小车避障系统设计.doc
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小车避障系统设计,目录摘要 iabstract Ⅱ第1章 绪论 11.1 的意义 11.2 小车避障系统 11.2.1 主控系统21.2.2 机械系统31.2.3 电机驱动模块31.2.4 传感器系统31.2.5 电源电路的选型 51.2.6 里程检测模块51.2.7 显示模块5第2章 主控制单元72.1...
内容介绍
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小车避障系统设计
目 录
摘要 ………………………………………………………………………………………………I
Abstract ………………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论 ……………………………………………………………………………………1
1.1 小车避障系统设计的意义 ………………………………………………………1
1.2 小车避障系统 ………………………………………………………………………1
1.2.1 主控系统……………………………………………………………………2
1.2.2 机械系统……………………………………………………………………3
1.2.3 电机驱动模块………………………………………………………………3
1.2.4 传感器系统…………………………………………………………………3
1.2.5 电源电路的选型 …………………………………………………………5
1.2.6 里程检测模块………………………………………………………………5
1.2.7 显示模块……………………………………………………………………5
第2章 主控制单元……………………………………………………………………………7
2.1 整体构思 ……………………………………………………………………………7
2.2 主控制部分 …………………………………………………………………………7
2.2.1 CPU介绍………………………………………………………………………7
2.2.2 CPU功能……………………………………………………………………10
2.2.3 CPU相关电路………………………………………………………………10
2.3 主程序设计…………………………………………………………………………11
2.3.1 关于定时与计数器………………………………………………………11
2.3.2 程序…………………………………………………………………………12
第3章 驱动单元 ……………………………………………………………………………14
3.1 直流电机的驱动原理 ……………………………………………………………14
3.2 直流电机的驱动电路 ……………………………………………………………14
第4章 躲避障碍物单元 ……………………………………………………………………16
4.1 避障传感器电路 …………………………………………………………………16
4.1.1 近距离避障传感器………………………………………………………16
4.1.2 远距离避障传感器………………………………………………………17
4.2 避障方法……………………………………………………………………………18
4.2.1 前方有障碍物 ……………………………………………………………18
4.2.2 侧面有障碍物 ……………………………………………………………19
4.3 避障程序……………………………………………………………………………20
第5章 显示单元………………………………………………………………………………21
5.1 里程和时间显示 …………………………………………………………………21
5.2 显示模块硬件 ……………………………………………………………………21
5.2.1 ZLG7289A介绍 ……………………………………………………………22
5.2.2 ZLG7289A串行接口………………………………………………………23
5.2.3 ZLG7289A控制指令………………………………………………………24
第6章 在系统编程 …………………………………………………………………………29
6.1 在系统编程(ISP)介绍 …………………………………………………………29
6.2 FLASH EPROM 存储器………………………………………………………………29
6.3 ISP设计 ……………………………………………………………………………30
6.4 单片机与PC机的连接……………………………………………………………31
6.4.1 连接介绍 …………………………………………………………………31
6.4.2 MAX232概述 ………………………………………………………………32
结论………………………………………………………………………………………………43
致谢………………………………………………………………………………………………44
参考文献 ………………………………………………………………………………………45
摘 要
本次设计的小车避障系统，采用P89C51RA作为小车的检测和控制核心。车的车体选用现成的市售玩具车改装而成，驱动部件部分采用常用的H桥驱动电路。根据题目设定的具体要求，采用霍尔传感器进行里程统计，红外传感器进行目标识别与避障；采用直流电机对车进行转向和行动控制。本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车自动行驶、避障和里程统计的功能；此外，遇到障碍物时，发光管给出信号。该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人工厂、仓库、服务机器人等领域。
小车避障系统中，四个反射式光电传感器用于检测近距离障碍物，安装于车身两侧，检测到的红外避障信号输入单片机的P2.0-P2.3引脚；另有两个红外线传感器检测远距离障碍物，安装于车身前两侧；检测到的红外避障信号输入单片机的P2.4-P2.5引脚。检测到的信号再通过软件程序控制相应的动作。该小车通过P1口输出相应的电机驱动信号控制H桥三极管的通断来控制直流电机，从而控制小车的行动，如果遇到障碍物，检测到的信号将通过软件控制P1口来实现小车的行动路线。检测距离用到的霍尔传感器，它将检测到的脉冲信号送入P3口的T1引脚，通过计数器记数，再通过程序可以计算出小车的里程，并由LED显示出来。而行驶所用的时间显示，秒单元则由定时器中断产生。其中的LED显示控制芯片是ZLG7289A，它和主控制芯片串接，是8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片。
关键词 P89C51RA；ZLG7289；红外传感器；霍尔传感器
Abstract
The easy intelligent mini-car, driven by DC machine, is controlled by single chip P89C51RA2xx. The body of the car is converted from the toy car, which is bought easily. For the structure, we recreated the driving part. According to the detailed requirement, we use the hall sensor to produce pulses for calculating the distance, use the infrared sensor to identify the target and avoid the roadblock and the two DC 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
Keywords P89C51RA; ZLG7289; infrared sensor; hall sensor
参考文献
[1] 谢自美•电子线路设计.试验.测试 [M] •华中科技大学出版社，2004
[2] 宗光华•机器人的创意设计与实践 [M] •北京航空航天大学出版社，2004
[3] 肖景和•红外线热释电与超声波遥控电路[M] •人民邮电出版社，2003
[4] 靳 桅•单片机原理及应用[M] •西南交通大学出版社，2004
[5] 王毅编著•单片机器件手册[M] •人民邮电出版社,1994
[6。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
目 录
摘要 ………………………………………………………………………………………………I
Abstract ………………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论 ……………………………………………………………………………………1
1.1 小车避障系统设计的意义 ………………………………………………………1
1.2 小车避障系统 ………………………………………………………………………1
1.2.1 主控系统……………………………………………………………………2
1.2.2 机械系统……………………………………………………………………3
1.2.3 电机驱动模块………………………………………………………………3
1.2.4 传感器系统…………………………………………………………………3
1.2.5 电源电路的选型 …………………………………………………………5
1.2.6 里程检测模块………………………………………………………………5
1.2.7 显示模块……………………………………………………………………5
第2章 主控制单元……………………………………………………………………………7
2.1 整体构思 ……………………………………………………………………………7
2.2 主控制部分 …………………………………………………………………………7
2.2.1 CPU介绍………………………………………………………………………7
2.2.2 CPU功能……………………………………………………………………10
2.2.3 CPU相关电路………………………………………………………………10
2.3 主程序设计…………………………………………………………………………11
2.3.1 关于定时与计数器………………………………………………………11
2.3.2 程序…………………………………………………………………………12
第3章 驱动单元 ……………………………………………………………………………14
3.1 直流电机的驱动原理 ……………………………………………………………14
3.2 直流电机的驱动电路 ……………………………………………………………14
第4章 躲避障碍物单元 ……………………………………………………………………16
4.1 避障传感器电路 …………………………………………………………………16
4.1.1 近距离避障传感器………………………………………………………16
4.1.2 远距离避障传感器………………………………………………………17
4.2 避障方法……………………………………………………………………………18
4.2.1 前方有障碍物 ……………………………………………………………18
4.2.2 侧面有障碍物 ……………………………………………………………19
4.3 避障程序……………………………………………………………………………20
第5章 显示单元………………………………………………………………………………21
5.1 里程和时间显示 …………………………………………………………………21
5.2 显示模块硬件 ……………………………………………………………………21
5.2.1 ZLG7289A介绍 ……………………………………………………………22
5.2.2 ZLG7289A串行接口………………………………………………………23
5.2.3 ZLG7289A控制指令………………………………………………………24
第6章 在系统编程 …………………………………………………………………………29
6.1 在系统编程(ISP)介绍 …………………………………………………………29
6.2 FLASH EPROM 存储器………………………………………………………………29
6.3 ISP设计 ……………………………………………………………………………30
6.4 单片机与PC机的连接……………………………………………………………31
6.4.1 连接介绍 …………………………………………………………………31
6.4.2 MAX232概述 ………………………………………………………………32
结论………………………………………………………………………………………………43
致谢………………………………………………………………………………………………44
参考文献 ………………………………………………………………………………………45
摘 要
本次设计的小车避障系统，采用P89C51RA作为小车的检测和控制核心。车的车体选用现成的市售玩具车改装而成，驱动部件部分采用常用的H桥驱动电路。根据题目设定的具体要求，采用霍尔传感器进行里程统计，红外传感器进行目标识别与避障；采用直流电机对车进行转向和行动控制。本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车自动行驶、避障和里程统计的功能；此外，遇到障碍物时，发光管给出信号。该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人工厂、仓库、服务机器人等领域。
小车避障系统中，四个反射式光电传感器用于检测近距离障碍物，安装于车身两侧，检测到的红外避障信号输入单片机的P2.0-P2.3引脚；另有两个红外线传感器检测远距离障碍物，安装于车身前两侧；检测到的红外避障信号输入单片机的P2.4-P2.5引脚。检测到的信号再通过软件程序控制相应的动作。该小车通过P1口输出相应的电机驱动信号控制H桥三极管的通断来控制直流电机，从而控制小车的行动，如果遇到障碍物，检测到的信号将通过软件控制P1口来实现小车的行动路线。检测距离用到的霍尔传感器，它将检测到的脉冲信号送入P3口的T1引脚，通过计数器记数，再通过程序可以计算出小车的里程，并由LED显示出来。而行驶所用的时间显示，秒单元则由定时器中断产生。其中的LED显示控制芯片是ZLG7289A，它和主控制芯片串接，是8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片。
关键词 P89C51RA；ZLG7289；红外传感器；霍尔传感器
Abstract
The easy intelligent mini-car, driven by DC machine, is controlled by single chip P89C51RA2xx. The body of the car is converted from the toy car, which is bought easily. For the structure, we recreated the driving part. According to the detailed requirement, we use the hall sensor to produce pulses for calculating the distance, use the infrared sensor to identify the target and avoid the roadblock and the two DC 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
Keywords P89C51RA; ZLG7289; infrared sensor; hall sensor
参考文献
[1] 谢自美•电子线路设计.试验.测试 [M] •华中科技大学出版社，2004
[2] 宗光华•机器人的创意设计与实践 [M] •北京航空航天大学出版社，2004
[3] 肖景和•红外线热释电与超声波遥控电路[M] •人民邮电出版社，2003
[4] 靳 桅•单片机原理及应用[M] •西南交通大学出版社，2004
[5] 王毅编著•单片机器件手册[M] •人民邮电出版社,1994
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