自動往返小車 全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽優(yōu)秀論文

1、自動往返小車報告 自動往返小車報告 自動往返小車報告 自動往返小車報告 方案設(shè)計報告 方案設(shè)計報告 方案設(shè)計報告 方案設(shè)計報告 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 隊員 隊員 隊員 隊員 司方昆（05 級） 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) 測控技術(shù)與儀器 摘要 為了實現(xiàn)小汽車的自動往返和智能控制，我們選用單片機(jī)系統(tǒng)。設(shè)計以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)動器，控制小汽車，使小汽車能夠快速、準(zhǔn)確的實現(xiàn)往返，并且能夠精確地在停車線附近停車。 本設(shè)計使用了光電傳感器檢測標(biāo)識線， 使用紅外傳感器測量車輛的位置，矯正行車路線。多傳感器并行工作，MCU 的綜合 數(shù)據(jù)處理為小車按照預(yù)定程序運行提供了充分的保證。 設(shè)計的發(fā)揮部分，通過傳感器記錄小汽車車輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，兩車車輪的周長，計算出行車距離。行車距離和行車時間一起送入 149，

3、由 LCD 顯示屏顯示，并 且每行走一圈就實時輸出速度 v。 最后加上語音模塊， 實現(xiàn)語音播放速度和時間。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 本實驗使用光電傳感器和干簧管。 （1）檢測黑線的傳感器 本設(shè)計采用紅外線光電反射傳感器，鑒于車底盤 低，采用近距離有效的光電傳感器（LTH1550） 。 （2）檢測擋板的傳感器 本設(shè)計采用反

4、射式紅外線光電傳感器。能夠檢測 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。另外由于用電動小車改裝而成，小車行駛基本成直線， 更加減少了撞上擋板的可能。 （3） 測量車行程、 速度傳感器 我們通過測量小汽車驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)來間 接換算小汽車的行程，并且記錄每圈的時間，換算出速度 v，實時顯示。關(guān)鍵就 是測量車輪的轉(zhuǎn)動，有幾個辦法。 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。 這樣需要在車輪上 做較大的機(jī)械加工（打孔或者黏貼白紙） ，而且市場上能買到的可用光電傳感器 體積較大，不易安裝，故沒有采用。 我們采用干簧管，該傳感器體積小，可以裝在車輪附近的車身上，在車輪上安 裝一塊小磁鐵，每轉(zhuǎn)動一圈，閉合一次，并且精度比較高，是個不錯的選擇。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)動部件和方向控制部件兩個部分。 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 間，結(jié)合傳感器傳來的信號，便可以非常精確地控制小汽車行駛的方向。但是，由于該系統(tǒng)的控制對象是由玩具電動車改裝，其電動機(jī)和變速系統(tǒng)已經(jīng)無法更 換。故只能使用該玩具汽車自帶的兩個電動機(jī)。實際使用時，用 PWM 信號驅(qū)動 電動機(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 是電動機(jī)和

7、MCU。但是主要是電動機(jī)，功耗無法消減。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 變換器來產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的各種電壓。但是考慮到小車跑的距離不是很 長，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的問題，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 本實驗功能不是很多，一片 MSP430