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基于单片机的车模无线运动控制系统设计与实现(最终版) 基于单片机的车模无线运动控制系统设计与实现(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:27

《基于单片机的车模无线运动控制系统设计与实现(最终版)》修改意见稿

1、“.....控件属性介绍由于控件属性很多,在此仅介绍与实现串口通讯密切相关的核心属性。设置通讯所占用的串口号。如设成默认值,表示对进行操作对串口通讯的相关参数。包括串口通讯的比特率,奇偶校验,数据位长度停止位等。其默认值是表示串口比特率是,不作奇偶校验,位数据位,个停止位设置串口状态,值为时打开串口,值为时关闭串口从输入寄存器读取数据,返回值为从串口读取的数据内容,同时输入寄存器将被清空发送数据到输出寄存器设置输入寄存器所存储的字符数,当将其值设为时,则输入寄存器将被清空设置从输入寄存器中读取数据的形式。若值为,则表示以文本形式读取值为,则表示以二进制形式读取设置输出寄存器所存储的字符数,当将其值设为时,则输出寄存器将被清空。上位机软件功能介绍本系统设计上位机软件具有界面直观,操作方便等特点。支持波特率,位数据位和个停止位,没有校验位的串口通信方式......”

2、“.....实际操作时只需点击相关的按钮,即可以驱动小车执行相关动作。上位机软件控制控制界面如图所示。图上位机控制界面在本设计中,小车的动作主要分为前进加速前进减速后退左转右转停止这五大指令,具体的指令如表。表系统指令表命令数据命令类型命令数据命令类型前进加速左转前进减速右转停止右转左转右转左转右转左转右转左转后退车模无线运动主控制程序设计上位机指令发射部分在整个控制系统中,上位机控制系统的主要功能是发送指令数据控制电机驱动工作,从而达到控制小车运动的目的。在上位机控制界面中,通过鼠标点击按钮,单片机采用串口通信方式接收上位机软件发送的指令。系统正常工作时,等待鼠标点击按钮,点击后通过转串口模块把相对应的指令数据传送到单片机,并通过无线发射模块编码,发送对应的指令数据,从而实现无线遥控功能。上位机指令发射部分流程图如所示......”

3、“.....根据该指令控制电机运转,从而实现小车的上位机控制。整个主控制部分程序设计主要由无线接收子程序和电机控制子程序构成。无线接收子程序主要用来接收上位机发送过来的控制指令,电机控制子程序主要是根据上位机发送过来的控制指令,驱动具体的电机运动,实现前进后退左转角度右转角度四档加减速等动作。程序流程如图所示。开始初始化单片机串口接收指令返回等待无线发送等待上位机指令鼠标点击上位机发送指令开始初始化等待接收指令左转角度前进后退右转角度返回减速加速停止图车模无线接收部分当无线模块接收到指令,的管脚置为高电平常为低电平,通过外部中断检测管脚的上升沿变化,然后利用单片机口读出指令信息,最后驱动电机执行指令。在小车前进的时候,分为四档加减速,每接收个加速或减速指令,小车就变换个档位,实现前进的加减速控制......”

4、“.....为了确保小车的直线行走,固定左车轮的信号,通过调整右轮子电机的信号,实现左右轮子速度的基本致。程序流程图所示。开始初始化前进后退测速返回大于小于图直线行走流程图考虑到用户的要求,小车向左转和向右转分别都有个角度的转向,分别是。小车的转弯会有个转弯半径,转弯半径的大小决定了小车的转弯快慢。转弯半径越大,小车转动就会越慢转弯半径越小,小车转动就会越快。本论文研究的小车是两轮独立驱动的小车,它可以实现原地转,这比汽车的两轮驱动更有优势方向盘驱动两个连在条轴上的两轮。两轮独立驱动的小车可以更加灵活地转向,它可以走出正方形的轨迹甚至原地掉头。如图是小车的左转弯算法示意图。图中是小车的左右轮之间的距离即轮距,是小车前进的速度,左是小车左轮速度,右是右轮速度,是转弯半径,是小车转弯的角速度。为了下面公式编辑,用所代表左,用代表右......”

5、“.....方向相反,小车将原地打转,由公式和可以推导出当转弯半径不等于时由上两式可以推导出式中代表左代表右转弯时单位时间内左轮霍尔传感器的计数值转弯时单位时间内右轮霍尔传感器的计数值图小车左转弯算法示意图由公式和可以看出,转弯半径不为时右轮与左轮的霍尔传感器计数值之差与小车角速度成正比。转弯半径为时左轮或右轮霍尔传感器计数值与角速度成正比。在程序设计时,小车转弯有两种状态,种是不为前进状态下的转弯,种是为非前进状态的转弯。所以在程序设计的过程,前进状态下的转弯只需根据所转角度大小检测两霍尔传感器计数之差即可,非前进状态下的转弯只需根据所转角度大小检测左轮或右轮霍尔传感器计数值是否为前进状态相同转角的二分之即可。从而根据所得结果结合具体实际调试可以让小车多角度转弯。下面图给出了左转角度的程序流程图......”

6、“.....响应外部中断停止返回响应外部中断响应外部中断响应外部中断图左转角度流程图在小车左转的过程中,判断小车当前是否处于前进状态,当处于前进状态时,分别给比较寄存器和赋值,让小车的右轮速度大于左轮的速度,实现差速转弯。当时,小车继续前进。当处于不是前进状态时,分别给比较寄存器和赋值,让小车的左右轮子速度基本样,左右轮子反向转,附录车模无线运动控制图接收部分转串口部分附录车模无线运动控制实物图减速电机接收天线工作指示灯电池主控制模块无线接收模块万向轮霍尔传感器测速附录车模无线运动主控制程序前进加速,后退减速右电机左电机,右电机左电机,右电机左电机,右电机左电机转左右电机左电机右电机左电机外部中断,用于读无线接收模块信号前进加速......”

7、“.....时,小车停止动作。左右轮子反向转的时候,左轮或右轮所转的角度是左右轮子正转的二分之,即。本章小结本章完成了车模无线运动控制的软件设计部分,从机软件部分无线发射部分到无线接收部分进行研究与分析,使软件程序更好地配合硬件,从而很好地完成运动控制设计。总结步入二十世纪后,由于生产管理自动化的不断扩大和深入,加上电子技术和微控制器的快速发展,使之朝着综合化,数字化,模块化,微型化和多功能化的方向发展。而本设计的开发研究正是在面向应用市场的基础上,结合了单片机技术通信遥控运动控制等多种电力电子技术而成的成果,从而实现了数字化智能化的控制,是综合应用各科先进技术的结果。本论文从无线遥控智能小车研究背景入手,在综述了国内外智能小车的相关技术发展的基础上,针对智能小车的实际发展需求,提出了种基于单片机的车模无线运动控制的设计与实现的总体方案......”

8、“.....整个设计系统中主要包含电源模块无线收发模块速度测量模块电机驱动控制模块和转串口模块等部分。微处理器部分采用高性能低功效的位单片机,让硬件的抗干扰能力更强,处理数据更加效率。在程序设计时,使用简洁易懂的语言来编写全部的驱动程序,能面向对象并较好地发挥硬件的特性,得到比较理想的效果。基于电路的原理,分块设计相应功能的子程序,在仿真软件上调试,最后整理组合成个完整的程序。本设计完成了基于单片机的车模无线运动控制系统设计与实现。完成了各项技术指标,但时间和实验条件的限制,诸多功能的完善还需要进步的研究和开发,特别是还需要努力提高软件的效率硬件系统的稳定性进步降低系统功耗等。参考文献任富民新型控制在发电机励磁设备巾的应用广西电力匡忠辉,任富民单片机原理及应用北京机械工业出版社,孙利民,李建中......”

9、“.....杨立民单片机技术及应用西安西安电子科技大学出版社,蔡自兴机器人学北京机械工业出版社,夏华,张浩,吴启迪等种通用嵌入式红外数据传输及遥控技术的实现方案及的设想计算机工程,黄志伟全国大学生电子设计竞赛系统设计北京北京航空航天大学出版社,美西格沃特,诺巴克什著李人厚译自主移动机器人导论西安西安交通大学出版社,王晓明电动机的单片机控制北京北京航空航天大学出版社,徐国华,谭民移动机器人的发展现状及其趋势机器人技术与应用王耀南机器人智能控制工程科学出版社,邹小兵移动机器人原型的控制系统设计与环境建模研究长沙中南大学,电子学习网站致谢本论文的研究和撰写工作是在导师王洪涛讲师的悉心指导下完成的。在学习科研生活中王老师给了我很多的关心和帮助。王老师的渊博知识和实事求是的严谨科研精神,让我受益匪浅。在人生道路上给了我很多教诲和启示,这将让我终身受益。在此......”

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