《作品设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《作品设计报告（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1序号： 编码： 燕山大学第五届 DIY 达人赛作品申报书作品名称：多功能智能小车所属学院：电气工程学院申报者姓名：(集体名称)：时钟树共青团燕山大学委员会2017 年 4 月2说 明1 1、申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。、申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2、申请书请用、申请书请用 A4 纸单面印制，申请书左侧装订。纸单面印制，申请书左侧装订。3、表内项目填写时请以 4 4 号楷体号楷体_GB_GB 填写，务必保证上交务必保证上交材料格式工整，不符合要求一律发回修改。材料格式工整，不符合要求一律发回修改。、参赛作品及有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本
2、），请以请以 1212 号打印在号打印在 A4A4 纸上，附于纸上，附于“参赛作品打印处参赛作品打印处”。行距：固定值行距：固定值 2626，页边距：左右，页边距：左右 2.5cm2.5cm，上下，上下 2.5cm2.5cm。、作品申报书须按要求以学院为单位统一报送。报送地址：东大活 108 无协实验室、西区电气 C 楼 432 实验室。时间：4 月 15、16 日、申请书序号、编码由无协工作人员统一写。、其他参赛事宜向交流群无协工作人员咨询。联 系 人：薛亚絮联系电话：131025237233A1申报者情况（个人项目）姓 名性别出生年月学院名称专业年级作品题目宿舍地址手机作 品 负 责 人
3、情 况 宿舍电话电子邮箱 姓 名性别年龄学院年级专业电话合 作 者 情 况4A2 申报者情况（集体项目）姓名性别出生年月学院专业年级作品名称论文题目 宿舍地址手机申报者代表情况宿舍电话电子邮箱姓 名性别年龄学院专业年级电话其他作者情况5目录目录1.作品简介作品简介3 2.设计要求设计要求3 3.主要模块说明主要模块说明.3 3.1 电源供电模块.33.2 电机驱动模块.43.3 红外线发射及接收模块53.4 超声波发射及接收模块.63.5 红外遥控模块.73.6 液晶屏显示模块.83.7 温度检测模块.83.8 无线通信模块.93.9 重力感应模块.10 4.主要功能明主要功能明.10 4.1
4、 循迹功能循迹功能.104.1.1 循迹功能详细说明.104.1.2 系统构成.104.1.3 循迹原理114.1.4 软件设计.114.2 避障功能避障功能.114.2.1 避障功能详细说明.114.2.2 系统构成.114.2.3 避障原理124.2.4 软件设计124.3 红外遥控功能红外遥控功能134.3.1 红外遥控功能详细说明.134.3.2 系统构成.134.3.3 红外遥控原理.134.3.4 软件设计.134.4 超声波测距功能超声波测距功能.154.4.1 超声波测距功能详细说明.154.4.2 系统构成.154.4.3 测距原理.154.4.4 软件设计.154.5 重力
5、感应遥控功能重力感应遥控功能.164.5.1 重力感应遥控功能详细说明.164.5.2 系统构成.164.5.3 重力感应遥控原理.174.5.4 软件设计.17 5.所遇困难及解决过程所遇困难及解决过程.18 6.反思与总结反思与总结.1861.作品简介作品简介在智能控制技术高速发展的今天，人类生活的各方各面都逐渐走向了智 能化。智能控制技术是一门跨学科的综合性技术，当代研究十分活跃，应 用的领域也日益广泛。智能作为现代社会的新产物，是以后极为重要的发 展方向，它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动地运行，无 需人为的管理，便可以完成预期的目标。如今，对于许多不宜有人直接承 担的任务
6、，均可交给智能机器人完成。不同的智能机器人可以适应不同的 环境，可不受温度、湿度等许多环境因素的影响，并高效地完成一些危险 任务，智能小车正是其中的一个体现。 本设计是以 STC89C52 单片机为控制核心组建的可实现循迹、避障、红 外遥控、超声波测距、重力感应遥控的多功能智能小车。小车由几大模块 构成，其分别为电源供电模块、电机驱动模块、红外线发射及接收模块、 超声波发射及接收模块、红外遥控模块、液晶屏显示模块、温度检测模块、 无线通信模块、重力感应模块。电机驱动模块用于小车的前进、后退、转 向控制；红外线发射及接收模块用于检测小车相对于地面黑线的位置及检 测小车前方是否有障碍；超声波发射及
7、接受模块用于获取小车与前方物体 的距离；红外遥控模块向小车发送红外信号以对小车进行控制；液晶屏显 示模块用于显示小车检测到的各项数据；温度检测模块用于检测环境温度； 无线通信模块用于无线遥控功能的信号传输；重力感应模块用于感应姿态。2.设计要求设计要求小车能沿着地面黑线顺利行驶完全程。1小车在遇到前方障碍时能自动以转向或后退的方式进行躲避。2能够通过红外信号远程控制小车的前进、后退、转向、加速、减速。3能够利用超声波精确测量小车与前方障碍物的距离。4能够根据手中 MPU6050 的倾斜姿态遥控小车的运动。53.主要模块说明主要模块说明3.1 电源供电模块电源供电模块供电电池总电压为 7.2V,
8、利用 LM7805 稳压芯片得到 5V 电压。7.2V 电压用 于电机驱动模块，5V 电压用于单片机及其他模块。7电源供电系统电路图电源供电系统电路图3.2 电机驱动模块电机驱动模块选择 L293D 电机驱动芯片来驱动直流电机。芯片内部为 H 桥电路原理。 EN1 和 EN2 为使能端，高电平使能，通过控制高电平的占空比，可对电机进 行 PWM 调速。芯片使能后，对 IN1 置高电平，IN2 置低电平，OUT1 与 OUT2 便分别输出高低电平，将 OUT1 与 OUT2 接在直流电机两端，即可驱动电机旋 转。将 IN1 与 IN2 电平反转，则相应电机反向转动。IN3 与 IN4 同理。L2
9、93D 芯片内部逻辑芯片内部逻辑8电机驱动模块电路图电机驱动模块电路图3.3 红外线发射及接收模块红外线发射及接收模块轨迹探测通过红外对管实现。发射管发射出一定频率的红外线，当检测方 向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路 处理之后，绿色指示灯会亮起，同时信号输出接口输出数字信号（一个低电平 信号），由单片机检测到后即可进行相应操作。可通过电位器旋钮调节检测距 离。红外线发射及接收模块电路图红外线发射及接收模块电路图93.4 超声波发射及接收模块超声波发射及接收模块超声波是一种频率比较高的声音,指向性强。超声波测距的原理是利用超声 波在空气中的传播速度为已知，测量
10、声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间。 根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声 波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：L=CT。 式中 L 为测 量的距离长度；C 为超声波在空气中的传播速度；T 为发射到接收时间数值的 一半。已知超声波速度 C=344m/s (20室温)。超声波模块时序图超声波模块时序图由以上时序图可知，我们只需要提供一个 10us 以上的脉冲触发信号，该模 块内部将发出 8 个 40kHz 的周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号，便 输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号 到收到回响信号的时间间隔即可
11、以计算出距离。距离=高电平时间*声速/2。 相应于单片机的操作，我们需要用一个控制口发一个 10us 以上的高电平, 然后在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低 电平时就可以读定时器的值,此值就为此次测距的时间,然后便可算出距离。如 此不断地周期检测,就可以达到移动时测量距离的目的了。10超声波发射及接收模块电路图超声波发射及接收模块电路图3.5 红外遥控模块红外遥控模块在可视范围内遥控设备最廉价的方式是通过红外线。目前几乎所有的视频 和音频设备都可以通过这种方式遥控。由于该技术应用广泛，相应的应用器件 都十分廉价，因此红外遥控是我们日常设备控制的理想方式。 在我们的
12、生活中，红外光的发光源实在是太多了，为了保证我们的红外遥 控传送的信息准确无误的发射到接收器上，我们在发射信号前需要对信号进行 调制。调制是我们使需要的信号区别于噪音的方法。通过调制我们可以使红外 光以特定的频率闪烁，红外接收器会适配这个频率，其它的噪音信号都将被忽 略。信号发射与接收原理图信号发射与接收原理图上图左边，调制信号通过驱动放大由红外LED发射；上图右边，信号通过接 收器检测输出。11红外信号接收器电路图红外信号接收器电路图3.6 液晶屏显示模块液晶屏显示模块本设计使用LCD1602液晶屏显示各项需显示的数据。液晶屏显示模块电路图液晶屏显示模块电路图3.7 温度检测模块温度检测模块温度的检测使用DS18B20单总线数字温度计。DS18B20数字温度计提供9位温 度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或
