自動(dòng)小車路線識別系統(tǒng)

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摘 要
隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，自動(dòng)控制及自動(dòng)導(dǎo)航在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用，而傳感器在控制中充當(dāng)很大的作用，通過傳感器可以得到自動(dòng)控制，自動(dòng)導(dǎo)航的依據(jù)信號，使自動(dòng)控制成為可能，可以說由傳感器的發(fā)展所引起的自動(dòng)化的迅速發(fā)展是科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力發(fā)展迅速的重要因素之一。而且伴隨著計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，自動(dòng)控制，自動(dòng)導(dǎo)航將會(huì)邁向新的階段，向工農(nóng)業(yè)高度自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。
本設(shè)計(jì)以89C51單片機(jī)為控制的核心，以微型反射式紅外線發(fā)射接收一體化管為數(shù)據(jù)采集部件，通過它來判斷地面路線的明暗變化來產(chǎn)生相應(yīng)變化的電流，通過比較器產(chǎn)生一系列表示位置的高低電平，利用單片機(jī)對該信號進(jìn)行判斷識別，從而輸出信號控制由三極管構(gòu)成的電子開關(guān)電路驅(qū)動(dòng)前后輪電機(jī)，使小車檢測到黑線時(shí)開動(dòng)，電平的變化使前輪電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)前進(jìn)的方向，實(shí)現(xiàn)小車的運(yùn)動(dòng)自動(dòng)控制功能。系統(tǒng)還通過安裝在輪子上的紅外線反射對管產(chǎn)生脈沖，通過計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)測量小車運(yùn)行的時(shí)間以及路程，通過LED顯示等擴(kuò)張功能。
此外，根據(jù)實(shí)際的需要還可以用單片機(jī)產(chǎn)生脈沖寬調(diào)制，控制小車的速度，增加小車的向后運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)的顯示速度，實(shí)現(xiàn)高低速報(bào)警，同時(shí)還能增加障礙物體的檢測及碰撞到障礙時(shí)報(bào)警等。

關(guān)鍵詞： 單片機(jī),自動(dòng)導(dǎo)航,數(shù)碼顯示,光電耦合,紅外線管

目 錄
1 前言………………………………………………………………………………………1
1.1 設(shè)計(jì)方案的提出………………………………………………………………………1
1.2 設(shè)計(jì)的依據(jù)……………………………………………………………………………1
2 設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………………………………2
2.1 控制方案……………………………………………………………………………2
2.1.1采用可編程邏輯器件…………………………………………………………………2
2.1.2 采用89C51作為控制芯…………………………………………………………………2
2.2 數(shù)據(jù)采集方案……………………………………………………………………………3
2.3 顯示方案…………………………………………………………………………………3
3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………3 3.1 電源電路…………………………………………………………………………………3
3.2 傳感器測試電路………………………………………………………………………3
3.2.1 紅外線對管經(jīng)比較器產(chǎn)生脈沖……………………………………………………… 4
3.2.2 小電壓放大產(chǎn)生脈沖………………………………………………………………4
3.3 速度傳感器電路……………………………………………………………………5
3.3.1 紅外線對管測速電路…………………………………………………………………5
3.3.2 霍爾傳感器測速電路…………………………………………………………………6
3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路……………………………………………………………………………7
3.4.1 繼電器控制正反轉(zhuǎn)……………………………………………………………………7
3.4.2 專用芯片控制正反轉(zhuǎn)…………………………………………………………………7
3.4.3橋電路控制正反轉(zhuǎn)……………………………………………………………………8
3.5 顯示模塊電路……………………………………………………………………………9
4 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………11
4.1 總體系統(tǒng)工作原理………………………………………………………………………11
4.2 光信號處理模塊………………………………………………………………………11
4.3 測速及計(jì)時(shí)電路程序的設(shè)計(jì)……………………………………………………………13
5 設(shè)計(jì)調(diào)試分析…………………………………………………………………………15
6 結(jié)論………………………………………………………………………………………16
致謝……………………………………………………………………………………………18
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………19
英文摘要………………………………………………………………………………………20
附錄1：電路原理圖 ………………………………………………………………………21
附錄2：程序清單……………………………………………………………………………23
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯成績評定表


參 考 文 獻(xiàn)
王宏，張鐵. 1994. 基于地圖的室外移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃與導(dǎo)航系統(tǒng). 機(jī)器人，16（1）：24－29
劉野，高迪，郡毅陽. 2002. 自動(dòng)往返小汽車. 電子世界，第5期：56-57
李華，李紅青，孫曉民等. 2002. MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù). 北京：航空航天大學(xué)出版社.162－188
李秀珍，王永吉，師菁. 1998. 關(guān)于智能車輛轉(zhuǎn)向問題的研究.機(jī)械設(shè)計(jì)，第9期：39－42
宋新兵，徐源周，叢明河. 2002. 自動(dòng)程控電動(dòng)小汽車的設(shè)計(jì).電子世界，第4期：56-58
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