好文档，供参考1/59智能小车实验报告实用5篇【题记】这篇精编的文档“智能小车实验报告实用5篇”由三一刀客最“美丽、善良”的网友上传分享，供您学习参考使用，希望这篇文档对您有所帮助，喜欢就下载分享吧！智能小车设计1新型便携式井下巡迹探测小车作者：黄浩彭江摘要80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。这里介绍的是如何使用8051系列单片机来实现武汉理工大学科技文化节的设计，该设计是以煤井气体探测而确定的设计类课题。该设计采用80C51单片机为控制核心，利用红外传感器检测路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。好文档，供参考2/59采用的技术主要包括：（1）通过控制主芯片来控制各模块功能的实现（2）红外传感技术（巡迹模块、测速模块、路程检测模块等）（3）气体检测技术（4）新型显示芯片的采用目录第一章前言。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。1第二章方案设计与论证。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.6一系统基本方案。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。6二各模块方案的选择和论证。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。6三各模块的最终方案----11四系统原理图-------------12第三章系统的硬、软件设计与实现。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.------13一寻迹模块-----------------14二金属探测模块-----------15三障碍物检测--------------17四光源检测-----------------18五电机驱动------------------18六动态显示好文档，供参考3/59-----------------19七甲烷气体检测------------20八系统主程序流程图------20第四章测试数据、测试结果分析及结论。.。.。.。.。.。.。.。.。.。21参考文献。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。---.23第一章前言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的。本题目是结合社会实际情况而确定的设计类课题。设计的智能电动小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能、金属检测功能、准确定位停车和检测有害气体。根据要求，确定如下方案：在现有的小车模型的基础上，加装光电、红外线、红外传感器、金属探测器及甲烷气体检测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量和甲烷气体检测。并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。好文档，供参考4/59这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用STC系列中的80C51和80c52单片机。以其为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹，金属检测和寻光功能。80C51是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系的新一代产品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展，以实现Microcomputer完善的控制功能为己任，将一些外部接口功能单元如A/D﹑PWM﹑PCA（可编程计数器阵）﹑WDT（监视定时器）﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/好文档，供参考5/59比较逻辑等。这一代单片机中，在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系8ｘC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(ControllerAreaNetworkBUS)。新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展与配置打下了良好的基础。本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心，80C51采用CHOMS工艺，功耗很低。该设计具有际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，意义很强。第二章系统基本方案方案论证与设计各模块方案的选择和论证控制器模块好文档，供参考6/59作用：各传感器信号的接收和辨认，控制小车的电机动作、显示车速、运行时间以及小车停车时发出的声光信号等。方案1：采用FPGA或CPLD作为系统的控制器。优点：可以实现复杂逻辑功能，规模大，速度快，密度高，体积小，稳定性高，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点：成本高，引脚多，PCB布线复杂。方案2：采用CPU（51MCU)方案。优点：算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，技术成熟，体积小，成本低，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点：速度相对较低。本设计拟采用此方案。方案3：采用嵌入式处理器（ARM)方案。优点：运算功能强大，速度较快，编程灵活，自由度大，外围器件少，成本适中，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点：PCB设计及焊接技术要求高。本设计可采也用此方案，取决于对相关技术的熟悉程度。金属探测模块好文档，供参考7/59作用：跑道中金属块的探测。金属探测原理：采用电涡流式传感器，利用电涡流对L、Q、Z的影响探测金属。测量电路：Q值测量电路，Z测量电路，L测量电路本设计选择电感测量电路。障碍物探测模块作用：判断前进方向是否有障碍物，并确定小车与障碍物的距离。方案1：激光测距技术优点：方向性强、亮度高、单色性好、传输速度快、抗干扰性强、测量精度高，反映速度快等。缺点：小车与障碍物的距离短最大不超过2m，而激光以光速传播导致检测技术上的困难。方案2：超声波测距技术优点：方向性较强、传输速度V=345m/s，在s≤2m时，T≤，远大于MCU的机器周期，便于逻辑判断。因此采用方案2。其原理框图如下：行程测量模块作用：测量小车从启动到任意时刻所走的路程。测量原理：S=n×C（S为行程，C为车轮周长，n为圈数）n可以用透射式或反射式光电传感器获得计数脉冲。路面轨迹探测模块作用：实现小车跟踪黑色轨道行使。好文档，供参考8/59方案1：采用热探测器优点：电路简单。缺点：易受外界干扰。方案2：采用红外光电探测器优点：抗干扰能力较强。缺点：结构较复杂，需2～3对传感器。传感器小车状态脱离导引线正常行驶轻微偏左严重偏左轻微偏右严重偏右000011011010001100二状极态管A二极管B二极管C光源与车之间的位置非常远在车的右方小车动作0002001－右转（大）30104011510061107111在车的正前方在车的右方在车的左方在车的左方非常近直线行驶右转（小）左转（大）左转（小）减速直线行驶电机驱动模块作用：控制电机正转、反转和停止控制。方案1：继电器法优点：电路简单可靠缺点：不容易实现精细控制方案2：晶体管组成的PWM法优点：电路较复杂好文档，供参考9/59缺点：容易实现精细控制显示模块作用：显示时间和路程。方案1：使用LCD显示屏优点：功耗小，显示形式多样缺点：编程难度较高，亮度较低方案2：使用LED数码管优点：编程难度低缺点：功耗较大，电路连接相对较复杂计时模块作用：计算小车从启动到停止的过程进行计时。方案1：直接利用MCU的定时器实现精度为的计时。状态标志模块作用：产生声光信号。方案：用LED产生光信号，用蜂鸣器产生声信号。各模块的最终方案（1）控制模块：AT89C51和AT89C2051或PIC系列MCU；（2）金属探测模块：采用电涡流式传感器；（3）障碍物探测模块：采用红外传感器；（4）行程检测模块：采用光电传感器（透射式）；（5）光源探测模块：采用光敏二极管；（6）路面检测模块：采用光电传感器（反射式）；（7）电机驱动模块：采用PWM技术控制电机转速；（8）显示模块：采用LED数码管；（9）计时模块：采用AT89C51内部定时器/计数器；（10）状态标志模块：采用蜂鸣器和发光二极管。系统原理图好文档，供参考10/59第三章本题是一个光、机、电一体的综合设计，在设计中运用了检测技术、自动控制技术和电子技术，系统可分为传感器检测部分和智能控制部分。传感器检测部分：系统利用光电、电涡流、红外等传感器完成对路面、障碍物、路程、光源、金属物和甲烷的探测或检测。智能控制电路部分：根据传感器变换输出的电信号进行逻辑判断，控制小车的电机、显示数码管、蜂鸣器以及发光二极管，完成小车的自动寻迹、探测金属、逃避障碍物、寻找光源、显示路程等各项任务。控制部分包括MCU电路、电机驱动电路和数码管动态驱动电路。系统的硬、软件设计与实现检测部分的单元电路设计寻迹模块电路设计金属探测电路的设计金属探测流程图金属块检测流程图障碍物检测电路设计绕障碍物程序流程图光源检测电路设计电机驱动电路设计动态显示电路好文档，供参考11/59甲烷气体检测电路设计系统主程序流程图第四章测试数据、测试结果分析及结论测试方法与仪器：1、测试仪器测试仪器包括秒表、数字万用表、信号发生器、示波器、51单片机开发板、直流稳压电源等。2、测试方法数字万用表主要用来测试分立元件的电阻、压降、漏电流、截止/导通状态等参数；信号发生器与示波器用于测试各光电传感器信号的接收与传输；51单片机开发板用于测试软件；直流稳压电源在测试期间为各待测系统供电；秒表用于产品测试，按照任务书的基本要求对制成的电动车进行产品测试。测试数据及测试结果分析：⑴计时精度分析计时系统采用了新型显示芯片。理论上的误差不到5秒/年。⑵测距精度分析测速系统采用了电机轴光电码盘检测技术。电机轴与车轮轴之间采用了齿轮箱二级减速，变比1/16。车轮周长200mm,光电码盘与电机轴安装在一起，好文档，供参考12/59电机轴每一转产生2个脉冲，车轮每转产生32个脉冲，理论测量精度可达200mm/32=⑶定位精度分析本设计采用实际测量与软件补偿技术，理论上可使定位精度提高到误差（4）红外传感器里障碍物最近距离约为20mm，符合要求参考文献基于SPI的CAN总线控制器与MCS-51单片机的接口设计[J]；《电子设计应用》；2010年01期基于8051单片机的多功能汽车开车控制器[J]；《自动化与仪器仪表》；2010年01期存贮式井下数据采集系统的设计[A]；中国地球物理学会年刊——《中国地球物理学会第十五届年会论文集》[C]；1999年用CMOS芯片取代CCD器件[N]；《中国电子报》；2000年；基于ARM的嵌入式电火花加工图形界面系统研究[D]；《东华大学》；2010年；;基于单片机的智能型金属探测器的设计[J]；内蒙古大学学报（自然科学版）；2006年02期基于AT89C51单片机的脉象信号采集系统研究[D]；东北师范大学；2007年好文档，供参考13/59AT89S52单片机和nRF903芯片在RFID系统中的应用[A]；2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C]；2006年智能小车实验报告2课程设计报告（嵌入式