TOP16【毕业设计】智能小车硬件系统设计.doc文档免费在线阅读

方案二采用继电器控制电机。

采用继电器对电机的开或关进行控制。

通过开关的切换对小车的速度进行调整此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。

方案三采用型脉冲宽度调制全桥式驱动电路。

通过脉宽调制的方法，实现对小车速度的控制。

这种调速方式有调速特性优良调整平滑调速范围广过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的快速启动制动和反转等优点，是种广泛采用的调速技术。

型全桥式电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制。

这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转正转制动反转反转制动。

为了电路设计简单，采用电机专用驱动芯片，其驱动电流大，瞬时电流最高可达，为电机驱动专门设计，工作稳定可靠。

完全满足设计要求。

综合三种方显示足够，因此，本设计采用数码管显示。

电动机驱动模块方案比较方案使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

线性型驱动的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大仪表医疗仪器分析仪器及低功耗便携式仪器中，已成为种占主导地位的显示器件。

数码显示价格便宜，在课程设计中用到的比较多，比较熟悉，设计要求中数码管只用来显示铁片个数，用位数码力强，体积小，廉价的特点，且有良好的人机界面，直观，显示效果漂亮。

目前已广泛应用在各种显示领域。

另外，在大小和形状上更加灵活，接口简单，不但可以显示数字字符，而且可以显示汉字和图形，因此在袖珍求。

其优点是价格便宜，寿命长。

缺点是只能显示的数字和些简单的字符，电路设计繁锁，且占用空间。

方案二采用液晶显示器。

广泛应用于微型计算机控制系统中。

与相比，它具有功耗低，抗干扰能因此在自动化技术中得到了广泛的应用。

综合考虑到上述方案的优缺点，本设计采用光敏电阻组成的光控开关电路。

显示模块方案比较方案采用数码管显示。

在系统中要用到多只数码管进行动态显示即可达到要电流很小。

当光敏电阻受到定波长范围的光照时，它的阻值亮电阻急剧减少，因此电路中电流迅速增加。

光敏电阻具有很高的灵敏度很好的光谱特性，光谱响应从紫外区直到红外区，而且体积小重量轻性能稳定，控开关电路。

利用光敏电阻阻值随光强弱变化的特性组成光控开关电路，检测光源。

光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光电管，它是基于半导体内光电效应工作的。

当无光照射时，光敏电阻值暗电阻很大，电路中开，在寻找光源时根据每个定位器接收到的光线强弱有无得出光源的方位。

该方案若采用方向性较强的光敏二极管作为光源定位器，要么是需要很多的器件，要么是难以检测到光源的方向。

方案二利用由光敏电阻组成的光工业国防生物医学等方面。

智能电动小车应以准确智能见优，因此采用超声波传感器探测障碍物。

寻找光源模块方案比较方案采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器。

若干定位器在水平面上按不同角度展向传播等特点。

超声波对液体固体的穿透本领很大，尤其是在光线不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射，形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

因此超声波检测广泛应用在控制小车准确地绕过障碍物，而且避免因小车自然转弯而导致的盲目方向控制。

这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性。

同时，超声波传感器具有频率高波长短绕射现象小，特别是方向性好能够成为射线而定杂，不符合该设计的要求。

方案二采用超声波传感器探测障碍物。

超声波传感器安装于小车前端，在规定的检测距离内，当探测到障碍物时，超声波传感器给出脉冲信号至单片机，单片机检测到该信号后，调整小车的方向，以碍物的判断失误范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向。

根据上述要求，提出以下方案。

方案采用激光传感器探测障碍物。

该传感器能非常准确地测出障碍物的存在，但价格高，处理复线光电传感器。

避障模块方案比较考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物后，可寻找到最佳的位置和方向。

否则，如果范围太大，则可能产生对障外面可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行隔离。

红外线光电传感器的特点是尺寸小使用方便工作状态受温度影响小。

它的外围电路简单。

因此本方案易于实现，也比较可靠。

所以本设计采用反射式红外生漫反射，反射光被装在电动小车上的接收管接收如果遇到黑线则红外光被吸收，电动小车上的接收管接收不到红外光。

单片机根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置，从而控制小车的行走路线。

采用红外线发射不能够稳定的工作。

方案三采用反射式红外线光电传感器。

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时发生，不能够稳定的工作。

方案三采用反射式红外线光电传感器。

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时发生漫反射，反射光被装在电动小车上的接收管接收如果遇到黑线则红外光被吸收，电动小车上的接收管接收不到红外光。

单片机根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置，从而控制小车的行走路线。

采用红外线发射，外面可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行隔离。

红外线光电传感器的特点是尺寸小使用方便工作状态受温度影响小。

它的外围电路简单。

因此本方案易于实现，也比较可靠。

所以本设计采用反射式红外线光电传感器。

避障模块方案比较考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物后，可寻找到最佳的位置和方向。

否则，如果范围太大，则可能产生对障碍物的判断失误范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向。

根据上述要求，提出以下方案。

方案采用激光传感器探测障碍物。

该传感器能非常准确地测出障碍物的存在，但价格高，处理复杂，不符合该设计的要求。

方案二采用超声波传感器探测障碍物。

超声波传感器安装于小车前端，在规定的检测距离内，当探测到障碍物时，超声波传感器给出脉冲信号至单片机，单片机检测到该信号后，调整小车的方向，以控制小车准确地绕过障碍物，而且避免因小车自然转弯而导致的盲目方向控制。

这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性。

同时，超声波传感器具有频率高波长短绕射现象小，特别是方向性好能够成为射线而定向传播等特点。

超声波对液体固体的穿透本领很大，尤其是在光线不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射，形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

因此超声波检测广泛应用在工业国防生物医学等方面。

智能电动小车应以准确智能见优，因此采用超声波传感器探测障碍物。

寻找光源模块方案比较方案采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器。

若干定位器在水平面上按不同角度展开，在寻找光源时根据每个定位器接收到的光线强弱有无得出光源的方位。

该方案若采用方向性较强的光敏二极管作为光源定位器，要么是需要很多的器件，要么是难以检测到光源的方向。

方案二利用由光敏电阻组成的光控开关电路。

利用光敏电阻阻值随光强弱变化的特性组成光控开关电路，检测光源。

光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光电管，它是基于半导体内光电效应工作的。

当无光照射时，光敏电阻值暗电阻很大，电路中电流很小。

当光敏电阻受到定波长范围的光照时，它的阻值亮电阻急剧减少，因此电路中电流迅速增加。

光敏电阻具有很高的灵敏度很好的光谱特性，光谱响应从紫外区直到红外区，而且体积小重量轻性能稳定，因此在自动化技术中得到了广泛的应用。

综合考虑到上述方案的优缺点，本设计采用光敏电阻组成的光控开关电路。

显示模块方案比较方案采用数码管显示。

在系统中要用到多只数码管进行动态显示即可达到要求。

其优点是价格便宜，寿命长。

缺点是只能显示的数字和些简单的字符，电路设计繁锁，且占用空间。

方案二采用液晶显示器。

广泛应用于微型计算机控制系统中。

与相比，它具有功耗低，抗干扰能力强，体积小，廉价的特点，且有良好的人机界面，直观，显示效果漂亮。

目前已广泛应用在各种显示领域。

另外，在大小和形状上更加灵活，接口简单，不但可以显示数字字符，而且可以显示汉字和图形，因此在袖珍仪表医疗仪器分析仪器及低功耗便携式仪器中，已成为种占主导地位的显示器件。

数码显示价格便宜，在课程设计中用到的比较多，比较熟悉，设计要求中数码管只用来显示铁片个数，用位数码显示足够，因此，本设计采用数码管显示。

电动机驱动模块方案比较方案使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

线性型驱动的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大转距运行时，通过电阻的电流大，发热厉害，损耗大，对于小车的长时间运行不利。

方案二采用继电器控制电机。

采用继电器对电机的开或关进行控制。

通过开关的切换对小车的速度进行调整此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。

方案三采用型脉冲宽度调制全桥式驱动电路。

通过脉宽调制的方法，实现对小车速度的控制。

这种调速方式有调速特性优良调整平滑调速范围广过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的快速启动制动和反转等优点，是种广泛采用的调速技术。

型全桥式电路保证了可