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智能小车实习报告由STC单片机控制
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更新于2023-05-26
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这是我的实习报告,很有意思,我想的没做成,倒反让老师买了一个圆梦小车的模型跟着练,不过也学着点东西,唉,我的大学生活,它是其于STC12C5410AD的小车,能直线和寻迹,
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一、任务
设计并制作一个简易智能电动车,其行驶路线示意图如下:
二、要求
1、基本要求
(1)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引导线到达 B 点。在“直道区”铺
设的白纸下沿引导线埋有 1~3 块宽度为 15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄
铁片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数
目。
(2)电动车到达 B 点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达 C 点(也可脱离圆弧引导线到
达 C 点)。C 点下埋有边长为 15cm 的正方形薄铁片,要求电动车到达 C 点检测到
薄铁片后在 C 点处停车 5 秒,停车期间发出断续的声光信息。
(3)电动车在光源的引导下,通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障
碍物之间通过且不得与其接触。
(4)电动车完成上述任务后应立即停车,但全程行驶时间不能大于 90 秒,行驶时间达到
90 秒时必须立即自动停车。
2、发挥部分
(1)电动车在“直道区”行驶过程中,存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑线间的距离。
(2)电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车的车身完全进入车
库。
(3)停车后,能准确显示电动车全程行驶时间。
(4)其它。
四、说明
1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为 0.5~1.0mm。
2、跑道边线宽度 5cm,引导线宽度 2cm,可以涂墨或粘黑色胶带。示意图中的虚线和尺
寸标注线不要绘制在白纸上。
3、障碍物 1、2 可由包有白纸的砖组成,其长、宽、高约为 50cm 12cm 6cm,两个障
1
障
碍
物
1
障
碍
物
2
1m
1m 2m
R=0.8m
C
B
5cm
起跑线
1.2m
2.3m
0.4m
5cm
5cm
2cm
5cm
5cm
2cm
停车区
0.4m
12cm
光源
1.45m
0.4m
0.3m
直道区
弯道区
2m
O
50cm
障 碍 区
引导线
车库
0.2m
0.4m
15cm
12.5cm
12.5cm
5cm

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碍物分别放置在障碍区两侧的任意位置。
4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,其外围尺寸(含车体上附加装置)的
限制为:长度≤35cm,宽度≤15cm。
5、光源采用 200W 白炽灯,白炽灯泡底部距地面 20cm,其位置如图所示。
6、要求在电动车顶部明显标出电动车的中心点位置,即横向与纵向两条中心线的交点。
五 实验过程
根据实验要求我们组进行了一系列的分析,其分析结果如下:
小车正面视觉图形。
图 4
设计分为模块:前轮 PWM 驱动步进电机控制小车方向模块,后轮 PWM 驱动小车前进速度模块,金属
探测模块,轨迹探测模块,光源探测模块,探障模块,路程计算模块。
前轮 PWM 驱动步进电机控制小车方向模块:
在前轮方向控制上,我建议使用步进小车控制小车的方向,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移
或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和
脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。由于不知道具
体使用哪类步进电机,所以我现在还不能给出具体建议,但是我们在拿到步进电机时候,得首先弄明
白电机的各类技术参数,例如,步距角等等。
后轮 PWM 驱动直流电机控制小车速度模块
PWM:脉宽调制,所谓脉宽调制就是调节一个信号高电平所占用整个信号周的时间长度即为占
1
前
后
寻迹光电开关
金属探测器
测障光电开关
1
转向灯
车体中心
光敏电阻
蜂鸣器
跳 绚 霓
虹灯
光距探测
0
测障 光电 开
关 2

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空比的调节
调节信号的占空比可以起到调节电压的效果,例如,如果一个信号的占空比为 1 它所输出的电压
为 5V,那么这个信号的占空比为 0。5 时,它的输出电压为 2。5V,通过输出不同的电压来调节小车
的行动速度。
电机的速度稳定性的调节:在相同电压下,如果小车的负载不同,它会影响到电机的转速从而影响到小
车的速度,由于我们做的是消防车,出车的时候为满负载,回车的时候为空负载,这会大大影响到小车
的速度,使得我们在进行转弯时冲出轨道太远,从而导致小车无法回到轨道或者大大的浪费时间。(但
是我们做的小车并没有带水和其它东西,所以这个只做为我们的发挥部分,如果不做也就算了,就当是
知识面的扩展吧。)
查书我发现两种方法来控制电机转速稳定性:
(1) 基于比例电流控制的转速稳定性控制
电动机输入电流的大小取决负载转矩的大小,而电动机的转速则在很大程度上取决于电枢电阻压降的变
化,比例电流控制就是对电动机内电枢电阻压降进行补偿,来实现转达速稳定的一种控制方法。
(2) 实现转速成稳定性的控制的直流伺服控制。(这个太复杂,也很精确,有兴趣的同学可以自己去
找资料看看。)。
电机的正反转控制。
电路图如下所示
当输入 INT2 INT1 为 00 时,Q6 不通,Q3 导通,A1 为高电平,同理,A2 也为高电平。当输入为 10 时,
Q6 通,导到 Q3 导通则 A1 为低电平,同上 A2 为高电平,使电机正转动,当输入为 01 时,则 Q6 通,导
致 Q3 不通,则 A1 为高,同理 A2 为低,电机反转,。
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