单片机原理与应项目——多功能小车ppt课件

1、单片机与嵌入系统单片机与嵌入系统2019 /02电气与自动化多功能小车多功能小车功能规格 实现自动躲避妨碍物，不至于撞墙 实现整个行程路程和耗时显示 实现整个行程路程和耗时播报多功能小车 系统演示视频控制要求：1 1电动车从起跑线出发，沿引导线到达电动车从起跑线出发，沿引导线到达B B点。在点。在“直道区直道区铺设的白纸下沿引导线埋有铺设的白纸下沿引导线埋有1313块宽度为块宽度为15cm15cm、长度不等的、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时需立刻发出声光指示信息，并薄铁片。电动车检测到薄铁片时需立刻发出声光指示信息，并实时存储、显示在实时存储、显示在“直道区检测到的薄铁片数目。直道区检

2、测到的薄铁片数目。 2 2电动车到达电动车到达B B点以后进入点以后进入“弯道区，沿圆弧引导线到弯道区，沿圆弧引导线到达达C C点。点。C C点下埋有边长为点下埋有边长为15cm15cm的正方形薄铁片，要求电动车到的正方形薄铁片，要求电动车到达达C C点检测到薄铁片后在点检测到薄铁片后在C C点处停车点处停车5 5秒，停车期间发出断续的秒，停车期间发出断续的声光信息。声光信息。 3 3电动车在光源的引导下，经过妨碍区进入停车区并到电动车在光源的引导下，经过妨碍区进入停车区并到达车库。电动车必需在两个妨碍物之间经过且不得与其接触。达车库。电动车必需在两个妨碍物之间经过且不得与其接触。 方案简述根

3、据义务的要求，可采用如下方案：在现有玩根据义务的要求，可采用如下方案：在现有玩具电动车的根底上，加装光电、红外线、超声波具电动车的根底上，加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位置、运转情况的实时丈量，并将丈量数据传送至置、运转情况的实时丈量，并将丈量数据传送至单片机进展处置，然后由单片机根据所检测的各单片机进展处置，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。种数据实现对电动车的智能控制。 这种方案能实现对电动车的运动形状进展实时控制，控制这种方案能实现对电动车的运动形状进展实时控制，控制灵敏、可靠，精度高，可满

4、足对系统的各项要求。采用灵敏、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。采用Atmel公司的公司的ATmaga32L单片机作为主控制器。单片机作为主控制器。ATmaga32L是一个低功耗，高性能的是一个低功耗，高性能的8位单片机，片内含位单片机，片内含32k空间的可反复擦些空间的可反复擦些100,000次的次的Flash只读存储器，具只读存储器，具有有2Kbytes的随机存取数据存储器的随机存取数据存储器RAM，32个个IO口，口，2个个8位可编程定时计数器，位可编程定时计数器，1个个16位可编程定时计数器，位可编程定时计数器，四通道四通道PWM，内置，内置8路路10 位位ADC。且。且maga系

5、列的单片机系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。利用超声波传感器检测道路上的妨碍，控制电动小汽试。利用超声波传感器检测道路上的妨碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。方案实施方案实施1 1 电源模块电源模块 采用采用12V12V蓄电池为直流电机供电，将蓄电池为直流电机供电，将12V12V电压降压、稳电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。采用压后给单片机

6、系统和其他芯片供电。采用25762576将电压将电压稳至稳至5V5V。25762576的输出电流最大可至的输出电流最大可至3A3A，蓄电池具有较，蓄电池具有较强的电流驱动才干以及稳定的电压输出性能。强的电流驱动才干以及稳定的电压输出性能。 2 2 寻迹传感器模块寻迹传感器模块 用用RPR220RPR220型光电对管。型光电对管。RPR220RPR220是一种一体化反射型光电是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接纳器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。纳器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。 方案实施方案实施3 3 电机

7、模块电机模块 采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，分量轻，装配简单，运用方便。由于其内部积小，分量轻，装配简单，运用方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速减速齿由高速电动机提供原始动力，带动变速减速齿轮组，可以产生较大扭力。轮组，可以产生较大扭力。4 4 电机驱动模块电机驱动模块 采用公用芯片采用公用芯片L298NL298N作为电机驱动芯片。作为电机驱动芯片。L298NL298N是一个是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，一片具有高电压大电流的全桥驱动芯片，一片L298NL298N可以分可以分别控制两个直流电机，而且还带有控

8、制使能端。用该别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 方案实施方案实施稳压电源 模块主控芯片Maga32LL298减速电机电压比较器光电对管组系统构造框图单元电路设计单元电路设计1 1、微控制器模块的设计、微控制器模块的设计采用Atmel公司的ATmaga32L单片机，不用烧写器而只用串口或者并口就可以往单片机中下载程序。 在图3中，可调电阻R3可以调理比较器的门限电压，经示波器察看，输出波形相当规那么，可以直接够单片机查询运用。 2 2、光电对管电路的设计、光电对管电路的设计单元电路设计单

9、元电路设计 3 3、寻迹光电对管的安装、寻迹光电对管的安装 仅用7对光电传感器就能完成设计要求，中间四对传感器用来校正小车的寻迹道路，保证小车运转的直线性。两侧的传感器用来检测小车过线，可以实现小车的转弯和小车走过的方格的计数。当车体中间经过白线时，小车在相应的坐标方向上加一计数。车轮处的传感器记录小车的运转速度和里程数。传感器的安装位置如图 单元电路设计单元电路设计 4 4、电机驱动电路的设计、电机驱动电路的设计采用电机驱动芯片L298N作为电机驱动，驱动电路的设计如图 L298N的5、7、10、12四个引脚接到单片机上，经过对单片机的编程就可以实现两个直流电机的PWM调速以及正反转等功能。

10、单元电路设计单元电路设计 4 4、显示电路的设计、显示电路的设计用两片4位八段数码管gem4561ae作显示器,并具有双重功能,在小车不行驶时其中一片显示年月,另一片显示时分； 当小车行驶时,分别显示时间和行驶间隔。 gem4561aeled31led42a3b4gnd5c6d7e8f9g10dp11d012d113d214d315vcc161775vss18led119led220EM78P458680680680680680680680901490149014901410k10k10k10kafbgcdpde6.8kVCCa1a2a4a3abcdefgdpa1a2a3a4Text路程计数的设计路程计数的设计 经过检测车轮转过的转数乘上车轮的周长来计算路程，霍尔元件就是 一种很好的可用于车轮转数计数的元件。在普通转盘计数的仪表中加装霍尔元件和磁铁，即可构成基于磁电转 换技术的传感器。软件实现软件实现 在进展软件设计时，通常把整个过程分成假设干个部分，每一部分叫做一个模块。所谓“模块，本质上就是所完成一定功能，相对独立的程序段，这种程序设计方法叫模块程序设计法。模块程序设计法的主要优点是：单个模块比起一个完好的程序易编写及调试；模块可以共存，一个模块可以被多个义务在不同条件下调用；模块程序允许设计者分割义务和利用已有程序，为设计者提供方便。本系统软件采用模块化构造，由主程