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1、江 西 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计（论文）题 目：基于光电传感器的自动循迹小车设计学 院：信息工程学院专 业：电子信息工程班 级：电信 072学 号：36学 生：吴有帅指导教师：黄友文 职称：副高摘 要制作自动寻迹小车所涉及的专业知识包括控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等诸多学科。为了使小车能够快速稳定的行驶，设计制作了小车控制系统。在整个小车控制系统中，如何准确地识别路径及实时地对智能车的速度和方向进行控制是整个控制系统的关键。由于此小车能够自动寻迹,加速,减速.故又被称作为智能车.本智能车控制系统设计以MC9S12XS128微控制器为核心，通过两排光电传感器
2、检测小车的位置和运动方向来获取轨道信息，根据轨道信息判断出相应的轨道类型，并分配不同的速度给硬件电路加以控制，完成了在变负荷条件下对速度的快速稳定调节。红外对射传感器用于检测智能车的速度，以脉宽调制控制方式（PWM）控制电机和舵机以达到控制智能车的行驶速度和偏转方向。软件是在 CodeWarrior 5.0 的环境下用 C 语言编写的，用 PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。智能车能够准确迅速地识别特定的轨道，并沿着引导线以较高的速度稳定行驶。整个智能车系统涉及车模机械结构的改装、传感器电路设计及控制算法等多个方面。经过多次反复的测试，最终
3、确定了现有的智能车模型和各项控制参数。关键词：MC9S12XS128；PID；PWM；光电传感器；智能车ABSTRACTMaking automatic tracing car involved the professional knowledge including control, pattern recognition, sensing technology, automobile electronics, electrical, computer, machinery and so on many subjects. According to the technical require
4、ments of the contest, we design the intelligent vehicle control system. In the entire control system of the smart car, how to accurately identify the road and real-time control the speed and direction of the Smart Car is the key to the whole control system. Because this car can automatic tracing, ac
5、celerate, slowing down. So it is also known as intelligent car this intelligent vehicle control system design take the MC9S12XS128 micro controller as a core, examines cars position and the heading through two row of photoelectric sensors gains the racecourse information, judges the corresponding ra
6、cecourse type according to the racecourse information, and assigned the different speed to control for the hardware circuit, has completed in changes under the load condition to the speed fast stable adjustment. The infrared correlation sensor uses in examining the intelligent vehicles speed, (PWM)
7、controls the electrical machinery and the servo by the pulse-duration modulation control mode achieves the control intelligence vehicles moving velocity and the deflection direction. The software is under the CodeWarrior 5.0 environment with the C language compilation, actuates electrical machinerys
8、 rotational speed and servos direction with the PID control algorithm adjustment, completes to the model vehicle velocity of movement and the heading closed-loop control. The intelligent vehicle can distinguish the specific racecourse rapidly accurately, and along inlet line by the high speed contro
9、l travel. The entire intelligent vehicle system involves the vehicle mold mechanism the re-equipping, the sensor circuit design and the control algorithm and so on many aspects. After the repeated test, has determined the existing intelligent vehicle model and each controlled variable finally many t
10、imes. Keywords：MC9S12XS128; PID；PWM ；photoelectric sensor; smart car目 录第一章 绪论 .11.1 引言 .11.2 本文设计方案概述 .11.2.1 总体设计 .11.2.2 传感器设计方案 .21.2.3 控制算法设计方案 .4第二章 机械结构设计 .52.1 前轮倾角的调整 .52.2 齿轮传动机构调整 .52.3 后轮差速机构调整 .62.4 红外传感器的固定 .62.5 小车重心的调整 .62.6 齿轮啮合间隙的调整 .7第三章 硬件电路的设计 .83.1 系统硬件概述 .83.2 电源模块的设计 .93.2.1 L
11、M2940 供电电路 .103.2.2 LM2596 供电电路 .113.3 电机驱动模块 .123.3.1 模块介绍 .123.3.2 使用说明 .133.3.3 电压电流测试结果 .143.4 舵机控制模块 .153.5 路径识别模块 .163.7 单片机模块的设计 .183.8 硬件电路部分总结 .18第四章 软件系统设计 .204.1 智能车控制算法监测平台 .204.2 主程序流程图 .204.3 系统的模块化结构 .214.3.1 时钟初始化 .214.3.2 串口初始化 .224.3.3 PWM 初始化 .234.4 中断处理流程 .254.5 小车控制算法 .254.5.1 舵机控制 .264.5.2 速度控制 .274.6 坡道的处理 .294.7 弯道策略分析 .29第五章 开发与调试 .315.1 软件开发环境介绍 .315.2 智能车整体调试 .345.2.1 舵机调试 .345.2.2 电机调试 .345.2.3 动静态调试 .34第六章 结论 .366.1 智能车的主要技术参数说明 .366.2 总结 .
