基于51单片机智能小车的演示报告

随着科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，也广泛应用于机器人玩具制作领域，使智能机器人越来越多样化。智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械，电子，传感器，计算机硬件，软件，人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。二随着社会的不断发展，智能设备的不断出现，无线遥控器由于控制距离远，抗干扰性强，已越来越多的出现在生活的各个方面。本文使用了一款通用的无线遥控电路，基于ST89C52作为控制核心，采用专用编码电路，由于其体积小，功能强大，由此可非常方便的控制遥控机器人，遥控小车等，并进行远距离控制。早期，遥控小车并不少见，但大多产品制造简单，实现的功能少，往往只有一些简单的功能。遥控小车的使用者针对的是小孩子，但笨重的设备和昂贵的价格往往让小孩子的甜美梦想落空。在现在，用单片机进行遥控小车方案，急用较少的外设实现基本的功能。其较强的抗干扰性使得该遥控器具有较好的通用行，其功能也日趋完善。基于51单片机智能小车的演示报告小组人员：刘威，林楷鹏，张望其指导老师：方惠清目录231小车主要功能介绍小车整体方案设计小车主要相关模块介绍结语4LOGOINSERTLOGO小车主要功能介绍蓝牙遥控功能基于蓝牙模块及相关APP的配合使用，使小车能在一定范围内进行隔空遥控功能红外避障功能自动循迹功能采用反射型红外光电传感器完成多种实际情况下的沿路循迹功能利用单片机，红外实现避障具有可以自动调整，控制方向行进的功能整体方案设计.利用红外线传感器发射和接收信号模块来控制单片机，让单片机翻译传输指令，从而实现相应的功能。具体的过程如下：四路红外传感器，每一路发射一个信号，检测接收到的信号，若出现高电平，则说明该方向前方有障碍物，则单片机控制电机正转和反转，从而实现绕开障碍物继续前行。同时还增加一个无线发射和无线接收模块控制单片机，让单片机翻译传输指令，从而实现相应的功能。无线发射模块发出指令，无线接收模块接收信号后，传递给单片机，单片机翻译接收到信号后，传输给驱动电路驱动电机旋转，从而实现让小车的前进、后退、左转和右转整体方案设计的思路LOGOINSERTLOGOTEXT整体方案的流程图基于单片机ST89C52整体设计的智能小车，根据原来设计的思路上画出了相对应的流程路，由于是整体结构图，就只是画出了大致的结构流程，而细节将在后面做出介绍。图1整体方案流程图小车主要相关模块介绍电机模块的选择方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统。经综合比较考虑，我们放弃了此方案。方案2：直流电机：直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节，可以采用改变电压的方法，也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。基于以上分析，我们选择了方案二，使用直流电机作为电动车的驱动电机。电机驱动模块的核心是电机的驱动芯片及电机，电机选择了直流电机，这样可以方便控制，而电机的驱动芯片L.298可以同时控制两个直流电机，其中芯片中连接单片机的5弓|脚和7引脚用于控制直流电机1，而芯片中的10引脚和12引脚用于控制直流电机2.电机1接的是小车的左轮，电机2接的是小车的右轮，当两个电机一起正向转动时,小车前进;当两个电机--起反向转动时,小车后退;当电机1正转,电机2反转时，小车右转;当电机1反转,电机2正转时，小车左转。由于无线模块只能控制锁存的4条线路,不能将功能都进行有效控制，只能控制前进和后退，所以额外采用按键来控制左转和右转。直流电机驱动模块LOGOINSERTLOGO图二直流电机驱动模块的流程图用红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板是发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则被红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光伟依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外循迹模块LOGOINSERTLOGO图三红外模块原理图HC-05蓝牙无线通信模块有两种工作方式，一个是命令响应工作模式，另--个是自动连接工作模式。在命令响应工作模式下，使用者通过向模块发送AT工作指令来对模块的控制参数进行设定和下达控制指令。而在自动连接工作模式下，模块又有三种工作模式，分别为主机(Master)、从机(Slave)和回环(Loopback)三种工作模式，选定工作模式后,模块就自动按照提前设定好的方式进行数据传输。通过调节模块外部弓|脚的输入电平来动态转换模块的工作状态。图四HC-05蓝牙模块实物图蓝牙遥控模块PWM脉冲控制模块所谓PWM就是脉宽调制器,通过调制器给电机提供一个具有一定频率的脉冲宽度可调的脉冲电。脉冲宽度越大即占空比越大，提供给电机的平均电压越大，电机转速就高。反之脉冲宽度越小,则占空比越越小。提供给电机的平均电压越小，电机转速就低。PWM不管是高电平还是低电平时电机都是转动的，电机的转速取决于平均电压。结语•根据本次设计要求，我们认真分析了设计课题的需求，还系统学习了51系列单片机的工作原理及其使用方法，并独自设计智能小车的整个项目。虽然条件艰苦，但经过不懈钻研和努力,购买到了所有所需的元器件，并系统的进行了多项试验,最终做出了整个小车的硬件系统,然后结合课题任务和小车硬件进行了程序的编制，本系统能够基本满足设计要求，能够较快较平稳的是小车沿引导线行驶,但由于经验能力有限，该系统还存在着许多不尽人意的地方有待于进一步的完善与改进。•通过本次课题设计，不仅是对我们课本所学知识的考查，更是对我的自学能力和收集资料能力以及动手能力的考验。本次毕业设计使我们对一个项目的整体设计有了初步认识，还认识了几种传感器。本次毕业设计使我们意识到了实验的重要性，在硬件制作和软件调试的过程中，出现了很多问题，最终都是通过实验的方法来解决的。还有以前对程序只是一个模糊的概念，通过这次的课题设计使我们对程序有了一个全新的认识，并能使相关软件熟练地进行编程。通过本次课题设计，极大地锻炼了我们的思考和分析问题的能力，并对单片机有了一个更深的认识。THANKYOU