（毕业设计 页数：23   字数：8781）简易智能电动车设计报告

摘要：本设计采用小型单片机AT89C4051和AT89C2051作为简易智能电动车的检测和控制核心，电路分为路面黑线检测模块，金属探测模块，电机驱动模块，方向控制模块，显示及声光指示模块，避障模块、测距模块等几部分。路面黑线轨道的检测使用红外传感器，路面薄铁片检测使用接近开关（LMF2-3005NA），电机的转速控制采用PWM电路，电机的转向控制采用H桥型驱动电路，在光源的引导下，光敏电阻根据光的强弱来准确控制小车的运行方向和停车位置。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用了一套完善的软件编程，实现了小车在直道区检测薄铁片，在弯道区沿圆弧引导线到达C点的精确控制，并顺利绕过障碍物朝着光源准确到达车库。

关键字：红外传感器 接近开关 PWM电路 H桥型驱动电路

Simply the speech designed in the intelligent electrically operated motor car

Abstract：Native is designed a doping the MCU （89C2051）add MCU （89C4051）As simply intelligent electrically operated motor car examination and the control core ，The electric circuit is divided into the black line examination module on pavement ，metal acquisition module ，electrical machinery drive module ，directional control module ，display and fame instruction module ，the range finding module awaits some sections .The infrared sensor employd in the pavement black line trajectory examination ，pavement bao tie pian employs the proximity switch at the examination （LMF2-3005NA），PWM's electric circuit dominateeed adoping in the rotation speed of electrical machinery ，H's bridge mould drive dominateeed adoping in the veer of electrical machinery ，being living , illuminant boot is geted off ，that the photosensitive resistance action being living is geted off on the basis of light strong and weak accurately dominate sedan operation orientation and the parking place .Based on these completely but dependable hardwares design ，employ one suit of consummate software programming ，achieving the sedan is living examination bao tie pian in straight road district ，being living to flex district guides that the string reaches the exact control that C order along the arc ，moreover coil the obstacle successfuly towards the illuminant accurately arrival garage .

Keyword ：infrared sensor proximity switch PWM's electric circuit H's bridge mould drive

目 录
摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
第一章 系统方案论证与比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第一节 设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第二节 方案选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2.1、电机的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2.2、电机驱动方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2.3、路面情况检测方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2.4、探测障碍物方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.2.5、路程检测方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.2.6、光源检测方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.2.7、显示部分方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.2.8、电源方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
第二章 电路框图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
第一节 总体框图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
第二节 整体程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

第三章 系统的具体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
第一节 系统的硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.1.1、电动机PWM驱动模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.1.2、路面黑线检测模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.3、避障模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3.1.4、金属检测模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.1.5、车速检测模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.1.6、光源检测模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.1.7、显示模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
第二节 系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
第四章 测试方法与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
第一节 测试设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
第二节 测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
第五章 测试结果及分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
第六章 结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

第一章 系统方案论证与比较
第一节 设计思路
题目要求设计一电动小车，使其能沿着黑色引导线行驶，能够检测薄铁片和安全通过障碍区，并随着光源的引导，小车能顺利的进入车库且能显示小车的行使路程、检测到铁片的数目及行使时间等。根据题目要求由两个电机来控制小车的转向，由传感器来检测黑线、薄铁片及障碍物，由光敏电阻来检测光源，由液晶来显示小车的行使路程、检测到铁片的数目及行使时间等。


第二节 方案选择与论证
1.2.1、电机的选择与论证
方案一：采用步进电机。步进电机的一个显著特点是具有快速的启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机启动或反转。另一个显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活。
方案二：采用普通的直流电机。直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转。
由于普通的直流电机电路相对简单且易于购买，所以在本设计中采用直流电机作为动力源，即选择方案二。
1.2.2、电机驱动方案的选择与论证
方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。这个电路的优点是电路结构简单，其缺点是继电器的响应时间长，易损环，寿命短，可靠性不是很高。
方案二：电路采用两对互补型晶体管8550（PNP）型和8050型（NPN）构成桥式电路。用89C2051软件控制两个斜对角晶体管导通，分别实现对电机的正转与反转，为了将控制电路电源和电动机电源隔离开来，在桥式电路之前加了光电耦合器，为了增强驱动力，在光电耦合又增加了前级驱动电路（即加了非门）。该电路的优点是电路简单，通过单片机的软件控制互补型晶体管的导通与截止，方便的调整电动机的运动状态。缺点是当两个输入端都为高电平时，驱动电路的三极管同时导通，容易烧坏互补型晶体管。