发布时间 : 星期四 文章电动汽车课程设计(智能小车)更新完毕开始阅读8a1bcc9a5acfa1c7ab00cc3e
北京理工大学珠海学院2016届电动汽车课程设计
第1章 设计任务
（1）熟悉使用DXP 2004软件制作智能小车的PCB电路图。
（2）了解小车的主要硬件模块组成及原理。
（3）理解实现智能小车各功能的程序及掌握单片机程序的烧写方面；
（4）设计一个智能小车，要求能够遥控实现启动，停止，前进，后退,左转，右转。
（5）小车速度可调。当发生故障时，按下故障报警按钮，蜂鸣器响，提醒故障。
（6）小车能够实现循迹功能，按照道路循迹行驶，车速较高，摆动幅度较小，过弯道时，车身稳定性保持良好，没有明显存在冲出轨道的趋势。
（7）根据个人能力设计人机交互界面，例如发光管，数码管，液晶显示屏显示等，表示小车工作状态。可加装超声波测距，躲避障碍物等功能。
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第2章 总体方案设计
2.1总体方案的设计思路
图2.1 总体设计思路
2.2总体方案设计
2.2.1 控制器模块介绍
根据设计要求，我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。
针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理多开关量的标准单片机，而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用。根据这些分析,我选定了P89C51RA单片机作为本设计的主控装置，51单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是51单片机价格非常低廉。
在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用一片单片机，充分利用STC89C52单片机的资源。 2.2.2 电机驱动工作原理
采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成H型桥式电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高，H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，电子管的开关速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的 PWM调速技术。现市面上有很多此种芯片，我选用了L298N。
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这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。 2.2.3 寻迹模块 工作原理
采用三只红外对管，一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆不定，虽然可调试，摇摆情况会显著变好，但依然存在，且对速度也会有相应的影响。
2.2.4 遥控模块 工作原理
红外遥控器共有5个有效信号键位：分别为左、右、前、后、停止。遥控控制信号由红外遥控器发出，由STC89C52RC单片机上的红外接收器接受控制信号，经单片机内部计算分析后，将执行指令发给电机，使小车完成我们预想的动作。
经多次试验与调试发现，红外接收的有效灵敏距离大致在3米左右，超过极限距离，则会明显出现小车控制苦难的情况，同时环境也是干扰小车红外控制的一个重要因素。
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第3章 系统硬件设计
3.1系统的硬件组成
设计的主要硬件组成有：单片机开发板、遥控器、小车底盘、驱动电机、万向轮、PC机、液晶显示屏、超声波模块等。
3.2 STC89C52单片机介绍
STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
主要特性如下： ? 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，
指令代码完全兼容传统8051。
? 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。 ? 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率
可达48MHz。
? 用户应用程序空间为8K字节 ? 片上集成512字节RAM ? 通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0
口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
? ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用
仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。 ? 具有EEPROM功能。 ? 具有看门狗功能。
? 共3个16位定时器/计数器，即定时器T0、T1、T2。
? 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外
部中断低电平触发中断方式唤醒。 ? 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART ? 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。 ? PDIP封装
STC89C52RC单片机的工作模式
? 掉电模式：典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行
原程序，掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备。
? 空闲模式：典型功耗2mA。
? 正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA。
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