毕业论文：智能电动小车设计论文09.doc文档24页全文免费阅读

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，尤其是线的位置，从而控制小车的行走路线。

将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，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在小车行驶过程中不断地向红外探测法，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。

部分内容简介变化。

将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，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。

综合三种方案的优缺点，选择型脉冲宽度调制全桥式驱动电路。

系统的硬件电路设计单片机号送给单片机，使单片机该根据信号控制小车转向，从而实现避开障碍物的目的。

检测光源电路设计利用光敏电阻高灵敏感光特性，在小车车头两端对称安装两个光敏电阻，在小车不正对光源行驶的时候，两个电阻的阻值不同，所以输出的电压不同，输出电压通过电压比较器比较，输出高低电平控制小车前进。

集成块内部装有四个的电压比较器，该电压比较器的特点是失调电压小，典型值为电源电压范围宽，单电源为，双电源电压为对比较信号源的内阻限制较宽共模范围很大，为差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压输出端电位可灵活方便地选用。

集成块采用型封装，图为外型及管脚排列图。

由于使用灵活，应用广泛，所以世界上各大生产厂公司竟相推出自己的四比较器，如等，它们的参数基本致，可互换使用。

图外型及管脚排列图类似于增益不可调的运算放大器。

每个比较器有两个输入端和个输出端。

两个输入端个称为同相输入端，用表示，另个称为反相输入端，用表示。

用作比较两个电压时，任意个输入端加个固定电压做参考电压也称为门限电平，它可选择输入共模范围的任何点，另端加个待比较的信号电压。

当端电压高于端时，输出管截止，相当于输出端开路。

当端电压高于端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。

两个输入端电压差别大于就能确保输出能从种状态可靠地转换到另种状态，因此，把用在弱信号检测等场合是比较理想的。

的输出端相当于只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源般须接只电阻称为上拉电阻，选。

选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。

因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。

另外，各比较器的输出端允许连接在起使用。

图单限比较器电路图寻灯光进入车库电路显示电路设计采用组成码同步十进制计数器，对单片机输出的脉冲信号下降沿进行计数。

为满足下降沿计数的要求，需将的端接地，计数脉冲信号接输入端。

因内含两个相同的计数器，可将第级的输出接第二级的端，构成两级串行计数，实现的计数显示。

的第脚为清零端，通过电阻接地为零电平，与电容起实现开机清零作用。

译码电路采用分别组成段译码器，驱动数码显示器。

电阻为限流电阻。

设计要求显示电路显示铁片的数目，只需位显示就足够了所以电路图如下图显示电路电动机驱动电路设计直流电机驱动电路使用最广泛的就是型全桥式驱动电路。

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。

它的基本原理图如图所示。

图型全桥式驱动电路全桥式驱动电路的只开关管都工作在斩波状态，为组，为另组，两组的状态互补，组导通则另组必须关断。

当导通时，关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动当导通时，关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。

当全部导通时，电机处于刹车状态。

当全部关断时，电机将自由滑行。

其工作状态表如表所示。

状态正转反转刹车滑行表电机工作状态表在本设计中用到电机驱动芯片。

输出脉冲信号经双桥功率驱动电路后接至电机，控制小车运动。

如图所示。