自動(dòng)往返小車(chē) 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽優(yōu)秀論文

1、自動(dòng)往返小車(chē)報(bào)告 自動(dòng)往返小車(chē)報(bào)告 自動(dòng)往返小車(chē)報(bào)告 自動(dòng)往返小車(chē)報(bào)告 方案設(shè)計(jì)報(bào)告 方案設(shè)計(jì)報(bào)告 方案設(shè)計(jì)報(bào)告 方案設(shè)計(jì)報(bào)告 指導(dǎo)老師 指導(dǎo)老師 指導(dǎo)老師 指導(dǎo)老師 趙建 趙建 趙建 趙建 隊(duì)員 隊(duì)員 隊(duì)員 隊(duì)員 司方昆（05 級(jí)） 陳波 馬潔 杜金鑫 學(xué)校院系 學(xué)校院系 學(xué)校院系 學(xué)校院系 西安電子科技大學(xué) 測(cè)控技術(shù)與儀器 摘要 為了實(shí)現(xiàn)小汽車(chē)的自動(dòng)往返和智能控制，我們選用單片機(jī)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)以MSP430F149 為核心，M

2、CU 將各種傳感器得到的信息進(jìn)行綜合判別和處理，然 后發(fā)出指令給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制小汽車(chē)，使小汽車(chē)能夠快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)往返，并且能夠精確地在停車(chē)線附近停車(chē)。 本設(shè)計(jì)使用了光電傳感器檢測(cè)標(biāo)識(shí)線， 使用紅外傳感器測(cè)量車(chē)輛的位置，矯正行車(chē)路線。多傳感器并行工作，MCU 的綜合 數(shù)據(jù)處理為小車(chē)按照預(yù)定程序運(yùn)行提供了充分的保證。 設(shè)計(jì)的發(fā)揮部分，通過(guò)傳感器記錄小汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，兩車(chē)車(chē)輪的周長(zhǎng)，計(jì)算出行車(chē)距離。行車(chē)距離和行車(chē)時(shí)間一起送入 149，

3、由 LCD 顯示屏顯示，并 且每行走一圈就實(shí)時(shí)輸出速度 v。 最后加上語(yǔ)音模塊， 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播放速度和時(shí)間。關(guān)鍵字：MSP430F149 PWM PID 避障 外部傳感器的選擇 外部傳感器的選擇 外部傳感器的選擇 外部傳感器的選擇 本實(shí)驗(yàn)使用光電傳感器和干簧管。 （1）檢測(cè)黑線的傳感器 本設(shè)計(jì)采用紅外線光電反射傳感器，鑒于車(chē)底盤(pán) 低，采用近距離有效的光電傳感器（LTH1550） 。 （2）檢測(cè)擋板的傳感器 本設(shè)計(jì)采用反

4、射式紅外線光電傳感器。能夠檢測(cè) 10cm—20cm 距離。并且找到一種接收頭，持續(xù)接受能夠保持低電平，可以比較 準(zhǔn)確的分辨出是否走偏。另外由于用電動(dòng)小車(chē)改裝而成，小車(chē)行駛基本成直線， 更加減少了撞上擋板的可能。 （3） 測(cè)量車(chē)行程、 速度傳感器 我們通過(guò)測(cè)量小汽車(chē)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)來(lái)間 接換算小汽車(chē)的行程，并且記錄每圈的時(shí)間，換算出速度 v，實(shí)時(shí)顯示。關(guān)鍵就 是測(cè)量車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，有幾個(gè)辦法。 首先， 可以選擇透射式光電傳感器或者反射式光

5、電傳感器。 這樣需要在車(chē)輪上 做較大的機(jī)械加工（打孔或者黏貼白紙） ，而且市場(chǎng)上能買(mǎi)到的可用光電傳感器 體積較大，不易安裝，故沒(méi)有采用。 我們采用干簧管，該傳感器體積小，可以裝在車(chē)輪附近的車(chē)身上，在車(chē)輪上安 裝一塊小磁鐵，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，閉合一次，并且精度比較高，是個(gè)不錯(cuò)的選擇。故 選用。 執(zhí)行部件的選擇 執(zhí)行部件的選擇 執(zhí)行部件的選擇 執(zhí)行部件的選擇 執(zhí)行部件分為驅(qū)動(dòng)部件和方向控制部件兩個(gè)部分。 比較好的方案是在方向控制 部分使用步進(jìn)電機(jī)

6、， 這樣可以由 MCU 比較精確的控制前輪轉(zhuǎn)向的角度和持續(xù)時(shí) 間，結(jié)合傳感器傳來(lái)的信號(hào)，便可以非常精確地控制小汽車(chē)行駛的方向。但是，由于該系統(tǒng)的控制對(duì)象是由玩具電動(dòng)車(chē)改裝，其電動(dòng)機(jī)和變速系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法更 換。故只能使用該玩具汽車(chē)自帶的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。實(shí)際使用時(shí)，用 PWM 信號(hào)驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)，控制電機(jī)的輸出功率和轉(zhuǎn)速。 供電部件 供電部件 供電部件 供電部件 由于該系統(tǒng)用電池供電， 對(duì)電路功耗的要求比較嚴(yán)格。 該電路中耗電量大的就 是電動(dòng)機(jī)和

7、MCU。但是主要是電動(dòng)機(jī)，功耗無(wú)法消減。另一方面，該系統(tǒng)為數(shù)字與模擬混合系統(tǒng)，要求使用多檔不同的電壓供電，比較理想的辦法是使用DC-DC 變換器來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的各種電壓。但是考慮到小車(chē)跑的距離不是很 長(zhǎng)，干電池可以支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定，再加上成本、體積、效率、噪聲干擾一系列隨之而來(lái)的問(wèn)題，系統(tǒng)并未采用 DC-DC 變換的方案，而是直接用干電池供電。 硬件原理 硬件原理 硬件原理 硬件原理 1. MCU 本實(shí)驗(yàn)功能不是很多，一片 MSP430