智能小车设计报告

天津理工大学第二届电子设计大赛设计报告T竞赛学院：海运学院班级：10航海二班队员：潘**李&&刘##摘要智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用红外传感器来检测路上感应到的白色乒乓球，从而把反馈到的信号送单片机，单片机对直流电机输出高电频或低电频，来对小车的方向和速度进行控制，并使小车顺利收集乒乓球。此外，对整个控制软件进行设计和程序编制以及程序调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能性。目录TOC\o"1-5"\h\z引言 3 -\o"CurrentDocument"设计任务： 3 -\o"CurrentDocument"方案比较与选择： 4 -程序框图 4 -\o"CurrentDocument"搜集线路理论分析 5 -\o"CurrentDocument"系统的具体设计与实现 6 -\o"CurrentDocument"系统程序 6 -总结 7 -引言当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛(ABUROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为肩负未来发展重任的大学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出电子智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。此项设计是在我校创新俱乐部学长提供指导和帮助的基础上，采用AT89s52单片机作为控制核心，进行的兴趣性拓展探索。设计任务：设计并制作一个智能电动小车，并能在指定范围内快速收集5个乒乓球。1.1场地平面图：羊应：羊应：mm1.2基本任务：车辆从起点出发（出发前，车体不能超出起跑范围）。参赛的智能小车上场后将进行一次寻宝旅行。小车从指定的起点出发，自动搜集场地中摆放好的的5件“宝藏”（方式不限），搜集完，则比赛结束。1.3发挥部分：发现宝藏时，小车有明显的标志信号。小车能自动记下并显示已收集的宝藏数目。其它。方案比较与选择：此次竞赛的小车车体的设计，我们采用了直接购买的方式。寻找装置采用红外长距离传感器和短距离传感器。收集装置的设计是此次设计的难点所在，我们总共尝试了三种方案。第一种方案：收集装置由前后两个减速电机控制。前面的电机（不妨称之为“电机1”）控制类似挖土机前爪的半圆柱形金属框，负责把乒乓球收起。后面的电机（“电机2”）控制整个机械臂，负责在乒乓球被收起后升起机械臂。乒乓球通过焊在机械臂上的通道落至小车上的储存筐内。这个方案在实践阶段我们发现其有两个弊端：直流电机不像舵机或步进电机能够准确控制转动角度，两个电机每次卷起、落下都有一定的误差，不能回到原位置；另外，受通道的影响，长距离传感器和短距离传感器无法固定安装。第二种方案：收集装置也由两个减速电机控制，只是第一种方案中的电机1换了位置，电机2功能和位置不变。电机1通过绳子控制机械臂前端的机械手，机械手的一张一合把乒乓球拾起，然后电机2扬起机械臂，电机1拉紧绳子，乒乓球自然落入储存筐。此方案刚被设计出即被否定。原因是制作过程太过复杂，且不易控制。第三种方案：收集装置只由一个减速电机（即电机2）控制。机械臂前端安装金属丝制成的收集筐，省去了电机1。金属丝具有一定的弹性，只要调整好筐底相邻两根金属丝的间距，就能使乒乓球钻入且掉不出收集筐。车体上的储存筐保留，收集筐上不封盖，这样在机械臂升起后乒乓球可以落入储存筐内，以防收集筐内乒乓球过多影响收集。此方案在实践中几经调整完善，最终在比赛中被采用。其实，方案二是方案一的改进版，方案三是方案二的精简版。程序框图

搜集线路理论分析从场地设计、乒乓球摆放位置以及小车设计来看，小车会首先探测到场地中央的3个小球，然后接近并收集，由于我们的小车收集装置约束，一次收集三个球成功的几率不大，小车一般只会收集起三个中的一个，然后把另两个撞到一边。接下来小车会逐个寻找并收集剩下的乒乓球。由于乒乓球易滚动，我们没有给小车设计固定路线，而只是靠它自己寻找目标。系统的具体设计与实现我们设计的小车采用AT89s52单片机芯片作为控制核心，两个红外线传感器探测乒乓球的大概位置与方向，两个RPR220光电开关较精准地感测小车与乒乓球的距离。收集装置采用一个直流减速电机驱动控制，车体应用两个减速电机驱动，总共三个直流电机又通过两个L298N电机驱动控制。小车每次收集到球后，都会通过电磁式蜂鸣器发出声响。我们的电机驱动通过整体采购获得，其他的电路结构是我们自己动手焊接的，这也是我们引以为自豪的的地方。根据俱乐部提供的资料，我们组装完成了自己的小车作品。小车的控制程序我们用Keil软件编写，并通过AVR_fighter烧写入单片机。在编写过程中，我们得到了学长的指导和帮助。系统程序我们最终编写应用的程序如下：#include<reg52.h>sbita=P0”0;sbitb=P0”2;sbitc=P0”4;sbitd=P0"6;//0，2,4,6控制车轮sbite=P1"4;//大炮sbitf=P「5;//大炮sbitg=P1"6;//短距离传感前左sbith=P1"7;//短距离传感blacksbitj=P3"0;//短距离传感前右sbitk=P2”2;sbitl=P2”3;〃控制机械手sbitm=P0"7;//蜂鸣器intflag=1;voiddelay1(inty){while(y--);}voiddelay(intx)(if(e==1&&f==1)(if(flag==1)(a=1;b=0;c=1;d=0;}if(flag==2)(a=0;b=1;c=0;d=1;}}if(e==1&&f==0)(a=0;b=1;c=0;d=1;flag=2;}if(e==0&&f==1)(a=1;b=0;c=1;d=0;flag=1;}if(e==0&&f==0)(a=1;b=0;c=0;d=1;}}voidblack()//遇黑线后退(if(h==1)//对地(a=0;b=1;c=1;d=0;}delay(1300);a=0;b=0;c=0;d=0;}voidpick() //捡球(a=0;b=0;c=0;d=0;k=0;l=1;delay(700);(inti;while(x--)for(i=0;i<=115;i++);}voidsearch() //寻找k=0;l=0;delay(100);k=1;l=0;delay(700);k=0;l=0;delay(500);m=0;delay(400);m=1;delay(10);}main()(e=1;f=1;j=1;g=1;h=1;m=1;while(1)(if(h==1)black();if((g==1&&j==1)&&h==0)search();if((g==0||j==0)&&h==0)pick();}}总结我们是来自海运学院的三个学生，凭借强烈的兴趣支撑报名参加了此次智能小车比赛。我们的小车大部分是自己焊接组装的，在节约资本投入的同时体会到了亲手制