毕业论文《自动循迹小车》

毕业论文（设计）题目自动循迹小车院系电气与电子信息工程学院专业自动化年级2013级学生姓名赖德鹏学号130650108指导教师田巧玉-I-自动循迹小车专业自动化学生赖德鹏指导教师田巧玉【摘要】本设计以LDC1000传感器探测金属为基础，以单片机控制技术为核心，实现小车自动探测金属轨道并正常行驶。同时加入前进距离和时间的记录，用户可通过单片机STC15F2K60S2控制传感器根据不同的金属轨道进行参数矫正。小车使用了L298N电机驱动以便于小车可以不通的速度匀速稳定的前进，最终实现集金属探测，实地矫正，参数的设定与数据显示于一身的智能循迹小车。此设计有体积小，功耗低，适用范围广，用户操作界面设计人性化等特点。【关键词】金属探测参数可调多功能显示智能控制-II-AutomaticVehicleTracking【Abstract】ThisdesignisbasedontheLDC1000sensortodetectthemetal,withthesingle-chipmicrocomputercontroltechnologyasthecore,torealizetheautomaticdetectionofthemetaltrackandnormaldriving.Atthesametimetojointheadvancedistanceandtimerecords,theusercanbecontrolledbyasinglechipmicrocomputerSTC15F2K60S2sensorbasedondifferentmetaltrackparameters.ThecarusesaL298Nmotordriveforthecarcangetstablespeedconstantprogress,andultimatelysetthemetaldetection,fieldcorrection,intelligentvehicletrackinganddatasetparametersaredisplayedina.Thisdesignhasthecharacteristicsofsmallsize,lowpowerconsumption,wideapplicationrange,user-friendlydesignofuserinterface,andsoon.【Keywords】Metaldetectionadjustableparametersmultifunctiondisplayintelligentcontrol目录绪论........................................................错误!未定义书签。1开发概述..................................................错误!未定义书签。1.1研究现状............................................错误!未定义书签。1.2选题意义............................................错误!未定义书签。1.3研究任务............................................错误!未定义书签。1.4基本要求............................................错误!未定义书签。1.5本文工作及内容安排..................................错误!未定义书签。2模块方案论证..............................................错误!未定义书签。2.1概述................................................错误!未定义书签。2.2模块的论证..........................................错误!未定义书签。2.2.1小车的比较与选择...............................错误!未定义书签。2.2.2电动机的比较与选择.............................错误!未定义书签。2.2.3电机驱动芯片的比较与选择.......................错误!未定义书签。2.2.4传感器的比较与选择.............................错误!未定义书签。2.2.5处理器芯片的比较与选择.........................错误!未定义书签。2.3小车功能实现的设计与分析............................错误!未定义书签。3硬件部分设计..............................................错误!未定义书签。3.1电机驱动模块........................................错误!未定义书签。3.2LDC1000传感器模块...................................错误!未定义书签。3.3电源模块............................................错误!未定义书签。4软件部分设计..............................................错误!未定义书签。4.1大体思路............................................错误!未定义书签。4.1.1C语言简介.....................................错误!未定义书签。4.1.2单片机简介.....................................错误!未定义书签。4.1.3基于单片机在循迹小车系统中的应用介绍...........错误!未定义书签。4.1.4软件部分总述...................................错误!未定义书签。4.2电机驱动程序控制....................................错误!未定义书签。4.3LDC1000传感器模块...................................错误!未定义书签。4.3.1LDC1000参数的计算.............................错误!未定义书签。4.3.2确定Rp_Max值..................................错误!未定义书签。4.3.2确定Rp_Min值..................................错误!未定义书签。4.4PID算法.............................................错误!未定义书签。4.5行驶距离的计算......................................错误!未定义书签。4.6主函数与中断........................................错误!未定义书签。5综合测试方法、数据及结果分析..............................错误!未定义书签。5.1测试方法............................................错误!未定义书签。5.2测试数据............................................错误!未定义书签。5.3结果分析............................................错误!未定义书签。6成果展示..................................................错误!未定义书签。总结........................................................错误!未定义书签。参考文献...................................................................14附录.......................................................................15致谢.......................................................................23-1-绪论在当前的环境中，随着科技的进步，智能化车辆或者与智能化车辆相关的产品已经开始作为各式各样自动控制系统中的重要设备之一，这其中主要包括了物流配送或者交通运输等系统。所以，自动化车辆越发地被人们重点关注，同时，也有越来越多的企业和工厂开始对智能车辆踊跃地进行研发和设计。智能化的小车是非常规范地将各个拥有高科技的系统融为一体的成果。不仅是智能化的小车包含了很多拥有高科技的系统，而这样的一个综合体又包含了更加多的高新技术。简单的来讲，智能小车就是将双腿变成了的多个轮子的移动机器人。而这个机器人其中就包括了对环境的探测，对行进路线的计算，以及包括了人类远程进行通信控制甚至是机器人自行地对车体进行控制等多种功能。而智能小车在对比其他的智能机器人时，可以更加平稳的运行，操作也比较简单，整个系统的设计也没有其他的机器人那么复杂。另外，由于智能小车的优点就在于控制简便，运行稳定，所以对智能小车的行驶的速度与方向之间的配合就有比较严格的要求。首先，小车可以通过传感器来获取当前道路状况，然后将传感器获取到的数据传输到处理器，处理器再结合小车当前的行驶状态，迅速地进行计算，对小车的行驶的方向和行车的速度进行快速的调整改变，进而对目标道路进行迅速准确的跟踪。1开发概述1.1研究现状移动机器人出现于20世纪06年代，当时斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和charlesRosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制[1]。从此，作为机器人学中的一部分,智能化车辆的数量开始不断的增多。1.2选题意义随着科技的不断发展，人们也越发的开始关注一些研发人工智能产品的情况。智能小车可以在各种条件恶劣的情况下代替人们进行一些复杂的任务，例如排雷防爆，矿区检测，狭窄的地方进行货物搬运等。正是由于这种智能小车设备有非常多的运用前景，所以对智能小车的进行寻迹避障的研究设计就是目前首要的目标，因为小车需要正确的在规定的路线中行进并执行相应的任务。-2-1.3研究任务本设计是一种以STC15芯片为控制核心的自动寻迹小车系统。L298驱动电路通过单片机产生的PWM波来控制小车速度。利用LDC1000传感器对路面铁丝轨道进行分析检测,并将路面检测到的信号实时反馈给单片机，单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着铁丝轨迹自动行驶[2]。本设计还附带了按键功能，可以对LDC1000阈值及小车的启停等功能进行设置。1.4基本要求设计并制作一个可以自动循迹的小车。循迹传感器自选，在规定的平面跑道自动按顺时针方向循迹前进，跑道的标示为一根0.9cm左右的细铁丝，用透明胶带将其粘贴在跑道上，跑道尺寸见图1-1，跑完一圈不得超过10分钟，小车运行时必须保持铁丝在车身垂直投影下，实时显示小车运行时间和距离[3]。2m1.2m0.4m0.6m0.6m一角硬币图1-1铁丝轨道图1.5本文工作及内容安排第一章讲解了智能小车当前研发的情况，阐明了系统实现的目的和意义，概述了本文的主要工作。第二章主要简单介绍了各个模块的论证方法，对系统有个整体框架。第三章介绍了电机驱动模块、LDC1000传感器模块和电源模