基于 mcs-51 单片机的智能小车控制器设计与实现,引领玩具市场新趋势

6、片机为核心,单片机将从采集到的信息进行判断后,按照预定的算法处理,把处理的结果送交电机驱动和液晶显示模块,使之做出相应的动作。图一、系统框图软件编程是循迹小车的灵魂,小车精确地循迹基于合理的编程算法,为了便于调试结构明朗,小车的软件编程分为主函数、检测循迹函数和控制函数。

2、7个玩具都装有电子元件。从这些数字中我们可以看出高科技电子互动玩具已经成为了玩家行业发展的主流。如今知识工程、计算机科学、机电一体化、工业一体化等许多领域都在探讨智能系统,人们要求系统越来越智能化。显然传统的控制理念已经不能满足人们的需求,而智能控制正是与这些传统的控制有机的结合起来,取长补短,提高整体优势,更好地满足人们的需求。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的飞速发展,智能控制必将迎来一个崭新的发展时代。计算机控制与电子技术的融合,为电子设备的智能化开辟了广阔的前景。因此,遥控加智能的技术研究与应用是非常有意义的,具有很高的市场价值。我国从1982年开始使用单片机,短短五年时间就发展得极其迅速。

3、速度快。目前世界各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,​​从八位、十六位到32位,但各有特色,相辅相成。2003年7月,91student.con在上海、广州、北京等主要城市做过专业人才需求报告,但人才需求量居世界第一。后PC时代,单片机的应用获得了前所未有的发展,但对处理器的综合性能要求也越来越高。纵观单片机的发展,以应用需求为目标,市场越来越细化,充分凸显用“单片机”解决问题的特色,不像很多年前以MCS51/96等处理器为中心,再扩充各种接口,形成各种应用系统。 单片机系统作为嵌入式系统的一部分,主要集中在中低端应用领域(嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器组成)。在这些

4、在应用上,也出现了一些新的需求。由于单片机具有体积小、功耗低两大基本特点,在通讯、家电、工控、仪器仪表、汽车等产品中随处可见单片机的身影。随着集成电路技术的进步,单片机技术近几年也得到了迅速的发展。这种发展可以分为两个方面:1、一方面,在硬件方面,单片机内部集成了越来越多的功能部件,如A/D、D/A、PWM、看门狗、LCD驱动、串口、大容量闪存等;另一方面,在开发手段方面,由汇编语言过渡到高级C语言,计算机仿真调试、IAP、ISP技术等,大大缩短了单片机的开发周期,为各类产品的更新、软件升级提供了可靠的技术保障。在设计单片机应用系统时,由于历史的原因,我国至今仍采用8051系列的单片机。

5.主要内容。智能小车又称轮式机器人,是基于汽车电子的科技创意设计,涵盖了控制、模式识别、传感器技术、电子、电气、计算机、力学等多门科学。一般由路径识别、速度采集、角度控制、车速控制等模块组成。一般来说,智能小车系统要求小车在白场上,通过控制小车的转向角度和速度,使小车沿着任意给定的黑条引导线自动行驶。本设计主要由以下几个模块组成:1.信息采集模块:信息采集部分由光电检测和运算放大模块组成,光电检测有循迹检测和测速检测两部分,检测到的信号经预算放大模块lm324放大整形后送入单片机处理,核心部分是若干个光电传感器。2.控制处理模块:控制处理模块是单片机stc89c52

6、单片机是核心,单片机将对采集到的信息进行判断,按照预定的算法进行处理,并将处理结果发送给电机驱动及液晶显示模块,做出相应的动作。3、执行模块:执行模块由液晶显示屏、电机驱动及电机、蜂鸣器三部分组成。液晶屏主要实时显示单片机处理的结果,方便用户及时了解系统当前的状态。电机驱动器根据单片机的指令操作两个电机,使它们根据需要进行加速、减速、转弯、停止等动作,达到预期的目的。蜂鸣器主要根据要求在特定位置做出反应,报告位置。在设计上,采用两个传感器来检测路况,传感器的信号比较弱,采用放大器进行比较放大,其信号输入到控制器中。受控端采用步进电机,因为步进电机是

7、对于电脉冲控制,从控制器输出固定的控制字即可满足步进电机的工作。另外,步进电机的工作需要驱动电路,因此必须在电路中增加驱动电路。各功能模块对电源电流的要求不同,电源部分设置转换电路,以满足各部分的需求。元器件比较、选择好后,设计电路原理图和电路板,做好硬件调试。系统往往是一个软件和硬件相结合的有机整体。在软件方面,利用51单片机的定时器中断来控制路面检测间隔和小车的运动和速度。由于电路比较简单,所以程序设计采用比较传统的汇编语言。为了程序设计的正确性,采用比较常用的keil c51仿真软件进行仿真验证。最后进行软硬件的综合调试,证明本设计的正确性和可行性。智能车是智能汽车的研究开发项目。

8.一个研究分支。它利用车轮作为移动机构,可以实现自主行驶,所以我们称之为智能车。智能车具备机器人的基本特征,易于编程。它与遥控车的区别在于后者需要操作者控制其转向、启停、前进后退,较先进的遥控车还可以控制其速度(普通模型车属于此类遥控车);而智能车则可以利用计算机编程实现对汽车启停、行驶方向和速度的控制,无需人工干预。操作者可以通过修改智能车的计算机程序或某些数据来改变智能车的行驶方式。这种通过编程控制和改变汽车行驶方式的能力是智能车的最大特点。研究智能车控制系统的目的是使汽车的行驶更加自主。如果随意给汽车一条无障碍路径,通过这个系统,汽车可以

9、系统处理完路径图形后得到数据(位移和转弯角度),并根据位移和转弯角度信息,沿预定路径移动。整个硬件系统可分为控制部分模块、黑线轨迹检测模块、金属检测模块、障碍物检测模块、光源检测模块、直流电机驱动模块、车灯显示模块、数码显示模块等。如图1所示。首先小车通过传感器检测黑线轨迹,进行直线行驶。在行走过程中,通过金属传感器检测金属的数量和小车起点到金属中点的距离,并通过数码管显示出来;当小车行驶到直线终点时,小车前部的两个传感器会同时检测到一条黑线,此时小车开始转弯180度,在转弯方案的选择上,我们采用电机最大角度驱动小车转弯180度;当小车转弯完毕后,会检测到一块金属,此时

10、小车开始寻找光源,直线行驶,当遇到前方障碍物时,小车向后退,然后利用光敏电阻调整小车位置寻找光源,继续向前行驶,小车完成整个行驶过程,直到碰到光源。 图1.系统框图 软件编程是循迹小车的灵魂,小车的精准循迹,建立在合理的编程算法基础之上。为了方便调试,使结构清晰,小车的软件编程分为主函数、检测循迹函数和控制函数。其中,主函数合理分配和调用各模块函数,主要负责模块间的整体协调。循迹检测函数负责稳定地确定各种信息,并返回信息值,以便主函数或其他函数调用处理。控制函数主要负责小车的状态控制,根据传感器返回的信息准确确定小车的位置,并做出相应的响应。控制函数包含各种算法来实现

11、系统控制的稳定性。由于控制的数学模型不容易建立,所有的函数算法都是经过无数次调试后一步步写出来的,用单片机实现小车的智能控制,这个看似不需要技术的工作其实需要很大的耐心和精力。这几天的文献综述对我的意义,不仅仅是学习了前辈们的知识,更是把理论知识与实践相结合,对不同的方案进行论证,提出自己的观点和看法,提高了我们的实际动手能力和独立思考能力。这其中最重要的是团队合作,有相似题目或者相同部分的同学可以分工合作,这样可以大大提高效率。虽然前期准备了很多材料,但是我不擅长总结,觉得讨论有点简单,文献综述草草完成了。但是我收获的东西远大于这些!主控模块数字显示模块黑线轨迹检测模块光源检测模块障碍物检测模块直流电机驱动模块车灯显示模块金属检测模块电流源

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