1、單片機與嵌入系統(tǒng)單片機與嵌入系統(tǒng)2019 /02電氣與自動化多功能小車多功能小車功能規(guī)格 實現(xiàn)自動躲避妨礙物，不至于撞墻 實現(xiàn)整個行程路程和耗時顯示 實現(xiàn)整個行程路程和耗時播報多功能小車 系統(tǒng)演示視頻控制要求：1 1電動車從起跑線出發(fā)，沿引導(dǎo)線到達電動車從起跑線出發(fā)，沿引導(dǎo)線到達B B點。在點。在“直道區(qū)直道區(qū)鋪設(shè)的白紙下沿引導(dǎo)線埋有鋪設(shè)的白紙下沿引導(dǎo)線埋有1313塊寬度為塊寬度為15cm15cm、長度不等的、長度不等的薄鐵片。電動車檢測到薄鐵片時需立刻發(fā)出聲光指示信息，并薄鐵片。電動車檢測到薄鐵片時需立刻發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在實時存儲、顯示在“直道區(qū)檢測到的薄鐵片數(shù)目。直道區(qū)檢

2、測到的薄鐵片數(shù)目。 2 2電動車到達電動車到達B B點以后進入點以后進入“彎道區(qū)，沿圓弧引導(dǎo)線到彎道區(qū)，沿圓弧引導(dǎo)線到達達C C點。點。C C點下埋有邊長為點下埋有邊長為15cm15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到的正方形薄鐵片，要求電動車到達達C C點檢測到薄鐵片后在點檢測到薄鐵片后在C C點處停車點處停車5 5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。聲光信息。 3 3電動車在光源的引導(dǎo)下，經(jīng)過妨礙區(qū)進入停車區(qū)并到電動車在光源的引導(dǎo)下，經(jīng)過妨礙區(qū)進入停車區(qū)并到達車庫。電動車必需在兩個妨礙物之間經(jīng)過且不得與其接觸。達車庫。電動車必需在兩個妨礙物之間經(jīng)過且不得與其接觸。 方案簡述根

3、據(jù)義務(wù)的要求，可采用如下方案：在現(xiàn)有玩根據(jù)義務(wù)的要求，可采用如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的根底上，加裝光電、紅外線、超聲波具電動車的根底上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位傳感器及金屬探測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運轉(zhuǎn)情況的實時丈量，并將丈量數(shù)據(jù)傳送至置、運轉(zhuǎn)情況的實時丈量，并將丈量數(shù)據(jù)傳送至單片機進展處置，然后由單片機根據(jù)所檢測的各單片機進展處置，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動形狀進展實時控制，控制這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動形狀進展實時控制，控制靈敏、可靠，精度高，可滿

4、足對系統(tǒng)的各項要求。采用靈敏、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。采用Atmel公司的公司的ATmaga32L單片機作為主控制器。單片機作為主控制器。ATmaga32L是一個低功耗，高性能的是一個低功耗，高性能的8位單片機，片內(nèi)含位單片機，片內(nèi)含32k空間的可反復(fù)擦些空間的可反復(fù)擦些100,000次的次的Flash只讀存儲器，具只讀存儲器，具有有2Kbytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器RAM，32個個IO口，口，2個個8位可編程定時計數(shù)器，位可編程定時計數(shù)器，1個個16位可編程定時計數(shù)器，位可編程定時計數(shù)器，四通道四通道PWM，內(nèi)置，內(nèi)置8路路10 位位ADC。且。且maga系

5、列的單片機系列的單片機可以在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調(diào)可以在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調(diào)試。利用超聲波傳感器檢測道路上的妨礙，控制電動小汽試。利用超聲波傳感器檢測道路上的妨礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。方案實施方案實施1 1 電源模塊電源模塊 采用采用12V12V蓄電池為直流電機供電，將蓄電池為直流電機供電，將12V12V電壓降壓、穩(wěn)電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。采用壓后給單片機

6、系統(tǒng)和其他芯片供電。采用25762576將電壓將電壓穩(wěn)至穩(wěn)至5V5V。25762576的輸出電流最大可至的輸出電流最大可至3A3A，蓄電池具有較，蓄電池具有較強的電流驅(qū)動才干以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。強的電流驅(qū)動才干以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。 2 2 尋跡傳感器模塊尋跡傳感器模塊 用用RPR220RPR220型光電對管。型光電對管。RPR220RPR220是一種一體化反射型光電是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接納器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。納器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。 方案實施方案實施3 3 電機

7、模塊電機模塊 采用直流減速電機。直流減速電機轉(zhuǎn)動力矩大，體采用直流減速電機。直流減速電機轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，分量輕，裝配簡單，運用方便。由于其內(nèi)部積小，分量輕，裝配簡單，運用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機提供原始動力，帶動變速減速齒由高速電動機提供原始動力，帶動變速減速齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。4 4 電機驅(qū)動模塊電機驅(qū)動模塊 采用公用芯片采用公用芯片L298NL298N作為電機驅(qū)動芯片。作為電機驅(qū)動芯片。L298NL298N是一個是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，一片具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，一片L298NL298N可以分可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控

8、制使能端。用該別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。芯片作為電機驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。 方案實施方案實施穩(wěn)壓電源 模塊主控芯片Maga32LL298減速電機電壓比較器光電對管組系統(tǒng)構(gòu)造框圖單元電路設(shè)計單元電路設(shè)計1 1、微控制器模塊的設(shè)計、微控制器模塊的設(shè)計采用Atmel公司的ATmaga32L單片機，不用燒寫器而只用串口或者并口就可以往單片機中下載程序。 在圖3中，可調(diào)電阻R3可以調(diào)理比較器的門限電壓，經(jīng)示波器察看，輸出波形相當(dāng)規(guī)那么，可以直接夠單片機查詢運用。 2 2、光電對管電路的設(shè)計、光電對管電路的設(shè)計單元電路設(shè)計單

9、元電路設(shè)計 3 3、尋跡光電對管的安裝、尋跡光電對管的安裝 僅用7對光電傳感器就能完成設(shè)計要求，中間四對傳感器用來校正小車的尋跡道路，保證小車運轉(zhuǎn)的直線性。兩側(cè)的傳感器用來檢測小車過線，可以實現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎和小車走過的方格的計數(shù)。當(dāng)車體中間經(jīng)過白線時，小車在相應(yīng)的坐標(biāo)方向上加一計數(shù)。車輪處的傳感器記錄小車的運轉(zhuǎn)速度和里程數(shù)。傳感器的安裝位置如圖 單元電路設(shè)計單元電路設(shè)計 4 4、電機驅(qū)動電路的設(shè)計、電機驅(qū)動電路的設(shè)計采用電機驅(qū)動芯片L298N作為電機驅(qū)動，驅(qū)動電路的設(shè)計如圖 L298N的5、7、10、12四個引腳接到單片機上，經(jīng)過對單片機的編程就可以實現(xiàn)兩個直流電機的PWM調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)等功能。

10、單元電路設(shè)計單元電路設(shè)計 4 4、顯示電路的設(shè)計、顯示電路的設(shè)計用兩片4位八段數(shù)碼管gem4561ae作顯示器,并具有雙重功能,在小車不行駛時其中一片顯示年月,另一片顯示時分； 當(dāng)小車行駛時,分別顯示時間和行駛間隔。 gem4561aeled31led42a3b4gnd5c6d7e8f9g10dp11d012d113d214d315vcc161775vss18led119led220EM78P458680680680680680680680901490149014901410k10k10k10kafbgcdpde6.8kVCCa1a2a4a3abcdefgdpa1a2a3a4Text路程計數(shù)的設(shè)計路程計數(shù)的設(shè)計 經(jīng)過檢測車輪轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)乘上車輪的周長來計算路程，霍爾元件就是 一種很好的可用于車輪轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)的元件。在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的儀表中加裝霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn) 換技術(shù)的傳感器。軟件實現(xiàn)軟件實現(xiàn) 在進展軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成假設(shè)干個部分，每一部分叫做一個模塊。所謂“模塊，本質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段，這種程序設(shè)計方法叫模塊程序設(shè)計法。模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點是：單個模塊比起一個完好的程序易編寫及調(diào)試；模塊可以共存，一個模塊可以被多個義務(wù)在不同條件下調(diào)用；模塊程序允許設(shè)計者分割義務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化構(gòu)造，由主程