《嵌入式智能小车产品说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式智能小车产品说明（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、作品介绍：用ARM-LINUX嵌入式开发环境下编制个性化的控制软件。完成在大赛提供的模拟环境中执行寻迹、定位、图像识别与成像、无线通讯等任务的一台“探月车”。我们利用分层结构设计，底层控制部分采用ARM对单片机传送信号进行控制，上层应用采用s3c2440，配合linux2.6平台完成颜色、形状识别，图像采集，无限通讯等任务。利用循迹及碰撞传感器模块来完成小车在运动过程中的寻及检测碰撞障碍物的任务，利用驱动模块来完成探月车车体速度及转向的控制，利用速度传感器模块来检测小车的运动速度检测，利用超声波传感模块检测距离，利用液晶显示对探月车在运行中探测到的数值进行显示出来。 二、安装说明：本作品性
2、能优越，功能强大，使用方便，结构简单，但各部分在安装时也应注意很多细节，本作品中大部分分支电路涉及有极性元件，故安装时须注意一下事项： 该“探月车”使用的二极管和对射式光电传感器较多，注意对射式光电传感器脚位顺序，不要插错，二极管的极性不要接反，驱动集成芯片的（芯片面朝有字的一面，芯片有字的左第一脚为一脚）脚位和电压比较芯片的（芯片要正面朝上，芯片正面缺口左边的第一脚为一脚）脚位要对应插入，否则可能击穿或烧毁器件。安装电机转动控制模块时，注意个二极管之间的连接顺序，该模块连线较复杂，对照好电路图安装。按照标准的安装和焊接工艺水平，严格按照电路图连接。在安装焊接时按照从小到大，从低到高的顺序进行
3、插件焊接。所有的元器件焊接好之后，就要注意清扫对工作台面，把台面上的工具摆放整齐恢复原样。小车驱动板负责对小车车体速度及转向的控制。驱动板上面有10pin排针，负责驱动板与MCU之间进行通讯，使用时请将J4与转接板相连，探月车车体安装详细步骤如下：1）安装驱动 1.1 注意电源孔接口的位置与小车车体电源孔位置一致。1.2 安装过程中请注意驱动板下面螺孔固定位置需要垫片支撑，以防止驱动板底部与铁壳接触发生短路，安装完成后效果如图所示2)安装电机电机在安装之前请将电源线焊接固定，并在电机的电源线接口处焊接104的瓷片电容固定电机时，请注意使用平头螺钉，螺钉长度不要大于6mm。3)安装驱动轮驱动轮分
4、前轮跟后轮两种，主要是因为后驱动轮还需要附带100线码盘，靠近驱动板的两个电机为前轮电机，另外两个为后轮电机，需附带码盘3.1安装驱动轮时请注意电机轴有一个斜面，请注意斜面与车轮孔径的位置，对准后再安装，负责容易损坏电机的减速齿轮。3.2为了防止小车轴与电机之间产生纵向位移，安装完成后请将开口销装上并固定。4)固定电池组电池组质量较重，在一侧使用双面胶将电池固定在车体的底部。5)安装速度检测传感器速度传感器安装时需注意螺孔下面的垫片，四个螺孔安装时要均匀用力，安装不平稳的话容易导致码盘不正常工作6)安装循迹及碰撞检测板循迹及碰撞检测板负责小车的循迹控制及碰撞检测，安装时注意下面安装合适高度铜柱
5、固定传感器。7)安装红外避障开关红外壁障开关安装在小车前部，与碰撞开关一起组成了小车前进过过程中的“眼睛8)连接电机线连接电机与L298驱动板，将右边两个电机的正极连接至驱动板J2的M1-1接口，负极连接至J2的M1-2，将左侧的两个电机正极连接至驱动板J3的M2-1接口，负极连接至驱动板的M2-2接口。注意不要接反，电机正负极的判断方法为：电机引脚旁边有红色标记物表示该引脚为正极。9)连接速度传感器将8Pin 排线一端连接至速度传感器转接板，注意转接板1脚的位置。8pin排线的另一端用刀子将其分成两个4pin排线，其中1脚连接小车驱动板U4的1脚，8pin排线的5脚连接小车驱动板U5的1脚。
6、10)连接充电电池与L298驱动板将充电电池的接口连接至驱动板的J6或者J7接口11)连接转接板驱动板J4连接转接板1J4，循迹碰撞转接板JP1连接转接板1J3，左侧红外壁障开关连接转接板IR-1，右侧红外避障开关连接转接板IR-2。12）连接S3C2440嵌入式实验仪 S3C2440使用串口通讯协议与61板进行通讯，在硬件上使用S3C2440的UART1接口与61板的串口连接，使用时将转接板的1J22接口与S3C2440开发板的J15（GPRS）接口相连，连接时注意转接板RX3接S3C2440的TXD1，TX3接S3C2440的RXD1，并且要注意实验仪与转接板需要共地。S3C2440嵌入式
7、开发实验仪与智能小车电机控制部分目前设计为单独供电，以防止小车电机电压波动导致嵌入式开发实验仪工作异常，目前S3C2440嵌入式开发实验仪为四节碱性电池供电，使用时请将4节AA碱性电池（因工作电流较大，推荐使用4节AA_2500ma_NI-H充电电池）放入电池盒，然后打开电池盒的电源。使用时注意电池盒输出电源的正负极性要与实验仪匹配。三、探月车的技术说明：性能和技术参数：工作原理：该探月车自动控制行驶，行驶轨迹为。;系统采用上位机ARM2440实验仪完成嵌入式、定位、图像识别与成像、无线通讯等任务，采用ARM对SPCE061单片机传送信号进行控制完成循迹、避障等功能。整体电路有：嵌入式核心板、
8、RF2401无线传输模块、超声波模块、红外壁障模块、金属探测模块、循迹传感器模块、摄像模块、LED显示模块、红外测温模块组成。以S3C2440嵌入式开发实验仪是电路控制为核心，用ARM控制SPCE061单片机进行对耦、L298驱动、红外对管、金属检测器、超声波、红外避障设计的控制电路，实现对电机转动的控制。按键RESET为SPCE061单片机复位键小车驱动板负责对小车车体速度及转向的控制，按键KEY1、KEY2、KEY3为探月车的开关控制按键，白色的金属开关为电源开关。驱动板上面有10pin排针，负责驱动板与MCU之间进行通讯，使用时请将J4与转接板相连。SPCE061单片机的IOB00、IO
9、B01、IOB03、IOB04为显示模组与液晶显示器相连，B12、IOB14、IOB15、IOB8、IOB9为电机驱动控制模组与电机驱动模块相连。驱动电路运行由SPE061程序控制。驱动板由大功率驱动芯片L298为主加上7805稳压芯片为整个电路板提供稳定5V电压驱动板能同时驱动两个直流电机。S49作为速度检测传感器。当电机转动时，光电耦合管的发射端发射的红外光，通过码盘的间隙到达接收端。接收端便以一定的频率接收到红外光线转换成电信号送给电压比较强LM339芯片进行比较。当检测到黑线时给电压比较器的反相输入5V电压通过比较输出一个低电平传递给MCU。当检测到白时给电压比较器的反相输入1V电压通
10、过比较输出一个高电平传递给MCU，速度检测电路主要使用了两片U型光电传感器并且结合100线码盘，可以提供3mm精度的速度测量。通过对六个口的控制就可以分别实现对电机正反转、加减速的控制。完成向前、向后、左转、右转等各种组合运动。每个电机用三个口控制，一个使能端（EN）控制电机的转动和停止，也能用于PWM控制调速。就是说，对这个输入端输入一定频率的脉冲，当为高电平时，电机转动，为低电平时，电机停止转动。一定频率的脉冲，电机一段时间内转动一段时间内停止转动，但由于直流电机的惯性特性，它不会立即停止下来，只要频率高于某个值，就不会感觉到电机的停滞现象，反而是一种很连续的运动。只要改变一个周期内高低电
11、平的时间比例，就可以改变电机的速度。另外两个输入端是为了控制方向，分别为1A1和1A2。1A1为高电平，1A2为低电平，电机安一个方向转动。1A1为低电平，1A2为高电平，电机安相反方向转动。1A1、1A2同时为高、低电平时电机不转动。 液晶显示对探月车在运行中探测到的数值进行显示出来。当小车运行时，显示器上开始显示行驶速度、距离、温度等数据。结构特点：该探月车安装简单、实用、功能强大，智能小车采用分层结构设计，上层应用采用s3c2440，配合linux2.6平。底层控制部分采用ARM对SPCE061A单片机传送信号进行对探月车实现智能化控制，采用ARM控制摄像头完成图像识别与成像和循迹。整体
12、电路有：嵌入式核心板、RF2401无线传输模块、超声波模块、红外壁障模块、金属探测模块、循迹传感器模块、摄像模块、LED显示模块、红外测温模块构成。使用方法：通好电源开关，闭合启动按钮KEY1,探月车行驶，显示器显示。;断开开关，探月车停止行驶，显示器显示为。 四、探月车使用说明： 工作原理：智能小车采用分层结构设计，上层应用采用s3c2440，配合linux2.6。底层控制部分采用SPCE061A单片机传送信号进行对探月车实现智能化控制，上层控制摄像头完成图像识别与成像。整体电路有：嵌入式核心板、RF2401无线传输模块、超声波模块、红外壁障模块、金属探测模块、循迹传感器模块、摄像模块、LE
13、D显示模块、红外测温模块构成。 以S3C2440嵌入式开发实验仪是电路控制为核心，用ARM控制SPCE061单片机进行光电对耦、L298驱动、红外对管、金属检测器、超声波、红外避障设计的控制电路，实现对电机转动的控制。探月车直线行驶时，ARM向单片机发出控制信号使单片机的IOB11、IOB14输出低电平，IOB12、IOB15输出高电平，左右两侧的电机均正转；当探月车须左转时，ARM向单片机发出控制信号使单片机的IOB12为低电平，IOB15为高电平，IOB11为低电平，IOB14为高电平，左侧的电机停转，右侧的电机正转；同理，小车右转时，反之。探月车后退时，ARM向单片机发出控制信号使单片机
14、的IOB11、IOB14输出高电平，IOB12、IOB15输出低电平，左右两侧的电机均反转。直线行驶时间和转速时间由ARM向单片机传输内部程序定时和中断控制。使用方法：通好电源开关，闭合启动按钮KEY1,探月车行驶，显示器显示。;断开开关，探月车停止行驶，显示器显示为。注意事项： 不用时应关断电源。 循迹及碰撞传感器模块循迹及碰撞传感器模块有三个反射式红外开关以及三个碰撞开关组成，主要负责小车在运动过程中的循迹及检测碰撞障碍物的任务。嵌入式单片机电路原理图我所设计的三个红外对管探测地面的算法是：首先中间检测到白线，则探月车直行，这时当白线偏离时，左右的红外对管都会检测到。当检测到颜色变化时就会把相应的信号送到控制器，控制器接到信号之后就会发出控制信号电机的相应的转向。这时白线必将到达中间的红外对管下面，太约车又继续前进。流程图如下：程 序 开 始初 始 化程 序小 车前 进小 车 左 转中 间 红 外 检 测左边红外检测右边红外检测小 车右 转NYYN
